БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ПО)

Лит.: Подвижной состав и тяговое хозяйство железных дорог, М., 1971; Кленников В. М., Ильин Н. М., Автомобиль, 4 изд., М., 1973.

Н. И. Шинкарёв.

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 поляЕ: 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 (m и) и электронов (m эл) 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 m эланглийский 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 m элполучают 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 диффузииD 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 растворахU = 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 M i.

Подви'жность носи'телей то'кав твёрдом теле, отношение скорости направленного движения электронов проводимости и дырок (дрейфовой скорости u др) , вызванного электрическим полем, к напряжённости Е этого поля:

m = u др/ 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 набирается за интервал времени t между двумя последовательными актами рассеяния (время свободного пробега) и равна: ( е — заряд, m — эффективная масса носителя), откуда: m = еt/m . П. н. т. в разных веществах изменяется в широких пределах — от 10 7 см 2/сек до 10 -3 см 2/сек (и меньше) при Т = 300 К. В переменном электрическом поле может не совпадать по фазе с напряжённостью поля Е и П. н. т. зависит от частоты поля. См. также статьи Металлы, Полупроводники, Твёрдое тело.

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.

Подви'жность функциона'льная(физиологическое) то же, что лабильность.

Подви'жный загради'тельный ого'нь(ПЗО), один из видов огня наземной артиллерии, применяемый обычно в обороне с целью отражения наступления пехоты и танков противника. Заключается в создании огневой завесы большой плотности на нескольких, как правило, наблюдаемых рубежах, расположенных на важнейших направлениях движения противника. Расстояние между рубежами 400—600 м и более. Удаление ближайшего рубежа ПЗО от своих войск 200—400 м, а для реактивной артиллерии не менее 1000 м. Ширина участка ПЗО назначается из расчёта 50 м на орудие (миномёт). Огонь открывается в момент подхода головных танков противника к намеченному рубежу и ведётся до выхода основной массы танков из зоны разрывов снарядов, после чего переносится на следующий рубеж. ПЗО широко применялся в Великой Отечественной войне 1941—45.