Metallar elektr o'tkazuvchanligini elektron nazariya asosida tushuntirish

Mavzu: Metallar elektr o'tkazuvchanligini elektron nazariya asosida tushuntirish Metallarda zaryad tashuvchilarning tabiati Metallarda zaryad tashuvchi zarraning tabiatini anitslash uchun quyidagi tajribalar qilingan. Rikke ikkita mis silindr o'rtasiga shu diametrdagi alyuminiy silindrni qo'yib, bu sistema orqali uzluksiz ravishda bir yil tok o'tkazganda, ulardan 3,5*106 Kl zaryad miqdori o'tgan. Ammo silindrlarning rangi ham, massasi ham o'zgarmagan. Bundan ko'rinadiki, metallarda tok tashuvchi zarra ion yoki atom emas. Ular bo'lganlarida juda bo'lmaganda massasi o'zgarar edi. Metall bo'lakchasini olib uning ikki uchiga ketma-ket ravishda ulangan galvanometr bilan birgalikda v tezlik bilan harakatlantiraylik. Birga harakatlanganda galvanometr strelkasi og'maydi. Me­tall bo'lakchasi keskin tuxtasa yoki keskin harakatlansa, galvanometr strelkasi ogadi. Demak, tok tashuvchi zarra zaryadga ega bo'lishi bilan birga massaga xam ega ekan. Shuning uchun mexaiikaning inertsiya qonuniga asosan metall tuxtaganda xam zarra harakatlanadi (1-rasm). Bu tajriba g'oyasi Mandelshtam va Papaleksi tomonidan aytilgan. Ular sim uralgan g'altak olib, uning uqi atrofida tebranma harakatga keltirilganlarida berk zanjir buylab o'zgaruvchan elektr toki hosil bo'lgan. Sungra G. Lorentts ushbu tajribani Tolmen va Styuart qilgani kabi bajarib, ular bilan bir xil natija olgan. Ularning tajribalari sxemasi 2-rasmda keltirilgan. Eng aniq keyingi elektr va magnit maydonlarida elektronning og'ishi asosidagi tajribalardan elektronning so­lishtirma zaryadi - 1,77∙1011 1-1-rasm Har qanday metallning kristall panjara tugunlarini tashkil etgan atomlar, ionlar oralig'ida yer­kin harakatda bo'lgan elektronlar, gazlarning molekulyar-kinetik nazariyasida aytilgandek, to'qnashishlar natijasida xaotik (tartibsiz) harakatda bo'ladi. Bu elektronlar har bir momentda turli yo'nalishda tugunlarga to'qnashib bir tomonga yo'nalgan elektron guruhi bo'lmagani uchun o'tkazgichdan elektr tok o'tishi ro'y bermaydi, ya'ni tok bo'lmaydi. Agar shu o'tkazgichlarning ikki uchini potensiallari va bo'lgan tok manbai qutblariga ulasak, metall ichida hosil bo'lgan elektr maydon hamma elektronlarga kuch bilan bir yo'nalishda ta'sir etib, musbat qutb tomon tezlanuvchan ha-rakatga keltiradi, o'tkazgichning ko'ndalang kesim yuzi orqali vaqt birligi ichida o'tgan zaryad miqdori tok kuchi o'tishiga olib keladi. Drude - Lorenslarning klassik nazariyalari bo'yicha tartibsiz tezlik bilan harakatda bo'lgan elektronlar har bir atomli gaz molekulalari kabi issiqlik harakat energiyasi ga ega bo'lib, kinetik nazariyaga asosan: Bu tenglamalarda , , qiymatlardan foydalanib, zaryadning issiqlik harakatdagi tezligini hisoblay olamiz: Elektronning erkin yugurish o'rtacha yo'li uzunligi bo'lsa, erkin yugurish o'rtacha vaqti bo'ladi. Ammo elektron uchun ning qiymati noma'lum, uni panjara doimiysi d dan bir necha 10 marta katta deb olish mumkin. Elektronning panjara ionlari bilan ikki ketma-ket to'qnashishi uchun o'tgan vaqt ichidagi tezlik o'zgarishi Nhyuton qonuniga ko'ra va bo'lgani uchun: Elektron dreyfining tezligi zanjir ulanish momentda nolh, to'qnashish momentda maksimal bo'lib, u (1) ga teng. Tezliklarining o'rta qiymatini aniqlasak, bo'ladi. ...