Ohm-törvény az elektronikus elmélet
Tegyük fel, van egy fém vezető az elektromos-le szilárdságú E = const. Co ingyenes e a helyszíni tapasztalatok egy erő F = EE, és megszerzi a gyorsulás a = F / m = eE / m. Során tehát a szabad utat, az elektronok Rav-nouskorenno megszerző szabadságjogok véget CIÓ pályasebesség
ahol
Szerint a Drude elmélet, a végén az elektron nélküli útvonal, szembesül a rács ionok ad nekik felhalmozódott energia terén, ezért a sebesség-upo rendezetlen mozgás nulla lesz. Következésképpen az átlagos irányított sebessége az elektron mozgás
A klasszikus elmélet a fémek nem tanítják Pipeline forgalmazás SKO növekvő elektron, így az átlagos idő
Behelyettesítve az értéke
A áramsűrűség egy fémhuzal-nick (96,1)
ami azt mutatja, hogy az áramsűrűség arányos közi-térerősség,
t. e. megkapta az Ohm-törvény differenciális formában-ügyi (sze, hogy (98,4)). Az arányossági tényező közötti j és E nem más, mint a vezetőképesség ma-Therians
melyik a nagyobb, a több koncentrációban végzett bepárlás és szabad elektronokból az átlagos szabad úthossz.
25. Következtetés a törvény Joule - Lenz e elmélet.
Végére a szabad úthossza elektronok hatása alatt a területen, szerez egy további kinetikai energiáját Ki
Amikor az elektron ütközés a ion teljesen át ezt a kristályrácsba, és megy, hogy növelje a belső energia a fém, azaz. E. annak fűtés.
Egy keresési egységet az elektron-rács csomópontok Vaeth átlagos
Ha n - koncentrációja elektronok a időegység bekövetkezik n
ami megy fűtőszál. Behelyettesítve (103,3) és (103,4) in (103,5), és így az energia tenyeres-Vai rács egységnyi térfogatú huzal-nick egységnyi idő,
Az érték w nevezik fajhője az aktuális (lásd. §99). A arányossági tényező közötti W és E 2-es (103,2) a vezetőképessége ; következik-szekvencia az expressziós (103,6) a törvény a Joule - Lenz differenciális formában (hasonlítsuk össze (99,7).).
26.Zakon Wiedemann-Franz törvényt. A kapcsolat a villamos és hővezető fémek és annak magyarázatát az elektron elmélet.
Franz - Wiedemann törvény. Fém-ly mutatnak mind a magas elektromosan-ség, és a nagy hővezető képességű. Ez azért van, mert a jelenlegi hordozók és a hő fémek azonosak részecske - szabad elektronok, Koto-rozs, mozgó a fém át nem csak elektromos töltés, de Preece-forró őket energiája random hő mozgás, azaz, .. hőátadás végezzük.
És Wiedemann Franz Expo 1853 g. Kísérletileg megállapított gyakorlatot, amely szerint az arány a hővezetési () a vezetőképesség () minden fém át ugyanezen a hőmérsékleten, és az azonos növekszik arányos-telesen termodinamikai hőmérséklet:
ahol - állandó, amely nem függ a fém típusától.
Elementary klasszikus elmélet a villamos vezetőképessége fémek lehetséges, hogy megtalálják a értéke : = 3 (k / e) 2. k-, ahol POS toyannaya-Boltzmann. Ez az érték jól egyezik a kísérleti adatokkal. Azonban, mint kiderült, ez a megállapodás az elméleti érték a kísérleti SLE-tea. Lorenz, alkalmazva a elektrongáz Maxwell Statisztika - Boltzmann állandó, ezáltal figyelembe véve a sebességeloszlás a elektronok kapott = 2 (k / e) 2, ami az éles közötti eltérés elmélet és a kísérlet.
Így a klasszikus elmélet a villamos vezetőképesség, hogy ismertesse a jogszabályok Ohm és a Joule - Lenz, és ad egy minőségi magyarázatot a törvény Wee-Deman - Franciaország. Ugyanakkor úgy vélik, amellett, hogy az ellentmondásokat a törvény Wee-Deman - Franciaország szembesült, mivel a pn House nehéz megmagyarázni a különböző kísérleti adatokkal. Hőmérsékletfüggése soprotiv-ment. Általános képlet vezetőképesség-STI (103.2), hogy az ellenállás a fémek, t. E. Az érték fordítottan arányos közi-, növelni kell arányosan-T (in (103.2) n és
T). Ez a következtetés ellentmond az elmélet a elektron kísérleti adatok, amelyek szerint a R
Értékelése az átlagos szabad futkostak az elektronok a fémek. Ahhoz, hogy az (103.2), hogy , amely egybeesik a kísérleti értékek, meg kell venni
fém hőkapacitás. A hőkapacitása fém álló kristályrácsába fajhője és a fajhő az elektron gáz. Ezért atomi (m. E. számított 1 mól) a fém hő kapacitása legyen jelentősen nagyobb, mint az atomi hő di villanyszerelő, akiknek nincs szabad elekt-Trons. A törvény szerint a Dulong és Petit (lásd. §73), fajhője a kristály egyenlő egyértékű 3R. Feltételezzük, hogy a specifikus hő-csont egyértékű elektrongáz 3 / 2R. Ezután az atomi hőkapacitása fémek kell közel 4,5R. A tapasztalat azonban azt mutatja, hogy ez egyenlő a 3R, t. E. A fémek, valamint a dielektrikumok, valamint a törvény a Dulong és Petit. Következésképpen, a jelenléte vezetési elektronok gyakorlatilag nincs hatása az érték a fajhő, amely nem magyarázható a klasszikus elektron elmélet.
Ezek az eltérések az elmélet-ops, hogy lehet azzal a ténnyel magyarázható, hogy az elektronok mozgásának fémek nincs alávetve a klasszikus mechanika törvényei és a kvantummechanika törvényei, és ennek következtében a viselkedése vezetési elektronok bemutatásához szükséges nem statisztika Maxwell - Boltzmann és kvantum statisztika. Ebben a nehéz megmagyarázni elemi Noi klasszikus elmélet elektromosan felületi fém csak a kvantumelmélet-Ria, amelyet figyelembe kell venni a távolban Nation. Meg kell jegyezni azonban, hogy az osztály, a klasszikus elektron elmélet nem vesztette el jelentőségét a jelen idő, mivel sok esetben (például a vezeték híd, és a magas hőmérséklet és alacsony elektronsűrűség) ad a megfelelő minőségi eredmények és összehasonlítjuk kvantumelmélet-Ria egyszerű és intuitív.