大学教育とバンド理論

知っている と 分かる(2021/11/02)。

pn接合の半導体が人の世界と意識を激変させた。

太陽光発電の原理(2022/01/06)を述べた。そこに示した回路はNTTREC様の解説記事を参考にさせて頂いた。実際の解説記事で、この様な具体的な回路図で説明されている例を知らない。とても有り難い回路図だ。しかし残念ながら、解説論理は全く理解できない。その内容は大学や専門家の解説内容で、学術理論である筈だが。

半導体と言えば、その科学理論の学説は『バンド理論』であるようだ。それは大学の理学部などで教える重要な内容であろう。

『電子』と『正孔』の概念で、正の『電荷』と負の『電荷』の意味を捉えて解釈する半導体理論の伝統的・歴史的・正統論である。

『電荷』概念を否定する筆者は異端論者となろう。しかし自然界に存在しない『電荷』に依存した理論は、『電子・電荷論と教育危機』から観れば分からなくて当然だ。

如何に『バンド理論』が重要かは、その理論が広い分野において、統一的な解釈の原理となっている事が重要な筈だ。『電子』と『正孔』に何原子が光によって分離(?)されるのか明確では無いが、兎に角分離したとしよう。さてそこで、太陽光発電素子のダイオードの極性の逆方向に(n型からp型の向きに)『電流』が流れる解釈と成っている。

分離した『電子』は『電流』と逆方向に、『正孔』は『電流』と同一方向に流れることになりそうだ。発電cellから『正孔』が『電流』の様にプラス電極から流れ出す。発電cellのマイナス極から『電子』が外部回路に流れだす。

半導体理論の専門家にお尋ねしたい。専門家とは広く外部電気回路現象についても良くその論理性を確認為さって、唱えられている筈だ。外部電気回路の導線内を『電子』と『正孔』がどの様な速度で流れ、負荷内部でどの様に『エネルギー』に変換する物理現象を起こすと解釈されているのか。

先ず、半導体内での『電荷』のプラスとマイナスの間で起きる物理現象がその基本に成っている筈だ。『電子』と『正孔』はどの様な『電界』によって半導体内部で加速現象を生じるか。その『電界』が何によって生じるか。光によって分離されただけでは、その流れる方向は定まらない筈だ。プラスとマイナスの『電荷』は互いに結合する力を受けると学説では決まっている。その力に反して逆に離れる訳が何かを論理的に示さなければ、如何に伝統的学説であろうとも、『電子』と『正孔』が逆方向に移動する訳が理解できない。

半導体から外部電気回路への『正孔』と『電子』の流出。

半導体と外部導体の銅線(Du)等との接合面間で物理的特性が異なるが、何の障壁の抵抗も無く流れる不思議はさて置くとしよう。半導体からの脱出時の規定速度(その値もどれ程かは極めて重要な意味で、明確に示されなければならない筈だが)を保持して、そのまま伝導に入るとしよう。

負荷に到達した後の現象。

『電子』と『正孔』が負荷抵抗内でどのような電界によりいかなる加速あるいは減速作用を受け、『熱エネルギー』化すると解釈されるのか。その程度の台所の魚焼きコンロの物理現象位は論理的に明快な解説が無ければならない筈だ。半導体内部だけでは理論としての説得力は無い筈だ。

いやしくも大学の理学教育で、『電子』と『正孔』がどの様に電気こん炉の『熱エネルギー』化するかの物理現象位は説明できなければいけない筈だ。

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