| 8695912 9216 5224 943 1ицы килоэлектронвольт (кэв, keV), равный 103 эв, мегаэлектронвольт (Мэв, MeV), равный 106эв. Часто в эв выражают массу элементарных частиц, что основано на уравнении Эйнштейна Е = mс2, связывающем массу частицы m с её полной энергией Е; с - скорость света. Энергия, соответствующая одной атомной единице массы, равна (931,5016+0,0026) Мэв.
ЭЛЕКТРОНИКА, наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и о методах создания электронных приборов и устройств, в к-рых это взаимодействие используется для преобразования электромагнитной энергии, в основном для передачи, обработки и хранения информации. Наиболее характерные виды таких преобразований - генерирование, усиление и приём электромагнитных колебаний с частотой до 1012 гц, а также инфракрасного, видимого, ультрафиолетового и рентгеновского излучений (1012-1020 гц). Преобразование до столь высоких частот возможно благодаря исключительно малой инерционности электрона - наименьшей из ныне известных заряженных частиц. В Э. исследуются взаимодействия электронов как с макрополями в рабочем пространстве электронного прибора, так и с микрополями внутри атома, молекулы или кристаллич. решётки.
Э. опирается на мн. разделы физики - электродинамику, классич. и квантовую механику, физику твёрдого тела, оптику, термодинамику, а также на химию, металлургию, кристаллографию и др. науки. Используя результаты этих и ряда др. областей знаний, Э., с одной стороны, ставит перед др. науками новые задачи, чем стимулирует их дальнейшее развитие, с другой - создаёт новые электронные приборы и устройства и тем самым вооружает науки качественно новыми средствами и методами исследования. Практические задачи Э.: разработка электронных приборов и устройств, выполняющих различные функции в системах преобразования и передачи информации, в системах управления, в вычислит, технике, а также в энергетич. устройствах; разработка науч. основ технологии производства электронных приборов и технологии, использующей электронные и ионные процессы и приборы для различных областей науки и техники.
Э. играет ведущую роль в научно-технич. революции. Внедрение электронных приборов в различные сферы человеческой деятельности в значит, мере (зачастую решающей) способствует успешной разработке сложнейших научно-технич. проблем, повышению производительности физ. и умственного труда, улучшению экономич. показателей производства. На основе достижений Э. развивается пром-сть, выпускающая электронную аппаратуру для различных видов связи, автоматики, телевидения, радиолокации, вычислит, техники, систем управления технологич. процессами, приборостроения, а также аппаратуру светотехники, инфракрасной техники, рентгенотехники и др.
Историческая справка. Э. зародилась в нач. 20 в. после создания основ электродинамики (1856-73), исследования свойств термоэлектронной эмиссии (1882-1901), фотоэлектронной эмиссии (1887-1905), рентгеновских лучей (1895-97), открытия электрона (Дж. Дж. Томсон, 1897), создания электронной теории (1892-1909). Развитие Э. началось с изобретения лампового диода (Дж. А. Флеминг, 1904), трёхэлектродной лампы - триода (Л. де Форест, 1906); использования триода для генерирования электрич. колебаний (нем. инж. А. Мей-снер, 1913); разработки мощных генераторных ламп с водяным охлаждением (М. А. Бонч-Бруевич, 1919-25) для радиопередатчиков, используемых в системах дальней радиосвязи и радиовещания. Вакуумные фотоэлементы (экспериментальный образец создал А. Г. Столетов, 1888; пром. образцы - нем. учёные Ю. Эльстер и Г. Хейтель, 1910); фотоэлектронные умножители - однокаскадные (П. В. Тимофеев, 1928) и многокаскадные (Л. А. Кубецкий, 1930)- позволили создать звуковое кино, послужили основой для разработки передающих телевизионных трубок: видикона (идея предложена в 1925 А. А. Чернышёвым), иконоскопа (С. И. Катаев и независимо от него В. К. Зворыкин, 1931-32), супериконоскопа (П. В. Тимофеев, П. В. Шмаков, 1933), суперортикона (двухсторонняя мишень для такой трубки была предложена сов. учёным Г. В. Брауде в 1939; впервые суперортикон описан амер. учёными А. Розе, П. Веймером и X. Лоу в 1946) и др. Создание многорезонаторного магнетрона (Н. Ф. Алексеев и Д. Е. Маляров, под рук. М. А. Бонч-Бруевича, 1936-37), отражательного клистрона (Н. Д. Девятков и др. и независимо от них сов. инж. В. Ф. Коваленко, 1940) послужило основой для развития радиолокации в сантиметровом диапазоне волн; пролётные клистроны (идея предложена в 1932 Д. А. Рожанским, развита в 1935 сов. физиком А. Н. Арсеньевой и нем. физиком О. Хайлем, реализована в 1938 амер. физиками Р. и 3. Варианами и др.) и лампы бегущей волны (амер. учёный Р. Компфнер, 1943) обеспечили дальнейшее развитие систем радиорелейной связи, ускорителей элементарных частиц и способствовали созданию систем космич. связи. Одновременно с разработкой вакуумных электронных приборов создавались и совершенствовались газоразрядные приборы (ионные приборы), напр, ртутные вентили, используемые гл. обр. для преобразования переменного тока в постоянный в мощных пром. установках; тиратроны для формирования мощных импульсов электрич. тока в устройствах импульсной техники; газоразрядные источники света.
