Опыт хейнса шокли описание кратко

Обновлено: 04.07.2024

1941 г. – Синтезирован расщепляющийся изотоп плутоний-239 и доказано, что он делится медленными нейтронами (Г. Сиборг, Э. Мак-Миллан и др.).
– Открыт изотоп уран-233 (Г. Сиборг и др.).
– Открытие фотоделения ядер.
– Обнаружение р-n перехода в закиси меди (В. Е. Лашкарев).
– Д. Д. Максутов изобрел менисковые оптические системы, широко используемые в телескопах.

1942 г. – 2 декабря осуществлена цепная ядерная реакция деления ядер урана в первом ядерном реакторе (Э, Ферми, Г, Андерсон, В. Зинн и др.).
– Х. Альфвен предсказал новый тип электромагнитных волн, распространяющихся в плазме с высокой проводимостью в сильных магнитных полях (волны Альфвева). Открыты им в 1950.

1943 г. – Разработка В. Гейзенбергом теории матрицы рассеяния, или S-матрицы (впервые S-матрицу предложил в 1937 Дж. Уилер, идею S-матрицы выдвинул также Л. И. Мандельштам).

1944 г. – Построен первый ядерный реактор на природном уране с тяжелой водой в качестве замедлителя (Аргонская национальная лаборатория).
– В. И. Векслер открыл новый принцип ускорения частиц – принцип автофазировки, который лег в основу создания новых ускорителей заряженных частиц – фазотрона, синхротрона, синхрофазотрона, микротрона; дал его теорию. В 1945 этот же принцип предложил Э. Мак-Миллан. Идею автофазировки в 1934 выдвинул Л. Сцилард.
– Открытие Е. К. Завойским электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), предсказанного в 1923 Я. Г. Дорфманом.
– Предсказание Д. Д. Иваненко и И. Я. Померанчуком синхронного излучения – магнитотормозного излучения релятивистских электронов, движущихся в магнитном поле. Открыто в 1946 Блюмтом.
– Обнаружены высокие сегнетоэлектрические свойства у титаната бария (Б. М. Вул),
– Открыто явление сверхдальнего распространения звука в океане (М. Ивинг, Дж. Ворцель). В 1946 это явление обнаружили также Л. М. Бреховских и Л. Д. Розенберг.

1945 г. – 16 июля осуществлен первый экспериментальный ядерный взрыв (пустыня Аламогордо). Созданы первые атомные бомбы (в США).

1946 г. – Дж. Гриффитс открыл ферромагнитный резонанс, предсказанный в 1913 В. К. Аркадьевым (в 1947 его наблюдал Е. К. Завойский).
– Получены “холодные” нейтроны (Э. Ферми, Г. Андерсон, Д. Митчелл), предсказанные в 1941 А. И. Ахиезером и И. Я. Померанчуком.
– Открыт ядерный магнитный резонанс (Ф. Блох, У. Хансен, Э. Парселл, Р. Паунд).
– У. Либби разработал радиоуглеродный метод геохронологии.
– Б. М. Понтекорво предложил хлор-аргоновый метод детектирования нейтрино в реакции Cl37+ n ® Аr37 + е-.
– Л. Альварес построил первый линейный ускоритель протонов с трубками дрейфа (ускоритель Альвареса).
– 26 декабря осуществлена цепная ядерная реакция в первом советском ядерном реакторе (И. В. Курчатов).
– Л. Д. Ландау предсказал явление бесстолкновительного затухания волн в плазме (эффект затухания Ландау). Обнаружено в 1966.
– Н. Н. Боголюбов заложил основы современной теории кинетических явлений.
– А. И. Ахиезер выдвинул концепцию магнонов.
– С. И. Пекар ввел представление о поляронах и построил (1946 – 49) теорию.

1946–48 гг. – Открытие молекулярных экситонов (А. Ф. Прихотько, А. С. Давыдов), предсказанных в 1931 Я. И. Френкелем.
– А. Д. Лейпунский выдвинул идею реакторов на быстрых нейтронах.
– Дж. Гамов разработал теорию “горячей Вселенной”, подтвержденную в 19б5 открытием реликтового излучения.

