第48章 修飛船(2)
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俊仁親王道:“至於替代材料來說,我本人更傾向於使用銀,因為這艘飛船推進器啟動一次需要耗的電量就是一個天文數字,一旦如此大的流量接通後,銅製作的電器元件可能受不住直接崩潰,但是使用銀製作電氣元件的外殼也需要很大的挑戰性,這麽說吧,即便100噸的銀也很可能造不出來這艘飛船所需要的全部電器元件,因為它對銀的純度也有很高的要求。”
哈登將軍道:“sorry請你講的仔細一點,我聽的不太明白!”
俊仁親王道:“這麽說吧,銀的優勢在於銀是導電性最好的金屬,其電導率為63 x 106西門子米,比銅的電導率59 x 106西門子米大約高7。這對於需要高電流傳輸的飛船推進器來說非常重要,可以減少能量損失,提高效率。銀也具有良好的導熱性,能夠有效地將元件產生的熱量傳導出去,防止元件過熱。”
俊仁同時又說:“但是使用銀的挑戰性則在於飛船所需的電氣元件數量眾多,即使使用100噸的銀,也可能無法滿足全部元件的需求。這是因為銀的密度較大,且元件的製造需要考慮一定的安全係數和冗餘。銀的純度對電氣元件的性能有顯著影響。高純度的銀能夠提供更好的導電性和導熱性,但獲取高純度的銀在技術和成本上都存在挑戰。
銀的價格遠高於銅,大規模使用銀將大幅增加飛船維修和製造的成本。”
俊仁又道:“而且即便下了血本弄來,所有的電器元件給他換一遍,你還要考慮一個問題,一個最重要的問題,重量和燃料消耗的問題,首先是密度差異:銀的密度約為10.49 g3,而鋁的密度約為2.7 g3。這意味著相同體積的銀比鋁重得多。如果將飛船內所有的電器元件外殼都換成銀製的,飛船的整體重量將顯著增加.
其次,重量增加的影響:飛船重量的增加會對其飛行性能產生不利影響。首先,需要消耗更多的燃料來克服地球引力,將飛船送入太空。其次,飛船在太空中的機動性和靈活性也會受到限製,因為需要更大的推力來實現加速、減速和轉向等操作.
其三,燃料消耗增加:為了推動更重的飛船,發動機需要提供更大的推力,這將導致燃料消耗量大幅增加。在有限的燃料攜帶量下,飛船的續航能力和任務執行時間可能會受到限製,甚至可能無法完成預定的飛行任務.
最後一點,飛行可行性風險:在極端情況下,如果飛船重量增加過多,可能會導致其無法成功發射升空,因為發動機的推力不足以克服地球引力。這將使得整個飛行任務無法進行,造成巨大的資源浪費和經濟損失.”
俊仁這時又道:“當然,如果很你們的目的不是要這艘飛船升空的話,隻是要他停在倉庫裏進行立逆向的話,那麽可以用銀試一試,解決了銀子的問題,還需要等離子管。
哈登將軍卻完全不知道等離子管是什麽,但是在場的科學家有些人知道等離子是什麽,於是科普起來等離子就是?等離子體pasa)是物質的第四態,由大量的自由電子和離子組成,整體上表現為近似電中性的電離氣體。?它與固態、液態和氣態不同,等離子體中含有豐富的帶電粒子,這使得它具有許多獨特的物理和化學性質。等離子體中的電子和離子可以在電場和磁場的作用下自由移動,表現出良好的導電性和反應活性。?
俊仁道:“說的沒有錯,等離子管就是等離子晶體管的簡稱。等離子晶體管pasa transistor)是一種利用等離子體特性來實現電子開關功能的裝置。它與傳統的半導體晶體管不同,主要依賴於等離子體中的帶電粒子電子和離子)來進行電流的控製和調節。“
然而,目前隻是1947年十月,連晶體管都還沒問世,他該怎麽跟這群人類解釋等離子體晶體管。
俊仁親王首先從晶體管的基本定義入手,解釋晶體管是一種用矽製成的二極管。他可以進一步說明,晶體管是一種半導體器件,具有三個端子:發射極、基極和集電極。通過控製基極和發射極之間的電流,可以調節發射極和集電極之間的電流,從而實現電子開關的功能。
好在這些科學家也不是笨蛋,大多聽到這裏就能明白晶體管是什麽東西。
但是在場的科學家中有人舉手,“你能進一步介紹一下半導體的簡要特性嗎?”
俊仁點了點頭對哈登將軍道:“將軍,請你準備一下黑板和粉筆!”
哈登將軍點了點頭,立馬讓人去準備,顯然他也很想知道晶體管的原理
俊仁很快,站在黑板前拿起粉筆,開始寫寫畫畫,之後開始介紹道:“要弄懂晶體管管的原理,首先就要弄懂半導體,要冷凍半導體,首先就要異懂半導體的原理,導電性介於導體和絕緣體之間:半導體的導電性既不是像導體那樣非常高,也不是像絕緣體那樣非常低。在室溫下,純淨的半導體如矽、鍺)的導電性較低,類似於絕緣體。但是,當溫度升高或受到光照等外部刺激時,半導體的導電性會顯著增加,介於導體和絕緣體之間.
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半導體的導電性對溫度非常敏感。隨著溫度的升高,半導體內部的熱能增加,使得更多的價帶電子獲得足夠能量躍遷到導帶,形成電子空穴對,從而增加自由載流子的數量,導致導電性提高。這種特性與導體的導電性隨溫度升高而降低相反.
半導體對光具有敏感性。當半導體受到光照時,光子的能量可以使價帶電子激發到導帶,產生額外的自由載流子,從而提高半導體的導電性。這種特性使得半導體可以用於製造光敏元件,如光電二極管、光電晶體管等.
半導體分為很多類型,比如n型和p型,這就又涉及到另一個技術,也就是摻雜技術對導電性的影響,摻雜技術是在純淨的半導體中引入少量的其他元素摻雜劑),以改變半導體的導電性。摻雜劑通常是具有與半導體原子不同價電子數的元素,分為施主雜質和受主雜質.
施主雜質是具有比半導體原子多一個價電子的元素,如磷、砷等。當施主雜質摻入矽或鍺等半導體中時,多餘的價電子會成為自由電子,從而增加半導體中的電子濃度,使其導電性提高。摻入施主雜質的半導體稱為n型半導體
受主雜質是具有比半導體原子少一個價電子的元素,如硼、镓等。當受主雜質摻入矽或鍺等半導體中時,會在半導體晶格中形成空穴,空穴可以捕獲電子,從而增加半導體中的空穴濃度,使其導電性提高。摻入受主雜質的半導體稱為p型半導體.
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