跨过8900亿光年 第48章 修飞船（2）

俊仁亲王道：“至于替代材料来说，我本人更倾向于使用银，因为这艘飞船推进器启动一次需要耗的电量就是一个天文数字，一旦如此大的流量接通后，铜制作的电器元件可能受不住直接崩溃，但是使用银制作电气元件的外壳也需要很大的挑战性，这么说吧，即便100吨的银也很可能造不出来这艘飞船所需要的全部电器元件，因为它对银的纯度也有很高的要求。”

哈登将军道：“Sorry请你讲的仔细一点，我听的不太明白！”

俊仁亲王道：“这么说吧，银的优势在于银是导电性最好的金属，其电导率为63 x 10^6西门子\/米，比铜的电导率59 x 10^6西门子\/米大约高7%。这对于需要高电流传输的飞船推进器来说非常重要，可以减少能量损失，提高效率。银也具有良好的导热性，能够有效地将元件产生的热量传导出去，防止元件过热。”

俊仁同时又说：“但是使用银的挑战性则在于飞船所需的电气元件数量众多，即使使用100吨的银，也可能无法满足全部元件的需求。这是因为银的密度较大，且元件的制造需要考虑一定的安全系数和冗余。银的纯度对电气元件的性能有显着影响。高纯度的银能够提供更好的导电性和导热性，但获取高纯度的银在技术和成本上都存在挑战。

银的价格远高于铜，大规模使用银将大幅增加飞船维修和制造的成本。”

俊仁又道：“而且即便下了血本弄来，所有的电器元件给他换一遍，你还要考虑一个问题，一个最重要的问题，重量和燃料消耗的问题，首先是密度差异：银的密度约为10.49 g\/cm3，而铝的密度约为2.7 g\/cm3。这意味着相同体积的银比铝重得多。如果将飞船内所有的电器元件外壳都换成银制的，飞船的整体重量将显着增加.

其次，重量增加的影响：飞船重量的增加会对其飞行性能产生不利影响。首先，需要消耗更多的燃料来克服地球引力，将飞船送入太空。其次，飞船在太空中的机动性和灵活性也会受到限制，因为需要更大的推力来实现加速、减速和转向等操作.

其三，燃料消耗增加：为了推动更重的飞船，发动机需要提供更大的推力，这将导致燃料消耗量大幅增加。在有限的燃料携带量下，飞船的续航能力和任务执行时间可能会受到限制，甚至可能无法完成预定的飞行任务.

最后一点，飞行可行性风险：在极端情况下，如果飞船重量增加过多，可能会导致其无法成功发射升空，因为发动机的推力不足以克服地球引力。这将使得整个飞行任务无法进行，造成巨大的资源浪费和经济损失.”

俊仁这时又道：“当然，如果很你们的目的不是要这艘飞船升空的话，只是要他停在仓库里进行立逆向的话，那么可以用银试一试，解决了银子的问题，还需要等离子管。

哈登将军却完全不知道等离子管是什么，但是在场的科学家有些人知道等离子是什么，于是科普起来等离子就是?等离子体（plasma）是物质的第四态，由大量的自由电子和离子组成，整体上表现为近似电中性的电离气体。?它与固态、液态和气态不同，等离子体中含有丰富的带电粒子，这使得它具有许多独特的物理和化学性质。等离子体中的电子和离子可以在电场和磁场的作用下自由移动，表现出良好的导电性和反应活性。?

俊仁道：“说的没有错，等离子管就是等离子晶体管的简称。等离子晶体管（plasma transistor）是一种利用等离子体特性来实现电子开关功能的装置。它与传统的半导体晶体管不同，主要依赖于等离子体中的带电粒子（电子和离子）来进行电流的控制和调节。“

然而，目前只是1947年十月，连晶体管都还没问世，他该怎么跟这群人类解释等离子体晶体管。

俊仁亲王首先从晶体管的基本定义入手，解释晶体管是一种用硅制成的二极管。他可以进一步说明，晶体管是一种半导体器件，具有三个端子：发射极、基极和集电极。通过控制基极和发射极之间的电流，可以调节发射极和集电极之间的电流，从而实现电子开关的功能。

好在这些科学家也不是笨蛋，大多听到这里就能明白晶体管是什么东西。

但是在场的科学家中有人举手，“你能进一步介绍一下半导体的简要特性吗？”

俊仁点了点头对哈登将军道：“将军，请你准备一下黑板和粉笔！”

哈登将军点了点头，立马让人去准备，显然他也很想知道晶体管的原理

俊仁很快，站在黑板前拿起粉笔，开始写写画画，之后开始介绍道：“要弄懂晶体管管的原理，首先就要弄懂半导体，要冷冻半导体，首先就要异懂半导体的原理，导电性介于导体和绝缘体之间：半导体的导电性既不是像导体那样非常高，也不是像绝缘体那样非常低。在室温下，纯净的半导体（如硅、锗）的导电性较低，类似于绝缘体。但是，当温度升高或受到光照等外部刺激时，半导体的导电性会显着增加，介于导体和绝缘体之间.

半导体的导电性对温度非常敏感。随着温度的升高，半导体内部的热能增加，使得更多的价带电子获得足够能量跃迁到导带，形成电子-空穴对，从而增加自由载流子的数量，导致导电性提高。这种特性与导体的导电性随温度升高而降低相反.

半导体对光具有敏感性。当半导体受到光照时，光子的能量可以使价带电子激发到导带，产生额外的自由载流子，从而提高半导体的导电性。这种特性使得半导体可以用于制造光敏元件，如光电二极管、光电晶体管等.

半导体分为很多类型，比如N型和p型，这就又涉及到另一个技术，也就是掺杂技术对导电性的影响，掺杂技术是在纯净的半导体中引入少量的其他元素（掺杂剂），以改变半导体的导电性。掺杂剂通常是具有与半导体原子不同价电子数的元素，分为施主杂质和受主杂质.

施主杂质是具有比半导体原子多一个价电子的元素，如磷、砷等。当施主杂质掺入硅或锗等半导体中时，多余的价电子会成为自由电子，从而增加半导体中的电子浓度，使其导电性提高。掺入施主杂质的半导体称为N型半导体

受主杂质是具有比半导体原子少一个价电子的元素，如硼、镓等。当受主杂质掺入硅或锗等半导体中时，会在半导体晶格中形成空穴，空穴可以捕获电子，从而增加半导体中的空穴浓度，使其导电性提高。掺入受主杂质的半导体称为p型半导体.