Подсказки
Открывайте по одной — попробуйте продвинуться после каждой, прежде чем открывать следующую.Подсказки сгенерированы ИИ и не проверялись человеком — официальными они не являются.
H1 Направление
Нарисуй две соседние плоскости графитовой решётки сверху, сдвинутые так, как описано (половина атомов второго слоя над центрами шестиугольников первого).
H2 Ключевой шаг
Отобрази оба слоя одинаковой гексагональной сеткой и пометь смещение так, чтобы видно было, какие атомы второго слоя лежат над центрами шестиугольников первого.
H3 Почти решение
- Нарисуй первую шестиугольную сетку и отметь атомы в её вершинах.
- Накрой вторую такую же сетку, сдвинутую так, чтобы половина её атомов оказались над центрами шестиугольников первого слоя.
- Штриховкой выдели пару шестиугольников, расположенных один под другим, и заполни сетку атомами в каждом слое.
- Убедись, что в каждом слое атомы заполняют всю нарисованную сетку.
H1 Направление
Какой вид графика сделает экспериментальные точки лежащими на прямой? Подумай, какое простое преобразование данных может линейризовать зависимость между величинами.
H2 Ключевой шаг
Воспользуйся аналитической формой зависимости, предложенной Омом: представь
H3 Почти решение
- Выполни для каждой пары
простое арифметическое преобразование, которое сделает зависимость линейной. - Построй график преобразённой величины по оси ординат против
по оси абсцисс. - Проведи прямую наилучшего соответствия к точкам и выпиши её угловой коэффициент и ординату при
. - Вырази параметры
и через найденные коэффициенты полученной линейной зависимости.
H1 Направление
Сравни, как связаны между собой атомы углерода в графите и в алмазе и куда могут двигаться их внешние электроны. Нарисуй схему соседних связей и пометь неспарованные электроны, если они есть.
H2 Ключевой шаг
Оцени структуру валентных связей и наличие делокализованных электронных состояний (зон или общих орбиталей), от которых зависит наличие подвижных носителей заряда.
H3 Почти решение
- Определи число валентных электронов на атом углерода и как они участвуют в связях в графите (какие орбитали и что остаётся делокализованным).
- Проделай то же для алмаза: укажи гибридизацию атомов и где локализованы все валентные электроны.
- Сравни, приводят ли в каждой структуре эти состояния к свободным (мобильным) носителям заряда внутри кристалла.
- Из полученного сравнения вырази, присутствуют ли в материале свободные носители заряда (и где именно) — это даст ответ, почему один материал проводит ток, а другой нет.
H1 Направление
Нарисуй схему слоистой структуры графита и пометь два направления тока: вдоль плоскостей и перпендикулярно им. Подумай, где электроны могут легче перемещаться — внутри слоя или между слоями.
H2 Ключевой шаг
Воспользуйся представлением о проводимости как о свойстве, зависящем от подвижности носителей и степени перекрытия электронных орбиталей: чем сильнее перекрытие, тем выше подвижность и тем больше проводимость (меньше сопротивление).
H3 Почти решение
- Найди различия в типах связей внутри слоя и между слоями (какие орбитали участвуют и каково их перекрытие).
- Оцени, как различие в перекрытии орбиталей влияет на подвижность электронов в двух направлениях.
- Свяжи подвижности с относительной величиной проводимости в каждом направлении (проводимость обратно связана с сопротивлением).
- Выразите отношение сопротивлений
из полученных качественных соображений.
H1 Направление
Посмотри, в каком окружении находится каждый атом в идеальном кристалле алмаза; обратите внимание на число и расположение ближайших соседей.
H2 Ключевой шаг
Сравни изображение модели с типичной тетраэдрической координацией атома углерода: у каждого атома должно быть четыре равновклонирующих связи, направленных по вершинам тетраэдра.
H3 Почти решение
- Найди на фотографии один атом и посчитай, через сколько связей он соединён с ближайшими соседями.
- Оцени пространственное расположение этих связей: лежат ли они в объёме под углами, характерными для тетраэдра, или модель явно плоская/симметрична по-другому.
- Отметь на рисунке место(а), где видна рассогласованная координация (неправильное число связей или неверное направление связей).
- Выразите кратко причину ошибки и отметьте её на рисунке.
H1 Направление
Какой вид графика сделает экспериментальные точки лежащими на прямой? Подумай, какое простое преобразование данных может линейризовать зависимость между величинами.
H2 Ключевой шаг
Воспользуйся аналитической формой зависимости, предложенной Омом: представь
H3 Почти решение
- Выполни для каждой пары
простое арифметическое преобразование, которое сделает зависимость линейной. - Построй график преобразённой величины по оси ординат против
по оси абсцисс. - Проведи прямую наилучшего соответствия к точкам и выпиши её угловой коэффициент и ординату при
. - Вырази параметры
и через найденные коэффициенты полученной линейной зависимости.
H1 Направление
Нарисуй две соседние плоскости графитовой решётки сверху, сдвинутые так, как описано (половина атомов второго слоя над центрами шестиугольников первого).
H2 Ключевой шаг
Отобрази оба слоя одинаковой гексагональной сеткой и пометь смещение так, чтобы видно было, какие атомы второго слоя лежат над центрами шестиугольников первого.
H3 Почти решение
- Нарисуй первую шестиугольную сетку и отметь атомы в её вершинах.
- Накрой вторую такую же сетку, сдвинутую так, чтобы половина её атомов оказались над центрами шестиугольников первого слоя.
- Штриховкой выдели пару шестиугольников, расположенных один под другим, и заполни сетку атомами в каждом слое.
- Убедись, что в каждом слое атомы заполняют всю нарисованную сетку.
H1 Направление
Какой вид графика сделает экспериментальные точки лежащими на прямой? Подумай, какое простое преобразование данных может линейризовать зависимость между величинами.
H2 Ключевой шаг
Воспользуйся аналитической формой зависимости, предложенной Омом: представь
H3 Почти решение
- Выполни для каждой пары
простое арифметическое преобразование, которое сделает зависимость линейной. - Построй график преобразённой величины по оси ординат против
по оси абсцисс. - Проведи прямую наилучшего соответствия к точкам и выпиши её угловой коэффициент и ординату при
. - Вырази параметры
и через найденные коэффициенты полученной линейной зависимости.