Использование кристаллич. полупроводников в качестве детекторов для радиоприёмных устройств (1900-05), создание купроксных и селеновых выпрямителей тока и фотоэлементов(1920- 1926), изобретение кристадина (О. В. Лосев, 1922), изобретение транзистора (У. Шокли, У. Браттейн, Дж. Бардин, 1948) определили становление и развитие полупроводниковой электроники. Разработка планарной технологии полупроводниковых структур (кон. 50 - нач. 60-х гг.) и методов интеграции мн. элементарных приборов (транзисторов, диодов, конденсаторов, резисторов) на одной монокристаллич. полупроводниковой пластине привело к созданию нового направления в Э. - микроэлектроники (см. также Интегральная электроника). Осн. разработки в области интегральной Э. направлены на создание интегральных схем - микроминиатюрных электронных устройств (усилителей, преобразователей, процессоров ЭВМ, электронных запоминающих устройств и т. п.), состоящих из сотен и тысяч электронных приборов, размещаемых на одном полупроводниковом кристалле площадью в неск. мм2. Микроэлектроника открыла новые возможности для решения таких проблем, как автоматизация управления технологич. процессами, переработка информации, совершенствование вычислит, техники и др., выдвигаемых развитием совр. общественного производства. Создание квантовых генераторов (Н. Г. Басов, А. М. Прохоров и независимо от них Ч. Тайне, 1955) - приборов квантовой электроники - определило качественно новые возможности Э., связанные с использованием источников мощного когерентного излучения оптич. диапазона (лазеров) и построением сверхточных квантовых стандартов частоты.
Сов. учёные внесли крупный вклад в развитие Э. Фундаментальные исследования в области физики и технологии электронных приборов выполнили М. А. Бонч-Бруевич, Л. И. Мандельштам, Н. Д. Папалекси, С. А. Векшинский, А. А. Чернышёв, М. М. Богословский и мн. др.; по проблемам возбуждения и преобразования электрич. колебаний, излучения, распространения и приёма радиоволн, их взаимодействия с носителями тока в вакууме, газах и твёрдых телах - Б. А. Введенский, В. Д. Калмыков, А. Л. Минц, А. А. Расплетин, М. В. Шулейкин и др.; в области физики полупроводников - А. Ф. Иоффе; люминесценции и по др. разделам физ. оптики - С. И. Вавилов; квантовой теории рассеяния света излучения, фотоэффекта в металлах - И. Е. Тамм и мн. др.
Области, основные разделы и направления электроники. Э. включает в себя 3 области исследований: вакуумную Э., твердотельную Э., квантовую Э. Каждая область подразделяется на ряд разделов и ряд направлений. Раздел объединяет комплексы однородных физико-химических явлений и процессов, к-рые имеют фундаментальное значение для разработки мн. классов электронных приборов данной области. Направление охватывает методы конструирования и расчётов электронных приборов, родственных по принципам действия или по выполняемым ими функциям, а также способы изготовления этих приборов.
Вакуумная Э. содержит следующие разделы: 1) эмиссионная Э., охватывающая вопросы термо-, фотоэмиссии, вторичной электронной эмиссии, туннельной эмиссии, исследования катодов и антиэмиссионных покрытий; 2) формирование потоков электронов и потоков ионов, управление этими потоками; 3) формирование электромагнитных полей с помощью резонаторов, систем резонаторов, замедляющих систем, устройств ввода и вывода энергии; 4) электронная люминесценция (катодолюминесценция); 5) физика и техника высокого вакуума (его получение, сохранение и контроль); 6) теплофиз. процессы (испарение в вакууме, формоизменение деталей при циклич. нагреве, разрушение поверхности металлов при импульсном нагреве, отвод тепла от элементов приборов); 7) поверхностные явления (образование плёнок на электродах и изоляторах, неоднородностей на поверхностях электрода); 8) технология обработки поверхностей, в т. ч. электронная, ионная и лазерная обработка; 9) газовые среды - раздел, включающий вопросы получения и поддержания оптимального состава и давления газа в газоразрядных приборах. Осн. направления вак |
