Verbum

ЗО́ННАЯ ТЭО́РЫЯ крышталічных цвёрдых цел,

квантавая тэорыя спектра энергій электронаў крышталя. Паводле З.т. гэты спектр складаецца з зон дазволеных і забароненых энергій. З.т. тлумачыць шэраг уласцівасцей і з’яў у крышталях, у прыватнасці, розны характар іх электраправоднасці.

Аснова З.т. — аднаэлектроннае прыбліжэнне: скорасць руху атамных ядраў каля становішчаў раўнавагі многа меншая за скорасць электронаў; кожны электрон рухаецца ў трохмерна-перыядычным полі, якое ствараецца ядрамі і астатнімі электронамі. Зона праводнасці (с) і валентная зона (v) утвораны сукупнасцю атамных энергет. узроўняў, «расшчэпленых» у выніку аб’яднання свабодных атамаў у крышт. рашотку. Узроўні энергіі валентных электронаў (е) атама расшчапляюцца і зрушваюцца значна больш, чым узроўні ўнутраных электронаў (і). Шырыня забароненай зоны Eg (энергет. шчыліна паміж v- і с-зонамі) вызначаецца раўнаважнай адлегласцю паміж ядрамі (пастаяннай крышт. рашоткі d) У крышталі з N ідэнтычных атамаў кожны атамны ўзровень расшчапляецца на N узроўняў, якія ўтвараюць квазінеперарыўную дазволеную зону або яе частку. Электроны запаўняюць дазволеныя зоны энергій у адпаведнасці з Паўлі прынцыпам: на N узроўнях зоны можа знаходзіцца не больш за 2N электронаў. Уласцівасці крышталя залежаць ад колькасці электронаў у зоне праводнасці і/ці ад колькасці незапоўненых узроўняў (вакансій для электронаў) у валентнай зоне. Калі энергет. зона запоўнена электронамі часткова, то пад уздзеяннем знешняга эл. поля яны пераразмяркоўваюцца па ўзроўнях у зоне. Пры гэтым парушаецца сіметрыя размеркавання электронаў па скорасцях — узнікае эл. ток. Таму крышталь з часткова запоўненай c-зонай з’яўляецца правадніком электрычнасці — металам. Электроны ў поўнасцю запоўненай v-зоне з-за прынцыпу Паўлі не могуць пераразмяркоўвацца па ўзроўнях энергіі; крышталь з пустой с-зонай і поўнасцю запоўненай электронамі v-зонай — дыэлектрык. Калі цеплавая энергія дастатковая для пераводу часткі электронаў з v-зоны ў c-зону, то электраправоднасць крышталя расце пры награванні; такі крышталь — паўправаднік. Пры слаба перакрытых с- і v-зонах крышталь з’яўляецца паўметалам (напр., вісмут), а пры змыканні гэтых зон (Eg=0) — бясшчылінным паўправадніком (напр., шэрае волава). З.т. — набліжэнне да рашэння фундаментальнай задачы: вывесці ўласцівасці крышталя з уласцівасцей атамаў, з якіх ён складаецца.

Літ.:

Харрисон У.А. Электронная структура и свойства твердых тел: Физика химической связи: Пер. с англ. Т. 1—2. М., 1983;

Анималу А. Квантовая теория кристаллических твердых тел: Пер. с англ. М., 1981.

М.​А.​Паклонскі.

т. 7, с. 107

ВЕ́ЦЕР,

рух паветра адносна зямной паверхні, звычайна гарызантальны. Утвараецца з-за неаднароднасці атмасфернага ціску ў барычным полі Зямлі, накіраваны ад высокага да нізкага ціску. Чым большае адрозненне ў ціску, тым вецер мацнейшы. Вецер — вынік сумеснага дзеяння некалькіх сіл: барычнага градыента (рухаючая сіла), трэння, асабліва ў прыземным слоі атмасферы, вярчэння Зямлі (Карыяліса сіла) і цэнтрабежнай.

Характарызуецца напрамкам, адкуль дзьме, і скорасцю, якія графічна адлюстроўваюцца ружай вятроў. Гэтыя паказчыкі вызначаюцца на метэаралагічных станцыях як сярэднія за пэўны час з дапамогай метэаралагічных прылад: флюгера, анемографа, анемометра, анемарумбографа і інш., на вышыні — шароў-пілотаў. Напрамак ветру вызначаецца па 16 румбах гарызонта (з Пн — паўн., з ПнЗ — паўн.-зах. і г.д.), на метэастанцыях, што абслугоўваюць авіяцыю, — у градусах азімута. Скорасць ветру вымяраецца ў метрах за секунду, кіламетрах за гадзіну, вузлах (марскія мілі за гадзіну), прыблізна ў балах па Бофарта шкале. Скорасць вагаецца ад поўнага штылю да ўрагану (больш за 33 м/с), а ў трапічных цыклонах дасягае 100 м/с. Слабыя вятры бываюць у антыцыклонах. Ва ўмераных шыротах Зямлі пераважаюць слабыя і ўмераныя вятры (каля 3—8 м/с). З вышынёй у трапасферы скорасць звычайна павялічваецца, у стратасферы спачатку змяншаецца, потым павялічваецца зноў. На выш. 20—25 км у струменных плынях дасягае 100—150 м/с. Вецер звычайна дзьме штуршкамі, бываюць рэзкія кароткачасовыя ўзмацненні — шквалы. Гэта абумоўлена турбулентнасцю паветр. патоку. Вертыкальныя рухі бываюць нязначныя (сантыметры за секунду), толькі зрэдку дасягаюць 10—20 м/с пры апусканні паветра па схіле, пры моцнай атм. канвекцыі.

Над вял. тэрыторыямі вятры ўтвараюць паветраныя цячэнні (пасаты, мусоны, заходні перанос паветраных мас і інш.), якія складаюць агульную цыркуляцыю атмасферы. Пры пэўных геагр. умовах фарміруюцца мясц. вятры (афганец, брыз, бара, фён, містраль і інш.). Вецер — прычына многіх з’яў у прыродзе, ён уплывае прама ці ўскосна на жыццё людзей. Ад ветру залежыць развіццё ветраапыляльных (анемафільных) раслін, сярод якіх асн. збожжавыя культуры. Вецер уздзейнічае на рэльеф сушы (гл. Дэфляцыя, Дзюны, Барханы), выклікае хваляванне на моры, ветравыя цячэнні ў акіяне, абумоўлівае цеплаабмен паміж сушай і акіянам, зямной паверхняй і атмасферай, кругаварот вады на Зямлі. Вецер вялікай сілы — прычына многіх стыхійных бедстваў — штормаў, ураганаў, пылавых бур, самумаў і інш. Энергія ветру выкарыстоўваецца ў ветраэнергетыцы.

Ветравы рэжым тэр. Беларусі абумоўлены агульнай цыркуляцыяй атмасферы над кантынентам Еўразія і над Атлантычным ак. і вызначаецца існаваннем цэнтраў дзеяння атмасферы: Ісландскай дэпрэсіі на працягу ўсяго года, Сібірскага антыцыклону зімой і Азорскага антыцыклону летам. Пад іх уплывам з ліст. да сак. пераважаюць паўд.-зах. вятры, з мая да вер. — паўн.-зах. Скорасць ветру зімой 4—5 м/с, летам 2—3 м/с. Моцны вецер бывае рэдка (5—10 дзён за год). Зімой пры праходжанні халоднага фронту, летам пры навальніцах бываюць буры, летам зрэдку адзначаюцца смерчы. На берагах вял. азёр існуе брызавая цыркуляцыя.

т. 4, с. 133