1947 г. – Экспериментально доказано, что мюон не является сильновзаимодействующей частицей (М. Конверси, Э. Панчини, О. Пиччиони).
– Открыты заряженные пионы (С. Пауэлл, Дж. Оккиалини. Ч. Латтес, Х. Мюирхед).
– Наблюдение каонов и гиперонов (Дж. Рочестер, К. Батлер). Принято считать. что надежное открытие каонов относится к 1949 (Г. Пауэлл и др.; первое экспериментальное указание на существование каонов получил в 1944 Л. Лепренс-Ренге), а гиперонов – к 1951.
– У. Лэмб и Р. Ризерфорд провели опыт по наблюдению тонкой структуры уровней энергии атомов водорода и дейтерия (опыт Лэмба – Ризерфорда), результатом чего было измерение сдвига уровней (лэмбовский сдвиг). Этот эффект Лэмба – Ризерфорда (дублетное расщепление термов водорода) объяснен квантовой электродинамикой.

1947-49 гг. – Разработан метод перенормировок (Х. Бете, В. Вайскопф, Ю. Швингер и др.).

1947 г. – Н. Н. Боголюбов построил теорию неидеального бозе-газа.
– А. Б. Пиппард построил теорию аномального скин-эффекта.
– Изобретение сцинтилляционного счетчика (Х. Кальман),
– И. Пригожин сформулировал теорему о минимальности производства энтропии (теорема Пригожина).

1948 г. – П. Каш измерил аномальный магнитный момент электрона, вычисленный в том же году Ю. Швингером.
– Выдвинута идея р-е-универсальности слабых взаимодействий (Дж. Пуппи).
– А. Снелл и Л. Миллер экспериментально обнаружили бета-распад свободного нейтрона. В 1950 это сделали Дж. Робсон и П. Е. Спивак, измерив к тому же период его полураспада.

1948–49 гг. – Завершено создание современной квантовой электродинамики (С. Томонага, Р. Фейнман, Ю. Швингер, Ф. Дайсон).

1948 г. – Наблюдение L-захвата (Б. М. Понтекорво).
– Построение теории резонансных ядерных реакций (А. И. Ахиезер, И. Я. Померанчук).
– В составе космических лучей обнаружены атомные ядра.
– Предсказание пучковой неустойчивости в газоразрядной плазме (Дж. Пирс, А. И. Ахиезер, Я. Б. Файнберг). В 1949 это сделали также Д. Бом и Э. Гросс. Обнаружена в 1957-60 Файнбергом с сотрудниками.
– К. Гортер предложил метод поляризации ядер кобальта-60 (в 1951 методы получения ориентированных ядер разработали также Б. Блини и Р. Паунд).
– Изобретен искровой счетчик (Ди. Кейфель).
– У. Шокли и Дж. Пирсон обнаружили эффект поля, имевший важное значение для изобретения транзистора.
– Изобретен полупроводниковый транзистор (Дж. Бардин, У. Браттейн)
– Разработана теория парамагнитного резонанса (Н. Бломберген, Э. Парселл, Р. Паунд).
– Создание А. С. Давыдовым теории поглощения света в молекулярных кристаллах и предсказание расщепления невырожденных молекулярных термов ("давыдовское расщепление").
– Л. Неель разработал модель ферримагнетизма. Подтверждена в 1949 – 51 К. Шаллом.
– Получен жидкий гелий ~Не.
– Создание Д. Габором голографии (идею голографического метода получения изображений выдвинул в 1920 М. Вольфке).

