Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 15 № 3554
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

Тун­нель­ный мик­ро­скоп

Тех­но­ло­гии, преду­смат­ри­ва­ю­щие ра­бо­ту с объ­ек­та­ми раз­ме­ром менее 100 на­но­мет­ров, на­зы­ва­ют­ся на­но­тех­но­ло­гии. На таких рас­сто­я­ни­ях на­чи­на­ют про­яв­лять­ся кван­то­вые эф­фек­ты, и клас­си­че­ская фи­зи­ка пе­ре­стаёт ра­бо­тать. Пер­вы­ми устрой­ства­ми, с по­мо­щью ко­то­рых стало воз­мож­ным на­блю­дать за на­но­объ­ек­та­ми и пе­ре­дви­гать их, стали ска­ни­ру­ю­щие зон­до­вые мик­ро­ско­пы.

К одной из групп ска­ни­ру­ю­щих зон­до­вых мик­ро­ско­пов от­но­сят­ся ска­ни­ру­ю­щие тун­нель­ные мик­ро­ско­пы, в ко­то­рых ис­поль­зу­ет­ся так на­зы­ва­е­мый тун­нель­ный эф­фект. Суть тун­нель­но­го эф­фек­та со­сто­ит в том, что элек­три­че­ский ток между острой ме­тал­ли­че­ской иглой и по­верх­но­стью, рас­по­ло­жен­ной на рас­сто­я­нии около 1 нм от острия иглы, на­чи­на­ет за­ви­сеть от этого рас­сто­я­ния: чем мень­ше рас­сто­я­ние, тем боль­ше ток. Если между иглой и по­верх­но­стью при­кла­ды­вать на­пря­же­ние 10 В, то этот тун­нель­ный ток может со­ста­вить от 10 пА до 10 нА. Из­ме­ряя этот ток и под­дер­жи­вая его по­сто­ян­ным, со­хра­ня­ют по­сто­ян­ным и рас­сто­я­ние между иглой и по­верх­но­стью. Это поз­во­ля­ет стро­ить объёмный про­филь по­верх­но­сти (см. рис.). Ска­ни­ру­ю­щий тун­нель­ный мик­ро­скоп может изу­чать толь­ко по­верх­но­сти ме­тал­лов или по­лу­про­вод­ни­ков.

Ри­су­нок. Игла ска­ни­ру­ю­ще­го тун­нель­но­го мик­ро­ско­па на­хо­дит­ся на по­сто­ян­ном рас­сто­я­нии над сло­я­ми ато­мов

Можно ли при по­мо­щи тун­нель­но­го мик­ро­ско­па ис­сле­до­вать по­верх­ность стек­ла? Ответ по­яс­ни­те.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Нель­зя. В тун­нель­ном мик­ро­ско­пе ис­поль­зу­ют элек­три­че­ский ток между ме­тал­ли­че­ской иглой и про­во­дя­щей по­верх­но­стью, а стек­ло яв­ля­ет­ся изо­ля­то­ром.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Пред­став­ле­но вер­ное объ­яс­не­ние, не со­дер­жа­щее оши­бок.1
Объ­яс­не­ние не пред­став­ле­но.

ИЛИ

В объ­яс­не­нии до­пу­ще­на ошиб­ка.

0
Мак­си­маль­ный балл1
Источник: ВПР 2021 год по фи­зи­ке 11 класс. Ва­ри­ант 4
Раздел кодификатора ФИПИ: 4.3 Элек­три­че­ский ток
1
Тип 14 № 3553
i

Рас­сто­я­ние между иглой и по­верх­но­стью ме­тал­ла в тун­нель­ном мик­ро­ско­пе уве­ли­чи­лось. Как из­ме­ни­лась сила тун­нель­но­го тока?