Digitální učební materiál

1. Digitální učební materiál

2. Difuze a Brownův pohyb

3. Tepelný pohyb částic • Látky se skládají z velkého množství částic (molekul, atomů, iontů); • Částice se v látce neustále neuspořádaně pohybují; • Rychlost pohybu částic roste se zvyšující se teplotou; • Říkáme, že částice konají tepelný pohyb; • Důkazem tepelného pohybu jsou jevy difuze a Brownův pohyb.

4. Difuze • Samovolné pronikání částic jedné látky mezi částice druhé látky • vlivem tepelného pohybu; • Částice se pohybují z míst s vyšší koncentrací do míst s nižší • koncentrací (snaha o vytvoření rovnováhy); • Částice se pohybují i proti směru působení tíhové síly; • Rychlost průběhu difuze roste se zvyšující se teplotou.

5. Difuze • Když do šálku horké vody vložíte čajový sáček, voda se sama bez • míchání za krátkou dobu zbarví. Co se stane, když sáček vložíte • do studené vody? Obrázek 5.1. Vliv teploty na průběh difuze. (Vlevo studená, vpravo teplá voda.)

6. Difuze • Difuze probíhá v plynech, kapalinách i pevných látkách; • Nejrychleji probíhá v plynech: • Vůně parfému šířící se po místnosti; • Pomaleji probíhá u kapalin: • Postupné obarvení vody rozpuštěnou modrou skalicí; • Nejpomaleji probíhá u pevných látek: • Výroba polovodičových součástek.

7. Obrázek 5.2. Chemická zahrádka – difuze síranů ve vodním skle

8. Výroba polovodičových součástek • K získání nevlastního polovodiče je třeba obohatit • křemík (Si) atomy příměsových prvků; • Křemíkovou desku vložíme do atmosféry s vysokou • koncentrací příměsové látky; • Nadopujeme vybrané oblasti příměsovými atomy; • Vysokoteplotní difuzí při teplotě až 1200°C umožníme • pronikání příměsí hlouběji do křemíku; • Polovodič typu N (více volných elektronů) vznikne • přidáním donorů: Fosfor (P), Arsen (As), Antimon (Sb); • Polovodič typu P (více volných děr) vznikne přidáním • akceptorů: Bór (B), Hliník (Al), Galium (Ga); • Výsledek závisí na teplotě, koncentraci příměsí a čase. Obrázek 5.3. Získání nevlastního polovodiče

9. Obrázek 5.4. Křemíková deska a polovodičové součástky

10. Brownův pohyb • Trhavý pohyb částic vznášejících se v tekutinách; • Popsán roku 1827 Robertem Brownem; • Příčinou jsou nárazy molekul tekutiny na pozorovanou Brownovu • částici; • Rychlost pohybu částice roste se: • Zvyšující se teplotou; • Klesající viskozitou; • Zmenšováním rozměrů Brownovy částice; • Příklady: Pozorování zředěného mléka, latexové barvy nalité do vody, • pylových zrnek ve vodě, pryskyřice rozpuštěné v lihu, atp. • Viskozita – míra vnitřního tření tekutin.

11. Obrázek 5.5. Diagram Brownova pohybu

12. Shrnutí nejdůležitějších poznatků • Látky jsou tvořeny částicemi, které se neustále pohybují; • Částice v látce konají tepelný pohyb; • Jevy difuze a Brownův pohyb jsou důsledkem tepelného pohybu částic; • Se zvyšující se teplotou roste rychlost tepelného pohybu částic, • zrychlí se průběh difuze i rychlost Brownova pohybu bude vyšší.

13. Otázky a úkoly Čím jsou tvořeny látky? • Látky se skládají z velkého množství částic (molekul, atomů, iontů). Jak se částice v látce chovají? Pohybují se nebo jsou v klidu? • Částice se v látce neustále neuspořádaně pohybují, konají tepelný pohyb. Dá se existence tepelného pohybu dokázat? • Ano. Například jevy difuze nebo Brownův pohyb jsou důkazem tepelného pohybu. Proč probíhá difuze nejrychleji v plynech? • Protože vzdálenost mezi molekulami plynu je velká. Lze Brownův pohyb pozorovat i v pevných látkách? • Ne. V pevných látkách Brownův pohyb pozorovat nelze.

14. Použité zdroje • LEPIL, Oldřich, BEDNAŘÍK, Milan, HÝBLOVÁ, Radmila. Fyzika pro střední • školy I. 4. vyd. Praha: Prometheus, 2004, 266 s. Učebnice pro střední • školy. ISBN 80-7196-184-1. • BEDNAŘÍK, Milan, KUNZOVÁ, Vlasta, SVOBODA, Emanuel. Fyzika II pro • studijní obory SOU. 1. vyd. Praha: SPN, 1986, 216 s. Učebnice pro střední • školy. • VOBECKÝ, Jan, ZÁHLAVA, Vít. Elektronika – Součástky a obvody, principy • a příklady. 2. vyd. Praha: GradaPublishing, 2001, 192 s. ISBN 80-7169- • 884-9. • Autoremobrázků, pokudneníuvedenojinak, je autor výukového • materiálu.