1949 г. – М. Гепперт-Майер предсказала сильное спин-орбитальное взаимодействие между нуклонами и распределение протонов и нейтронов в ядре по независимым энергетическим оболочкам, что просто объяснило магические числа (к этой же идее в 1950 пришли О. Хаксель, Х. Йеисен и Г. Зюсс) и привело к созданию (1949-50) оболочечной модели ядра.
– Экспериментально подтвержден обменный характер ядерного взаимодействия между протоном и нейтроном (К. Бракнер и др.).
– Э. Ферми и Ч. Янг выдвинули идею, что пионы можно рассматривать как системы, составленные из нуклонов и антинуклонов (первая модель составной элементарной частицы). – Получение поляризованных пучков нейтронов (Д. Юз, М. Берджи).
– Построение теории дифракционного рассеяния быстрых заряженных частиц ядрами (А. И. Ахиезер, И. Я. Померанчук).
– Ю. Вигнер сформулировал закон сохранения числа барионов (отчетливое выражение этого закона содержалось уже в работе Э. Штюкельберга 1938).
– Р. Фейнман в квантовой электродинамике предложил графический метод представления амплитуд рассеяния и рождения частиц (диаграммы Фейнмана).
– Открытие электронно-ядерных ливней (Д. В. Скобельцын, Н. А. Добротин, Г. Т. Зацепин).
– Описание аномально быстрого ухода плазмы сквозь магнитное поле на стенки сосуда (Д. Бом). Получение эмпирического выражения для коэффициента диффузии (бомовский коэффициент диффузии).
– У. Шокли и Дж. Хейнс осуществили эксперимент, позволивший непосредственно определить подвижности и время жизни неосновных носителей заряда в германии (опыт Хейнса – Шокли),
– У. Шокли разработал теорию р – n-перехода (теория Шокли).
– У. Шокли предложил р-n транзистор.
– Н. Д. Моргулис и П. М. Марчук открыли термоэмиссионный метод преобразования энергии.
– Л. Онсагер предсказал возникновение квантованных вихрей в сверхтекучей компоненте жидкого гелия, движущейся с закритической скоростью, при температурах ниже точки фазового перехода (в 1955 это сделал и Р. Фейнман). Экспериментально эта гипотеза была подтверждена в 1961 В. Вайненом.

1950 г. – Открыт нейтральный пи-мезон p 0 (Р. Берклунд, В. Крендалл, Б. Мойер и др.). Убедительные доказательства его существования дали (1950-52) В. Пановский и Дж. Штейнбергер, наблюдавшие его фоторождение.
– Наблюдение резонансного рассеяния на ядре – гигантский резонанс (Р. Дрессел, М. Гольдхабер, А. Хансон), предсказанного в 1948 Гольдхабером и Э. Теллером.
– М. Розенблют дал формулу для дифференциального сечения упруго рассеянных электронов на протонах (формула Розенблюта).
– Дж. Рейнуотер предложил сфероидальную модель ядра.

1950 г. – Построена коллективная модель ядра (О. Бор, Б. Моттельсон). Вклад в разработку этой модели внесли также Дж. Рейнуотер (1950), Д. Хилл и Дж. Уилер (1953).

1950 г. – Выдвинута идея термоизоляции высокотемпературной плазмы магнитным полем, положенная в основу работы термоядерных установок (И. Е. Тамм, Л. Спитцер и др.).
– И. Е. Тамм с сотрудниками предложил проект замкнутой тороидальной магнитной ловушки – “Токамак”.
– Высказана идея сильной фокусировки (Н. Кристофилос). В 1952 ее предложили также Э. Курант, М. Ливингстон и Х. Снайдер.
– Наблюдение ядерного квадрупольного резонанса (Р. Паунд, Х. Демельт, Х. Крюгер).
– Выдвинута гипотеза, что источником космических лучей являются сверхновые звезды (Д. Хаар). В 1956 ее поддержал С. Хаякава.
– В. Л. Гинзбург и Л. Д. Ландау разработали полуфеноменологическую квантовую теорию сверхпроводимости (теория Гинзбурга – Ландау).
– Дж. Бардин и Г. Фрелих предсказал притяжение между электронами металла за счет обмена виртуальными фононами.
– Г. Фрелих развил теорию сверхпроводимости, основанную на рассмотрении электроннофононного взаимодействия (модель Фрелиха), которая указывала на существование изотопического эффекта.
– Открыт изотопический эффект в сверхпроводниках (Э. Максвелл, К. Рейнольдс), что явилось свидетельством связи сверхпроводимости с взаимодействием между электронами и колебаниями решетки (фононами).
– Ф. Лондон ввел представление о глубине проникновения поля в сверхпроводник.
– Введено понятие о деформационном потенциале (Дж. Бардин, У. Шокли). Представление о потенциале деформации разработал в 1952 также С. И. Пекар.
– И. Я. Померанчук предложил новый метод охлаждения, основанный на уникальных свойствах 3Не при низких температурах (эффект Померанчука). Реализован в 1965.
– Э. Парселл и Р. Паунд впервые наблюдали индуцированное излучение.
– Открытие магнитогидродинамических волн (Х. Альфвен). Предсказаны им в 1942.
– Э. Ган открыл ядерное спиновое эхо.

