Большая Советская Энциклопедия (ПО)
Шрифт:
Подвижной состав
Подвижно'й соста'в железнодорожный и автомобильный, транспортные средства любых категорий, приспособленные для передвижения по рельсовым путям или автомобильным дорогам; определяется в пределах отрасли, экономического района, страны и т.п. По роду работы П. с. делится на пассажирский, грузовой и специального назначения. К железнодорожному П. с. относятся локомотивы , моторные самодвижущиеся вагоны (см. Моторвагонный подвижной состав ), поезда метрополитенов, дизель-поезда , вагоны , трамваи и др. К железнодорожному П. с. специального назначения относятся машины для ремонта и содержания ж.-д. пути — путеукладчики, снегоуборщики, путерихтовщики и т.п., подъёмные краны на ж.-д. ходу, дрезины и др. средства. П. с.
Понятие П. с. отражает качественную характеристику транспортных средств. Их количественная характеристика определяется понятиями автомобильный парк , вагонный парк , локомотивный парк .
Лит.: Подвижной состав и тяговое хозяйство железных дорог, М., 1971; Кленников В. М., Ильин Н. М., Автомобиль, 4 изд., М., 1973.
Н. И. Шинкарёв.
Подвижность ионов и электронов
Подви'жность ио'нов и электро'нов,
1) в газе и низкотемпературной плазме — отношение средней скорости u направленного (в результате действия электрического поля) движения электронов или ионов к напряжённости электрического поля Е: m = u/E. Зависимость u от Е в принципе даётся решением кинетического уравнения Больцмана . Однако не только решение, но даже точное написание этого уравнения связано со значительными трудностями, обусловленными разнообразием элементарных процессов, в которых участвуют ионы и электроны. Поэтому обычно П. и. и э. теоретически рассчитывают приближённо, вводя упрощающие допущения. Подвижность ионов (mи ) и электронов (mэл ) исследуют раздельно, т.к. элементарные процессы, определяющие движение тех и других, различны. Для электронов существенно, что вследствие малости их массы они при упругих столкновениях теряют лишь незначительную часть энергии. Поэтому даже в слабых полях появление у них направленного движения (накладывающегося на тепловое — хаотическое) приводит к тому, что их средняя энергия намного превышает энергию тяжёлых нейтральных атомов и молекул. Теоретически П. и. и э. впервые проанализировал в 1903 П. Ланжевен . Впоследствии были развиты более строгие и сложные теории, описывающие зависимость u от Е. Первым измерил mэл английский физик Дж. Таунсенд, изучая диффузию пучка электронов, движущихся в электрическом поле, и смещение этого пучка в магнитном поле. Наиболее точные данные о зависимости u от Е приведены на рис. 1 . Приближённые значения mэл получают при измерении концентрации и подвижности электронов (а также Е ) в положительном столбе электрического разряда в газе .
Подвижность ионов, движущихся в постороннем газе, удовлетворительно описывается теорией Ланжевена, согласно которой в одном и том же газе она зависит только от массы иона (рис. 2 ). Основной процесс, определяющий m ионов в их собственном газе, — перезарядка ионов . Пройдя длину свободного пробега перезарядки, ион обменивается зарядом с нейтральной частицей, а вновь возникший ион «стартует» с начальной скоростью, близкой к тепловой (т. н. «эстафетный» механизм движения ионов). В сильных полях при этом u » (Е/р )1/2 , где р — давление газа, приведённое к 0°C. Развитие этой теории позволило учесть и собственное тепловое движение нейтральных атомов (молекул). В предельно слабых полях теория предсказывает, а эксперимент подтверждает линейную зависимость u ионов от Е.
П. и. и э. связана с коэффициентом диффузии D формулой Эйнштейна: D/m = kT/e, где Т — абсолютная температура заряженных частиц в предположении, что они подчиняются Максвелла распределению (в смеси разных заряженных и нейтральных частиц их средние энергии и, следовательно, температуры могут быть различны — свойство «неизотермичности» такой смеси); k — Больцмана постоянная ; е — заряд электрона.
2) Подвижность ионов в растворах U = Fu, где F — Фарадея число , u — скорость иона в см/сек при напряжённости электрического поля в 1 в/см. Величина U зависит от природы иона, а также от температуры, диэлектрической проницаемости , вязкости и концентрации раствора.
Л. А. Сена.
Рис. 1. Зависимость скорости и направленного (по электрическому полю Е) движения электронов в различных газах от отношения E/p, где р — приведённое к 0 °С давление газа.
Рис. 2. Зависимость подвижности ионов m от их массы Mi .
Подвижность носителей тока
Подви'жность носи'телей то'ка в твёрдом теле, отношение скорости направленного движения электронов проводимости и дырок (дрейфовой скорости uдр ), вызванного электрическим полем, к напряжённости Е этого поля:
m = uдр /Е .
У разных типов носителей в одном и том же веществе m различны, а в анизотропных кристаллах различны m каждого типа носителей для разных направлений поля Е. Величина m определяется процессами рассеяния электронов в кристалле. Рассеяние происходит на заряженных и нейтральных примесных частицах и дефектах кристаллической решётки, а также на тепловых колебаниях кристаллической решётки (фононах). Испуская или поглощая фонон, носитель изменяет свой квазиимпульс и, следовательно, скорость. Поэтому m сильно изменяется при изменении температуры. При T ³ 300 К преобладает рассеяние на фононах, с понижением температуры вероятность этого процесса падает и доминирующим становится рассеяние на заряженных примесях или дефектах, вероятность которого растет с уменьшением энергии носителей.
Средняя дрейфовая скорость
Лит.: Блатт Ф.-Д ж., Теория подвижности электронов в твёрдых телах, пер. с англ., М.— Л., 1963: Иоффе А. Ф., Физика полупроводников, [2 изд.], М. — Л., 1957.
Э. М. Эпштейн.
Подвижность функциональная
Подви'жность функциона'льная (физиологическое) то же, что лабильность .
Подвижный заградительный огонь