Metallar elektr o'tkazuvchanligining klassik elektron nazariyasi asoslari

Metallar elektr o'tkazuvchanligining klassik elektron nazariyasi asoslari Reja: Metallar elektr o'tkazuvchanligi klassik elektron nazariyasining kamchiliklari Elektronning metaldan chiqish ishi. Termoelektron emissiya Metallar elektr o'tkazuvchanligining klassik elektroron nazariyasi asosslari Suyuq va qattiq holatdagi metallarning (gaz holatidagi metallar elektr tokini o'tkazmaydi, agar gaz ionlashmagan bo'lsa) yuqori elektr o'tkazuvanligi ulardagi tok tashuvchilar - o'tkazuvchanlik elektronlarning juda katta kontsentratsiyasi bilan bog'liq. P.Drude-X. Lorentslarning klassik elektron nazariyasida o'tkazuvchanlik elektronlari bir atomli ideal gaz sifatida qaraladi. Bir valentli metallarda o'tkazuvchanlik elektronlarining kontsentratsiyasi birlik hajmdagi atomlarning sonicha bo'ladi, n0 ~ ( NA A)D bu yerda Na - Avagadro doimisi; A-metalning atom massasi; D- uning zichligi. Ыiymati no = 1028 1029 m -3 tartibda bo'ladi. Elektr maydoni bo'lmaganda o'tkazuvchanlik elektronlari xaotik harakatlanadilar va o'z navbatida muvozanat holati - kristal panjara tugunlari atrofida issiqlik tufayli tartibsiz tebranayotgan metal ionlari bilan to'qnashadilar. Elektronlarning o'rtacha erkin yugirish masofasi metal panjarasi tugunlari orasidagi masofa tartibida bo'lishi kerak deb hisoblanadi, yani 10-10 m. Elektronlarning o'rtacha issiqlik harakat kinetik energiyasi bu yerda m - elektronning massasi; vkv - o'rtacha kvadratik tezligi. T = 273K temperatura bo'ladi. vkv 105 ms. Elektronlar issiqlik harakatining o'rtacha arifmetik tezligi ham shunday tajribada bo'ladi. Metallarda elektr toki, o'tkazuvchanlik elektronlarining tartibli harakatini - maydon kuchlanganligi vektoriga qarama-qarshi yo'nalishda, ko'chishini sodir etadigan, elektr maydon ta'sirida paydo bo'ladi tokning zichligi: (18.9) bu yerda n0 - o'tkazuvchanlik elektronlarining kontsentratsiyasi; e - elektron zaryadi; - elektronlarning o'rtacha ko'chish tezligi. Xavfsizlik texnikasi yo'l qo'yadigan o'tkazgichlardagi tok zichligining eng katta qiymatlarida, (18.9) formula bo'yicha tezlik 10-3 ms tajribadagi qiymatga ega. Shunday qilib metallarda elektronlarning qo'chish tezligi ularning o'rtacha issiqlik harakat tezligidan juda ham kichik. Bu metal ionlari bilan elektronlarning ikkita ketma-ket to'qnashuvi orasidagi o'rtacha erkin yugirish masofasining kichikligi bilan tushintiriladi. Klassik elektron nazariyada ionlar bilan to'qnashganda elektronlar tartibli harakat tezligini to'lasicha yo'qotadi deb faraz qilinadi. Erkin yugirish jarayonida elektronning harakat tenglamasi ko'rinishga ega, bu yerda - o'tkazgichdagi elektr maydon kuchlanganligi. Erkin yugirish jarayonida elektronlar tekis tezlanuvchan haarkatlanadi. Shunining uchun ularning tartibli harakatining o'rtacha tezligi =2, bu yerda - erkin yugirish uzunligida elektr maydon ta'sirida erishadigan elektronning o'rtacha tezligi. Elektron harakatining bu tenglamasini vaqt bo'yicha 0 dan (elektron erkin yugirishining davom etish vaqti) gacha integrallab quyidagini olamiz. = eEm = eE(2m) (18.10) Elektronlar bir vaqtda issiqlik harakatida ham ishtirok etishadi. Drude qilganidek, issiqlik harakat tezliklari bo'yicha o'tkazuvchanlik elektronlarining statistik taqsimotini inobatga olmasdan, bu harakatda barcha elektronlar tezliklarining modullari bir xil va ga teng deb hisoblaymiz. U holda ...