Равнодушно-враждебное отношение основной массы украинского населения к русской армии, освобождающей Украину от нацистов и участи туземцев Запада с минимально возможными для украинцев потерями, имеет ряд объективных и субъективных причин и одну сверхпричину: их именно так и "запрограммировали". "Перепрограммировать" население Украины будет значительно сложнее, чем разгромить ВСУ. Последнее уже фактически сделано, на первое потребуется время.

Ход специальной военной операции России на Украине поставил перед гражданами нашей страны целый ряд острых вопросов – от надуманных по своей сути до совершенно реальных. К числу первых следует отнести нередко озвучиваемое недоумение: почему так медленно продвигаемся? Спокойно! Продвигаемся стремительно, особенно с учётом четырёхкратного численного превосходства противника, использующего, видимо, подсказанную англосаксами подлую тактику – прятаться и воевать в жилой застройке, прикрываясь в качестве живого щита гражданским населением.

Территория "Украины имени Ленина" огромна. Быстро, примерно за неделю, её можно проехать на тяжёлой военной технике только в том случае, если никто не сопротивляется и солдат встречают хлебом и солью. И тем не менее под Киевом русские десантники появились в первый же день операции (американцы с многочисленными союзниками добрались до Багдада в 2003 году, преодолевая слабое сопротивление иракской армии и испепеляя с воздуха всё на своём пути, примерно за три недели).

А на шестой день русская армия совместно с корпусами ЛНР и ДНР разбила и закупорила в донбасском котле 80 процентов украинской армии. Окружила Киев. Зачистила половину Харькова. Подошла к Запорожью и Кривому Рогу. Пробила сухопутный путь в Крым вдоль берега Азовского моря. Взяла Херсон. Окружила Николаев (как и Киев, этот город может быть взят в любой момент). А русские танковые колонны движутся к Приднестровью, отрезая Одессу, где – многие с надеждой – ждут русского десанта.

Мы – русские, какой восторг!

Это фантастические достижения, невозможные для любой другой армии мира. Ещё пара-тройка дней, и украинская армия на Левобережье, юге Украины и в районе Киева, в том числе на правом берегу Днепра, лишённая управления, лишившаяся большей части военной техники и боеприпасов, прекратит организованное сопротивление, начнётся массовая сдача в плен. Этот неизбежный финал тормозился тем, что абсолютно лживая украинская пропаганда внушала своим военным, что на других участках фронта, кроме их собственного, враг разбит и изгнан за пределы страны. Хотя в действительности разгром ВСУ произошёл в течение одной недели, и скоро украинские вояки это поймут. Шок будет страшным.

Несколько дней назад под Харьковом в плен сдался украинский полк, теперь начнут сдаваться бригады. И это при том, что Россия в первые пять дней конфликта сознательно избегала наносить украинским военным потери, видя в них тех же русских и рассчитывая на их здравый смысл. Поставленная перед ВС России президентом и Верховным главнокомандующим Владимиром Путиным задача по демилитаризации и денацификации Украины решалась прежде всего уничтожением военной техники и инфраструктуры, а также приданных ВСУ нацистских военных формирований – аналога гитлеровских карателей. Если бы с самого начала операции жестоким ударам были подвергнуты и казармы ВСУ, где неправильно поняли проявленное по отношению к ним милосердие и доверие, она пошла бы ещё быстрее.

Короче, так и хочется сказать вслед за нашим блистательным полководцем Александром Суворовым: "Помилуй Бог, мы – русские! Какой восторг!".

