Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Електропровідність металів

Типи пробою твердих діелектриків | Розрахунок електричної міцності діелектриків | Опис віртуального стенду | Основні поняття | Опис віртуальної лабораторної установки | Основні поняття | Домішкова електропровідність | Температурна залежність концентрації носіїв заряду | Опис віртуальної лабораторної установки |


Читайте также:
  1. Автоматизовані системи механічної обробки металів різанням
  2. Домішкова електропровідність
  3. Обробка металів різанням, точність обробки та шорсткість поверхні
  4. Основні способи механічної обробки металів різанням
  5. Паяння металів
  6. Солі важких металів

 

Класична електронна теорія металів представляє твердий провідник у вигляді системи, що складається з вузлів кристалічної іонної решітки, усередині якої знаходиться електронний газ з вільних електронів. При вільному стані, від кожного атома металу переходить від одного до двох електронів. До електронного газу застосовувалися поняття і закони статистики звичайних газів. При зіткненнях електронів з вузлами кристалічної решітки енергія, накопичена при прискоренні електронів в електричному полі, передається металевій основі, унаслідок чого він нагрівається. Розгляд цього питання привів до виведення закону Джоуля-Ленца. Таким чином, електронна теорія металів дала можливість аналітично описати і пояснити знайдені раніше експериментальним шляхом основні закони електропровідності і втрат електричної енергії в металах. Виявилося можливим також пояснити і зв'язок між електропровідністю і теплопровідністю металів. Крім того, деякі досліди підтвердили гіпотезу про електронний газ в металах, а саме:

 

 


 

 

1. При тривалому пропусканні електричного струму через ланцюг, що складається з одних металевих провідників, не спостерігається проникнення атомів одного металу в іншій.

2. При нагріві металів до високих температур швидкість теплового руху вільних електронів збільшується, і найбільш швидкі з них можуть вилітати з металу, долаючи сили поверхневого потенційного бар'єру.

3. У момент несподіваної зупинки провідника, що швидко рухався, відбувається зсув електронного газу за законом інерції у напрямі руху. Зсув електронів приводить до появи різниці потенціалів на кінцях загальмованого провідника, і стрілка вимірювального приладу, що підключається до них, відхиляється за шкалою.

4. Досліджуючи поведінку металевих провідників в магнітному полі, встановили, що унаслідок викривлення траєкторії електронів в металевій пластинці, поміщеній в поперечне магнітне поле, з'являється поперечна ЕДС і змінюється електричний опір провідника.

Проте виявилися і суперечності деяких виводів теорії з дослідними даними. Вони полягали в розбіжності температурної залежності питомого опору, яка спостерігалась під час дослідів; у невідповідності теоретично набутих значень теплоємності металів, до дослідних даних.

Досліджувана теплоємність металів менше теоретичної і її значення таке, наче електронний газ не поглинає теплоту при нагріві металевого провідника. Ці суперечності вдалося пояснити, розглядаючи деякі положення з позицій квантової механіки. На відміну від класичної електронної теорії в квантовій механіці приймається, що електронний газ в металах при звичайних температурах знаходиться в стані виродження. У цьому стані енергія електронного газу майже не залежить від температури, тобто тепловий рух майже не змінює енергію електронів. Тому на нагрів електронного газу теплота не витрачається, що і виявляється при вимірюванні теплоємності металів. У стан, аналогічний звичайним газам, електронний газ переходить при температурі порядку тисячі Кельвінів.

Представляючи метал як систему, в якій позитивні іони скріпляються за допомогою вільно рухомих електронів, легко зрозуміти природу всіх основних властивостей металів: пластичності, ковкій, хорошій теплопровідності і високій електропровідності.

 

 


Дата добавления: 2015-11-16; просмотров: 81 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Опис віртуальної лабораторної установки| Властивості провідників

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.006 сек.)