Кремний (Silicium). РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Кремний (Silicium), Si, хим. элемент IV группы периодич. системы элементов, ат. номер 14, ат. масса 28.0855, относится к неметаллам. Природный К. состоит из стабильных изотопов ²⁸Si (92,23%), ²⁹Si (4,67%) и ³⁰Si (3,10%). Конфигурация внеш. электронной оболочки 3s²p². Энергии последоват. ионизации 8,151, 16,342, 33,530, 45,141 эВ. Энергия сродства к электрону 1,8 эВ. Кристаллохим. радиус атома К. 0,134 нм, радиус иона Si⁴⁺ 0, 039 нм. Значение электроотрицательности 1,74.

В свободном виде К. тёмно-серое кристаллич. вещество, с кубич. гранецентрированной кристаллич. решёткой типа алмаза, параметр к-рой а=0,54304 нм. Известен также коричневый (т. н. аморфный) К., отличающийся от кристаллич. К. лишь высокой дисперсностью и повторяющий в ближнем порядке структуру типа алмаза. При давлениях 12-15 ГПа получен "металлич." К., переходящий при температуре ниже 6,7 К в сверхпроводящее состояние. Плотность кристаллич. К. 2,328 кг/дм³, t_пл==1415°С, t_кип ок. 3250 °С. Теплоёмкость c_р = 20,1 Дж/моль*К, теплота плавления 49,8 кДж/моль, теплота испарения 355 кДж/моль. К. диамагнитен. Темп-pa Дебая аморфного К. 645 К. Прозрачен для ИК-излучения с длиной волны

=1-9 мкм, показатель преломления 3,42 (

=6 мкм). Диэлектрич. проницаемость К. разной степени чистоты 11 - 15. Теплопроводность образцов К. разной чистоты составляет 84-126 Вт/м*К (25 °С). Температурный коэф. линейного расширения поликристаллич. К. 3,82

10^-6 К^-1 (при 293-1273 К). Тв. по Моосу 7,0, по Бринеллю 2,35 ГПа/м²; модуль упругости поликристаллич. образца 162,7 ГПа.

К.- типичный полупроводник с шириной запрещённой зоны 1.21 эВ (при 0 К), 1,09 - 1,1 эВ (при 300 К). Концентрация собств. носителей заряда (электронов и дырок) при комнатной температуре 6,8*10¹⁰ см^-3, эфф. подвижность электронов и дырок 0,1350-0,1450 и 0,0480- 0,0500 м²/В*с соответственно. Электропроводность К. сильно зависит от примесей; уд. электрич. сопротивление чистого К. при комнатной температуре равно (2,3- 2,5)*10³ Ом*м.

При комнатной температуре К. химически мало активен; в соединениях проявляет степень окисления +4, реже +2 и др.

Особо чистый К., легированный спец. добавками,- осн. материал микроэлектроники, он используется для изготовления разл. полупроводниковых приборов - транзисторов, тиристоров силовых выпрямителей тока, солнечных фотоэлементов, полупроводниковых лазеров и т. д. Монокристаллы SiO₂ применяются в радиотехнике, Si0₂ используют в оптич. приборостроении (напр., изготовляют линзы и призмы для УФ-приборов). К. прозрачен для длинноволнового излучения, поэтому его применяют в ИК-оптике. К. применяют также в металлургии (для раскисления сталей, как легирующую добавку), он является составной частью мн. сплавов. Кремнийорганич. соединения входят в состав разл. смазочных масел, спец. резины и т. д. Искусств. радионуклиды К. короткоживущи; наиб. значение имеет

-радиоактивный ³¹Si ( =2,62 ч).

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.