А теперь о грустном

Мы все очень переживаем по поводу событий на Украине. И не только потому, что всегда жалко оказавшихся не в то время не в том месте простых людей, которые очень мало на что влияют. Кто-то переживает там за своих сыновей или мужей, которых марионеточная киевская власть гонит на убой и которые, если не сдадутся (последние данные – сдались гарнизоны нескольких городов), могут погибнуть. Но в России ощущается также недоумение: почему, несмотря на максимальную осторожность в выборе целей и желание русских всячески щадить гражданских лиц и даже украинских военных, отношение к нашим войскам оказалось равнодушно-враждебным, значительно реже – дружественным? Последнее имеет в основном место на востоке и юге Украины, хотя и там триколорами русских, в отличие от 2014 года, почти не встречают. В чём дело? Причин этому много. Остановимся на главных.

Во-первых, люди запуганы. В России это знали, а на Западе сознательно закрывали глаза – на Украине существовал жесточайший репрессивный режим. Многие люди на востоке и юге Украины рады освобождению, это видно по их глазам и лицам, но ещё не верят до конца в то, что это свершилось, что палачи из СБУ и всевозможные нацистские каратели не вернутся и не призовут их к ответу, не расправятся с ними прямо сейчас за их симпатии к России, использование русского языка. Рабская привычка жить под ярмом оккупанта даёт о себе знать: они всё ещё боятся.

Во-вторых, последние 30 лет и особенно последние восемь лет украинцев обрабатывали чудовищной, изощрённо-тотальной пропагандой. С помощью неё удалось превратить большинство людей в русофобских зомби, которые смирились со своей нищетой, свыклись с ужасом своей "зробитчанской" жизни, лживостью искусственного украинства, изливая раздражение всем этим на Россию, которая уже восемь лет, дескать, воюет с Украиной, не даёт стране развиваться, не пускает украинцев в Европу и прочее.

В-третьих, речь идёт об элементарном страхе за родных и близких, опасениях лишиться имущества в ходе военных действий, разрушении привычного уклада жизни. Как видно по украинским городам, они ужасно убогие: здания и дороги в плохом состоянии, люди скверно одеты. Никому не пожелаешь такой жизни, но деваться некуда: они привыкли, затянувшаяся оккупация с её зверствами в отношении несогласных, геноцидом в Донбассе стала почти что нормой. А тут такие судьбоносные перемены! Жизненные планы надо менять, к чему-то новому приспосабливаться. Страшновато. Что будет дальше?

Но самое главное, пожалуй, другое. Украинцы интуитивно понимают, что их псевдогосударство, с которым они тем не менее связывали какие-то надежды, рушится безвозвратно, что грядёт другая Украина или несколько государств на нынешней украинской территории, то есть совершенно неизвестная, чреватая вызовами эпоха. Всё, что они делали, чем жили, оказалось неправильным. А когда люди смотрят вокруг себя, на взорванные ВСУ мосты, или видят готовых партизанить сумасшедших маргиналов, с которыми никто не будет цацкаться (как и с не желающими сдаваться укровояками), их охватывает беспокойство. Встряска, даже если она к лучшему, многих пугает, особенно обывателей. К новой реальности нужно время привыкнуть.

Что с того?

После того, как война вскоре закончится и ВСУ на всей территории новой страны (Украины в урезанных границах) или стран (будущие Новороссия, Малороссия) сложат оружие, Москве необходимо решить одну главную задачу, которая потянет за собой все остальные. А именно – поставить у руля демилитаризированной Украины или бывших Украин новую, ориентированную на Россию власть. Для обеспечения решения злободневных текущих задач потребуется создать новую небольшую армию и мощные полицейские силы из вменяемых украинцев прежде всего для нейтрализации спятивших соотечественников, некоторые из которых неисправимы.

А затем нужно будет заняться стратегическими вопросами. Про экономику мы сейчас даже не говорим, она, по сути, вторична. Намного важнее другое. Во-первых, необходимо не просто прекратить на государственном уровне отравление украинцев русофобией, но и провести полнейшую денацификацию системы образования, даже детских садов, где детей начинали учить ненавидеть Россию. Вопрос "любишь - не любишь?" не зависит напрямую от уровня благосостояния.

