Djvu-Student.narod.ru » Шпоры. Скачать бесплатно шпоры » Физика. Шпоры по физике » Основные положения КЭТ
 

Основные положения КЭТ

1) При кристаллизации металлов из расплава атомы их теряют электроны. При этом возникают полож. заряж. ионы и свободные электроны. Если кажд. атом теряет по эл-ну, то nат=nэл=(D/)•Na. Своб. эл-ны способны перемещаться по всему объёму металла.
2) Все металлы имеют кристаллич. структуру, в основе которой лежит кристаллич. решётка кубич. формы с положит. ионами в узлах. Таким образом решётка прозрач. для эл-нов.
3) Своб. эл-ны, оторванные от атомов, становятся коллективной собственностью всего металла. Они соверш. хаотич. тепл. движение. При этом эл-ны ведут себя подобно одноатомным мол-лам идеал. газа, подчиняясь статистике Максвелла. Своб. эл-ны принято назыв. “электронным газом”. Для эл-нов по ф-ле, известной из МКТ можно определить сред. скор. теплового движения:
Vт=(8KT)/(m)105м/c. 4) Своб. эл-ны, сталкиваясь с ионами, расположенными в узлах решётки, отдают им свою кинет. энергию. Этим обусловлено сопротивление проводников.
5) При приложении внешн. эл. поля напряжённостью E на хаотич. тепл. движение эл-нов накладывается упорядоченное движение. При этом возникает эл. ток. V « VT
Оценим V по ф-ле j=qэлnV=enV
V=j/(en); n~1029м-3, j(Cu)=107А/м2
V~10-3м/с. Суммарн. скор.VVVT
Поскольку V « VT, то VVT

Закон Ома в КЭТ
Основные положения КЭТ позволяют вывести ф-лу закона Ома как ф-цию параметров носителей тока. Для вывода используем соотношение j=enV. Пусть к проводнику приложено внешнее поле E. Своб. эл-ны придут в движение. На эл-ны будет действ. сила со стороны поля F=eE.E=consta=const.
F=eE=ma (по II з-ну Ньют.). a=(eE)/m
Для равноуск. движ. Vt=V0+at
ср. длина своб. пробега l~d расст. между ионами; -время своб. пробега.
Скорость электрона
V=Vmax=a - до столкновения с ионом
V0=0 - после столкновения с ионом

V(V0+Vmax)/2=Vmax/2=(a/2=(eE/2m;
lVlV;
VeE)/2m] • lV;
j=enV=[(e2nE)/2m]•lVз-н Ома в КЭТ
j=E ne2l) / (2mV)

Закон Джоуля-Ленца в КЭТ
Нагревание проводника, согласно КЭТ, объясняется столкновением электронов с ионами кристал. решётки. Рассчитаем кинет. энергию отдельного эл-наперед столкновением с ионом, полученную им за счёт поля: W1=(mV2max)/2.
За 1 сек. эл-н может испытывать Z соударений, где Z = 1/=V l. Если в 1 м3 число эл-нов = n, то кинет. энергия, переданная решётке всеми n эл-нами за Z столкновений каждого из них W=nZW1=T.
T=[(mV2max)/2]•n•Z=[ne2l/2mV]E2

Затруднения КЭТ
1) Температурная зависимость проводников. Согласно экспер. данным сопр. металлов увелич. с температурой по з-ну R=R0+T, где R0-сопр. при T=273K, град-1. Для ф-ла аналогична +T. Согл. опыта ~T. =2mVTl~VT. На осн. КЭТ след. T, т.е. теория расходится с опытом.
2) Теплоёмкость металлов и диэлектриков. Согл. опвтов атомная теплоёмк. металлов и диэл-ков одинакова (C=3R, где R-газовая постоянная). Это положение наз. з-н Дюлонга и Пти. Согл. КЭТ металл сост. из кристал. решётки и своб. эл-нов, а диэлектрик своб. эл-нов не имеет. Следует ожидать, что теплоёмк. металлов=т.ё. кристал. решётки+т.ё. своб. эл-нов (Cмет=R+3/2R=4,5R), чего нет на опыте.
Электронный газ, на самом деле подчиняется не классической статистике Максвелла, а квантовой статистике. Затруднения устраняются в квантовой теории проводимости. Несмотря на затруднения, КЭТ она проста и широко применяется при высоких темп-рах и малых концентрациях.
 
Найти реферат, курсовые работы, доклад или диплом в интернете достаточно просто. Титульный лист реферата оформляется по госту и их бесплатно полным полно. Такие сайты как 5 баллов, allbest, bestreferat, bestreferat.ru просто кишат курсовыми и дипломами, скачать бесплатно без смс и прочей рекламы. Реферати українською (украина) и русский язык (россия) - культура человека похожа, основные проблемы у народов, а мы одни. Удачи в поисках!
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Hosted by uCoz