МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах
РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ" ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів Контакти
Тлумачний словник |
|
||||||||
Електропровідність металівNqu. У металах і їх сплавах є велика кількість вільних, тобто не зв'язаних з конкретними атомами, електронів. В кристалі об'ємом 1 см3 міститься 1023 - 1022 атомів. Якщо прийняти, що атоми в металі іонізовані однократно, то концентрація вільних електронів рівна концентрації атомів. Ці вільні електрони та іони кристалічної ґратки перебувають у безперервному хаотичному русі. Іони тільки коливаються навколо своїх положень рівноваги, а вільні електрони можуть переміщатися у всьому об'ємі металу. Розміри електронів дуже малі порівняно з відстанями між іонами ґратки, а хаотичний рух подібний до руху молекул газу. Інколи їх називають "електронним газом ". Гіпотеза про електронний газ підтверджується експериментально, а саме: За тривалого протікання струму в колі, складеному з провідників різних металів, атоми одного металу не проникають в інші, тобто атоми металу не переміщуються разом зі струмом. За раптової зупинки провідника, який швидко рухався, вільні електрони за інерцією продовжуть деякий час рухатись і на кінцях загальмованого провідника виникає різниця потенціалів. Якщо в металі відсутнє електричне поле, то рух електронів є хаотичний, тобто в будь-який момент швидкості окремих електронів спрямовані в різні напрями (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Напрям руху електронів за відсутності поля Такий рух не викликає струму, тому що внаслідок повної хаотичності в кожному напрямі буде рухатись стільки ж електронів, як і в протилежному. Геометрична сума швидкостей vт електронів для достатньо великого об'єму металу дорівнює нулю і струм відсутній. Якщо ж ми прикладемо до кінців провідника різницю потенціалів, тобто створимо в середині металу градієнт електричного поля, то на кожний електрон діятиме сила F= Ее. Електрон з масою т, розташований в "пустому" міжіонному просторі, який не гальмує його руху, отримає пришвидшення в напрямку Е, яке дорівнює:
а = Е/т =Е е/т,
де відношення е/т складає 1,759 - 10і * Кл/кг. Через певний час ( компонента швидкості електрона в напрямі поля становитиме
vе =at=E(e/m)t,
а сумарна швидкість дорівнюватиме сумі швидкостей vт і vв. Електрон у процесі руху буде наштовхуватися на іони ґратки. Після кожного співударяння швидкість електрона спадає до нуля, потім знову зростає з попереднім пришвидшенням. Таким чином, vе буде змінюватись з часом і згідно з пилкоподібним графіком, схематично зображеним на рис. 3.3. Експериментально встановлено, що середня довжина шляху вільного пробігу електрона в металах високої провідності становить в нормальних умовах Ю"4 - 10 5 мм, а при дуже низьких температурах - значно більше, тобто електрони рухаються без зіткнень порядку сотень параметрів ґратки. Найбільше значення швидкості vеданого електрона в кінці кожного періоду пришвидшення тривалістю τ (час вільного пробігу електрона) дорівнює:
vе max =E·(e/m)·τ
а середня його швидкість за час τ становить
vе сер =E·(e/m) · (τ/2). (3.5) За нормальної температури швидкість vт для металів складає приблизно 105 м/с, а швидкість vе серпорядку ІО4 м/с, тобто vm>> vе . Тому середнє значення τ сердля всіх електронів дорівнює
τ сер =l / vт,
де l - середня довжина вільного пробігу електрона. Підставивши значення у (3.5), отримаємо середнє значення vесер швидкостей vе для всіх електронів:
vесер=E(e/m)·(l/2vе) (3.6)
Рис. 3.3. Графік зміни в часі швидкості vе електрона в металі (схематично)
Наявність компоненти vе, створює впорядкований рух зарядів в
γ=(ne²l/2m vm). (3.7) Згідно з атомно-кінетичною теорією ідеальних газів кінетична енергія електронів лінійно зростає з температурою:
(m vm ² /2)=(3kT/2) (3.8) де k - стала Больцмана, Т - абсолютна температура. Підстановка vm з (3.8) у (3.7) дає:
(3.9) або (3.10) Читайте також:
|
|||||||||
|