Поэтому чтобы украинцы полюбили Россию, их необязательно "покупать", обеспечивать невиданные ранее блага (это они сами должны себе обеспечить, с нашей, разумеется, помощью). Для этого их надо прежде всего "перепрограммировать". Полностью вылечить Украину, 30 лет жившую вначале в режиме "не-России", а потом и "анти-России", можно будет только со временем. И это лишний раз говорит о том, что дальше тянуть со вскрытием украинского гнойника было нельзя. Ещё немного, и никакое лечение уже бы не помогло: на Россию наши западные враги спустили бы зомби с ядерными амбициями и бактериологическим оружием.

Подписывайтесь на канал "Царьград" в Яндекс.Дзен
и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.

Форма сигнала на зонде-коллекторе. Узкий первый импульс совпадает по времени с передним фронтом импульса генератора.

Опыт Хейнса — Шокли — классический физический эксперимент, впервые доказавший существование тока неосновных носителей (дырочной проводимости в полупроводнике n-типа) в полупроводниках и позволивший измерить основные свойства дырок — скорость дрейфа и скорость диффузии. Опыт был поставлен Ричардом Хейнсом в лаборатории полупроводников Bell Labs в феврале 1948 года [1] и теоретически объяснён Уильямом Шокли. Статья Хейнса и Шокли с описанием опыта была опубликована в 1949 году в Physical Review [2] .

Содержание

В своём первом опыте Хейнс использовал стержень из германия с электронным типом проводимости длиной 25 мм и поперечным сечением около 8 кв.мм. Концы стержня были подключены к батарее, порождавшей в стержне ток электронов (справа налево, из минуса — в плюс). Левый по схеме скользящий контакт-зонд (аналог эмиттера точечного транзистора) был подключен к генератору коротких импульсов тока положительной полярности, правый контакт-зонд (аналог коллектора) был подключен к осциллографу, синхронизируемому генератором в ждущем режиме [3] .

Если бы стержень был изготовлен не из полупроводника, а из металла, то в нём бы протекал только ток электронов, и наблюдаемый на экране осциллографа импульс совпадал бы по времени с импульсом тока генератора. Но в эксперименте с германиевым стержнем на экране осциллографа наблюдалось два импульса. Первый из них, узкий импульс тока замыкания, совпадал по времени с передним фронтом импульса генератора, второй (импульс дырочного тока) значительно оставал от импульса генератора и имел размытую, колоколообразную форму. Задержка и ширина второго импульса увеличивались с ростом расстояния между зондами. При изменении полярности батареи второй (размытый) импульс не наблюдался [3] .

Измерения, проведённые на кремнии и германии разных типов проводимости, подтвердили положение статистической физики о том, что подвижность μ (зависимость скорости дрейфа от напряжённости поля) и электронов, и дырок связана с коэффициентом диффузии D простым отношением:

D = μ (kT/q), где kT/q — электрический потенциал, соответствующий средней тепловой энергии электрона, и равный 25 мВ при комнатной температуре.

Смысл его таков, что электрон, участвующий в беспорядочном тепловом движении, способен преодолеть потенциальный барьер с высотой, равной в среднем 0,025 В. Другими словами, 0,025 В — это электрический потенциал, соответствующий средней тепловой энергии электрона. То обстоятельство, что указанное отношение равно 0,025 В, показывает, что заряд носителей, дрейф и диффузия которых исследуются в опыте Хайнса, равен по величине заряду электрона [5] .

Чтобы увидеть эффект, рассмотрим полупроводник n-типа длиной d. Нас будут интересовать такие характеристики носителей тока как подвижность, коэффициент диффузии и время релаксации. Удобно рассматривать одномерную задачу (векторы опущены для простоты).

Уравнения для электроного и дырочного токов записываются в виде:

<\partial x>" />
<\partial x>" />

где j_e(p) — плотность тока для электронов (e) и дырок(p), μ_e(p) — соответствующие подвижности, E — электрическое поле, n и p — плотности носителей заряда, D_e(p) — коэффициенты диффузии, x — независимая координата. Первое слагаемое в каждом уравнении линеное по элетрическому полю соответствует дрейфовой составляющей полного тока, а второе — пропорциональное градиенту концентрации — диффузии.

