Контактная разность потенциалов

При обычной температуре электроны практически не покидают металл. Работа, которую нужно затратить для удаления электрона из металла в вакуум, называется работой выхода A_вых. Существует две причины появления работы выхода:

1. Электрон, вылетевший из металла, индуцирует в том месте, откуда он вылетел, положительный заряд. Со стороны этого заряда на электрон действуют силы притяжения.

2. Отдельные электроны, покидая металл, не улетают далеко, а образуют около поверхности «электронное облако». Положительный заряд металла и «электронное облако» образуют двойной электрический слой, который препятствует дальнейшему вылету электронов из металла. Разность потенциалов Δφ в этом слое называется поверхностным скачком потенциала:

Δφ = A_вых/ е,

где е – заряд электрона.

Итальянский физик А.Вольта опытным путем установил, что при соприкосновении двух различных металлов между ними возникнет контактная разность потенциалов (рис.35).

Первый закон Вольты: контактная разность потенциалов зависит только от химического состава и температуры соприкасающихся металлов:

Δφ₁₂ = φ₁ – φ₂= ,

где n ₀₁ и n ₀₂ – концентрация электронов в проводниках, A ₁ и A ₂ – работы выхода электронов из первого и второго металлов, k – постоянная Больцмана, T – абсолютная температура.

На основании опытных данных был установлен второй закон Вольты (рис.36): разность потенциалов на концах разомкнутой цепи, состоящей из нескольких последовательно соединенных металлических проводников, находящихся при одной температуре, равна контактной разности потенциалов, создаваемой концевыми проводниками и не зависит от промежуточных проводников:

φ ₁₄ = φ ₁₂ + φ ₂₃ + φ ₃₄ = .

Дата добавления: 2015-09-05