Elektronikus vezetőképessége fémek
Kezdjük fémvezetékekhez. Az áram-feszültség jellemzi ezeket a vezetőket ismerjük, de eddig semmit sem mondott a magyarázata szempontjából a molekuláris kinetikus elméletét.
A szabad töltéshordozók elektronokat a fémek. Ezek koncentrációja magas - mintegy 28 október 1 / m 3. Ezek az elektronok is részt vesznek a rendezetlen hő mozgást. Hatása alatt az elektromos mező, elkezdenek mozogni rendezett, átlagos sebesség mintegy 10 -4 m / s.
A kísérleti bizonyítékot a létezését szabad elektronok fémek. Kísérleti bizonyíték arra, hogy a vezetőképességét fémek okozta mozgása szabad elektronok adtak a kísérletek és Mandelstam Papaleksi (1913), B. R. Tolman és Stewart (1916). Vezetési ilyen kísérlet a következő.
Tekercselt egy tárcsás, amelynek végei vannak forrasztással két fém lemezek, egymástól elszigetelve (ris.16.1). Végére a lemez segítségével csúszó érintkezők csatlakoztatva galvanométer.
A tekercs hozzuk gyors forgása, majd hirtelen megállt. Miután egy hirtelen fékezéskor tekercs szabad töltött részecskéket, miközben viszonylag mozog a vezetőt a tehetetlenség, és ebből következően, a tekercs az elektromos áram. Jelenleg nincs sok idő, mivel az ellenállás a vezető töltött részecskék lassult, és elrendelte a részecskék mozgását alkotó jelenlegi leáll.
A jelenlegi irányban ez a kísérlet azt mutatja, hogy ez által létrehozott mozgása negatív töltésű részecskék. Hordozható, ahol a töltés arányos a felelős a részecskék, ami egy áram súlyuk, azaz | .. Q | / m. Ezért, hogy mérjük a töltést áthaladó galvanométer a jelenlegi létezését a láncban, lehetséges volt, hogy meghatározzuk azt az arányt. Azt találtuk, hogy 1,8 • Október 11 C / kg. Ez az érték egybeesett az elektron töltése-tömeg arány e / m. találtam korábban más vizsgálatokban.
A mozgás az elektronok a fém. Az elektronok hatása alatt kifejtett erő számukra az elektromos mező által megszerezni bizonyos sebességgel a megrendelt mozgás. Ez az arány nem növekszik a további idők folyamán, amint az zavarja a kristályrács ionok, elektronok elveszíti irányított mozgását, majd ismét az elektromos mező által elkezdenek mozogni directionally. Ennek eredményeképpen az átlagos elektron sebessége egyenesen arányos a megrendelt mozgás a villamos térerősség a vezető v
E és így a potenciálkülönbség a végén a vezetőt, mint. ahol l - hossza a karmester.
A jelenlegi intenzitása egy vezetőben arányos részecske sebessége a megrendelt mozgás (lásd Eq. (15.2)). Ezért azt mondhatjuk, hogy az áram erőssége arányos a potenciális különbség az egész végén a karmester: I
U. Ez kvalitatív magyarázatot Ohm törvény alapján az elmélet elektronvezetőképességgel fémek.
A konstrukció kielégítő mennyiségi elmélet a mozgás az elektronok a fém alapuló klasszikus mechanika törvényei lehetetlen. Az a tény, hogy a feltételek a mozgás az elektronok a fém olyanok, hogy Newton klasszikus mechanika nem lehet alkalmazni, hogy leírja a mozgást.
Ez legvilágosabban a következő példát. Ha kísérletileg meghatározzuk az átlagos kinetikus energiája a termikus mozgás az elektronok a fém szobahőmérsékleten, és, hogy megtalálják a megfelelő hőmérsékleten az energia, megkapjuk a hőmérsékletet körülbelül 10 5 -10 6 K. Ez a hőmérséklet belül létezik csillagok. A mozgás az elektronok a fém alá a kvantummechanika törvényei.
Bebizonyosodott, kísérletileg, hogy a szabad töltéshordozók elektronokat a fémek. Hatása alatt az elektromos mező, az elektronok mozog állandó átlagsebességet, a vizsgálat a gátló hatás a kristályrács. elrendelte mozgás az elektron sebessége egyenesen arányos a térerősség a karmester.
.
1. A tekercs (lásd. Ábra. 16.1) jobbra forog, majd drámaian gátolja. Milyen irányú az áram a tekercsben idején fékezés?
2. Mivel a sebesség a szabályos elektronok mozgásának fémvezetőből függ a feszültségtől végein a karmester?
G.Ya.Myakishev, B.B.Buhovtsev, N.N.Sotsky Fizika 10 osztály
Ha javításokat és javaslatokat a leckét, kérjük lépjen kapcsolatba velünk.
Ha azt szeretnénk, hogy a többi beállítást és javaslatokat órák, nézd meg itt - Oktatási fórum.