<\partial t>=\frac-\frac<\partial j_e><\partial x>" />
<\partial t>=\frac-\frac<\partial j_p><\partial x>." />

Индекс 0 указывает равновесные концентрации. Электроны и дырки рекомбинируют с временем жизни носителей τ.

$p_1=p-p_0\,,\quad n_1=n-n_0$

поэтому приведённая выше система уравнений преобразуется к виду:

<\partial t>=D_p \frac<\partial^2 p_1><\partial x^2>-\mu_p p \frac<\partial E><\partial x>- \mu_p E \frac<\partial p_1><\partial x>-\frac" />
<\partial t>=D_n \frac<\partial^2 n_1><\partial x^2>+\mu_n n \frac<\partial E><\partial x>+ \mu_n E \frac<\partial n_1><\partial x>-\frac" />

В простейшем приближении, можно считать электрическое поле постоянным между левым и правым электродами и пренебречь ∂E/∂x, однако, электроны и дырки диффундируют с разными скоростями, и материал имеет локальный электрический заряд, вызывая неоднородное распределение электрического поля, которое может быть рассчитано из закона Гаусса:

$\frac<\partial E> <\partial x>= \frac=\frac = \frac$

где ε — диэлектрическая проницаемость полупроводника, ε₀ — диэлектрическая проницаемость вакуума, ρ — плотность заряда, и e₀ — элементарный заряд.

сделаем замену переменных:

$p_1 = n_\text +\delta\,,\quad n_1 = n_\text-\delta\,,$

$n_\text<mean> и пусть δ будет гораздо меньше, чем$
. Два исходных уравнений запишутся в виде:

><\partial t>=D_p \frac<\partial^2 n_\text><\partial x^2>-\mu_p p \frac<\partial E><\partial x>- \mu_p E \frac<\partial n_\text><\partial x>-\frac>" />
><\partial t>=D_n \frac<\partial^2 n_\text><\partial x^2>+\mu_n n \frac<\partial E><\partial x>+ \mu_n E \frac<\partial n_\text><\partial x>-\frac>" />

$\mu=e\beta D$

Используя соотношение Эйнштейна , где β — величина обратная произведению температуры и постояннай Больцмана, эти два уравнения можно объединить:

$\frac<\partial n_\text<mean> ><\partial t>=D^* \frac<\partial^2 n_\text<mean>><\partial x^2>- \mu^* E \frac<\partial n_\text<mean>><\partial x>-\frac>,$

где для D*, μ* and τ* справедливо:

" />
, " />
and =\frac<\tau_p\tau_n(p\mu_p+n\mu_n)>." />

Учитывая, n >> p или p → 0 (что справедливо для полупроводников только с малой концентрацией неосновных носителей), D* → D_p, μ* → μ_p и 1/τ* → 1/τ_p. Полупроводник ведет себя, как если бы только дырки двигались в нем.

Окончательное выражение для носителей:

$n_\text<mean> (x,t)=A \frac<\sqrt<4\pi D^* t>> e^ e^<-\frac<(x+\mu^*Et-x_0)^2>>$

Его можно интерпретировать как дельта-функцию, которая создается сразу же после импульса. Дырки затем начать двигаться к противоаолоному электроду, где их детектируют. Сигнал затем приоретает форму гауссиана.

Параметры μ, D и τ можно получить из анализа формы сигнала.

" />
" />

где d — расстояние дрейфа за время t₀, и δt — ширина импульса.

Еще недавно мой обычный вечер по будням выглядел так: после особенно тяжелой работы я садился на диван и часами расслаблялся. Обычно люди так смотрят Netflix, но я просто поедал мороженое, примерно по полкило за раз. И хотя я знал, что есть его в таких количествах вредно и долго сидеть без движения — тем более, я все равно убеждал себя, что у меня был трудный день и я заслужил отдых.

Но последние исследования показывают: мы понимаем силу воли совершенно неправильно, да и сама теория об истощении эго, возможно, далека от истины. Более того, сама убежденность в том, что сила воли — ограниченный ресурс, способна сослужить нам плохую службу. Из-за нее у нас больше шансов утратить самоконтроль и поступить вразрез с тем, что, по нашему мнению, для нас хорошо.

