December 10 2016 04:59:18
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
войства газа свободных электронов металла
Физические основы информации

Модель свободных электронов применима, если средняя энергия кулоновского взаимодействия на один электрон

img365

где ‹r› – среднее расстояние между электронами, много меньше средней кинетической энергии (II.6.32) электрона. Отсюда следует ограничение снизу на плотность свободных электронов

img366

В заключение отметим, что свойства газа свободных электронов металла можно описывать законами классической физики, если температура газа много больше температуры вырождения

img367

которая для хороших металлов ~104К и превышает температуру плавления этих металлов.

Если температура металла Т > 0К, то существуют свободные электроны с энергией
ε > εF. В процессах переноса тепла и электрического заряда в металле принимают участие, главным образом, те электроны, энергия которых лежит в интервале

img368

Согласно закону Фурье плотность потока тепла img369, переносимого электронами вдоль оси х за счет теплового движения, определяется выражением

img370

где

img371

– коэффициент теплопроводности электронного газа, img372 - удельная теплоемкость электронного газа при постоянном объеме, приходящаяся на 1 электрон, img373 – средняя скорость движения электрона, img374 – средняя длина свободного пробега электрона, определяемая его рассеянием на тепловых колебаниях кристаллической решетки, дефектах решетки и примесях.

Согласно дифференциальному закону Ома плотность потока электрического заряда (плотность тока) img375 определяется выражением

img376

где

img377

– электропроводность (удельная проводимость) электронного газа.

Для большинства металлов в области комнатной температуры величины img378 и img379 связаны между собой соотношением

img380

которое называется законом Видемана-Франца (1853г.). Из (II.6.42) следует, что отношение коэффициента теплопроводности к электропроводности идеального электронного газа зависит от фундаментальных физических постоянных k и e, а также абсолютной температуры T и не содержит физических характеристик конкретных материалов типа постоянной кристаллической решетки, числа валентных электронов, массы атома и т.д.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.05 секунд 4,204,158 уникальных посетителей