Истощение эго получило научное подтверждение в конце 90-х годов XX века, когда психолог Рой Баумейстер с коллегами из Университета Кейс Вестерн Резерв провел эксперимент, который с тех пор был процитирован разными учеными более трех тысяч раз.

В процессе эксперимента исследователи попросили две группы людей провести некоторое время в комнате, где стояли две тарелки с едой. На одной было свежеиспеченное печенье, а на другой — редиска. Каждой группе разрешалось есть только из одной тарелки, то есть испытуемые, которым позволяли брать только редиску, должны были проявить недюжинную силу воли, чтобы удержаться от печенья.

На следующем этапе каждой группе предлагали решить головоломку. Выполнить задание было невозможно, но участники эксперимента об этом не знали. Ученые хотели выяснить, какой коллектив будет работать над задачей дольше, и предполагали, что люди из группы с редиской (которые уже истратили значительный запас своей энергии на воздержание от печенья) сдадутся быстрее. Именно так и произошло.

Испытуемые, вынужденные отказаться от печенья, в среднем продержались всего восемь минут, в то время как пожиратели оного (а также контрольная группа, которая участвовала только в опыте с головоломкой) выдержали девятнадцать. Ученые сделали вывод, что эго тех, кто ел редиску, совершенно точно подверглось истощению.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Perspectives on Psychological Science, ученые попытались воспроизвести результаты Баумейстера, но не нашли подтверждения теории истощения эго. Причем в нем участвовало более двух тысяч человек, а также проводились эксперименты, одобренные Баумейстером. Более того, два дополнительных исследования, о которых написал журнал PLOS ONE, тоже не смогли воспроизвести результаты первоначального. Баумейстер оспорил методологию, использованную в некоторых последующих экспериментах, однако сегодня многие ученые подвергают сомнению теорию истощения эго.

В 2010 году Эван Картер, в то время аспирант Университета Майами, стал одним из первых людей, кто засомневался в выводах Баумейстера. Картер изучил данные почти двухсот экспериментов, из которых следовало, что истощение эго существует. При ближайшем рассмотрении выяснилось, что авторы метаанализа проявили предвзятость в выборе данных: они не включили в исследования противоречивые сведения. Таким образом, Картер понял, что если их учесть, то окажется, что у теории истощения эго нет серьезного основания.

Более того, некоторые получившие распространение идеи — например, то, что сахар — мощный стимулятор силы воли, были полностью развенчаны. Во-первых, сахар от глотка лимонада не может быстро попасть в кровоток и вызвать резкий скачок умственной энергии. Более того, эксперты в области нейропсихологии уже давно знают, что мозг не потребляет больше сахара из крови, когда работает над более сложными задачами. Мозг — это орган, а не мышца, соответственно, он не потребляет дополнительную энергию так, как это делают мышцы. Наш мозг использует одинаковое количество калорий в каждую минуту нашего бодрствования независимо от того, решаем ли мы арифметические примеры или смотрим видео про котиков.

Это классический пример того, что корреляция не подразумевает причинной связи. Вполне возможно, анекдотические эффекты, отмеченные во время первых экспериментов по истощению эго, на самом деле имели место, но теперь оказывается, что исследователи пришли к неверным выводам.

Новые эксперименты предлагают альтернативное объяснение тому, почему у нас кончаются силы. В исследовании, проведенном под руководством стэнфордского психолога Кэрол Двек, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, автор делает вывод, что признаки истощения эго наблюдались только у тех испытуемых, которые считали силу воли ограниченным ресурсом. Те участники, которые не рассматривали силу воли как нечто конечное, не выказывали признаков истощения эго.

Кажется, что истощение эго — еще один пример того, как убеждения влияют на поведение. Когда мы думаем, что истратили все силы, мы начинаем чувствовать себя плохо, а побаловав себя, снова начинаем бодро смотреть на жизнь. Наша энергия повышается совсем не из-за сахара в лимонаде, а, скорее, благодаря эффекту плацебо.

Читайте также: