Тепловое движение электронов

Тепловое движение электронов в проводниках, замыкающих анодную цепь, является одной из причин флуктуаций измеряемого тока (тепловой шум). Металлический проводник характеризуется большой плотностью электронов проводимости и малой длиной их свободного пробега, в них происходит частый обмен энергией между частицами. Поэтому тепловые скорости электронов могут во много раз превосходить их направленную скорость, обусловленную внешним полем. Собственное тепловое движение электронов можно считать не зависящим от приложенного поля. [c.176]

Поскольку тепловое движение электронов проводи- [c.176]

Вследствие теплового движения электроны могут переходить в более высокое энергетическое состояние. В полупроводнике п-типа электроны из примесных уровней, находящихся под зоной проводимости, переходят в зону проводимости, обусловливая тем самым электропроводность полупроводника. В этом случае носителями электрического заряда являются электроны. [c.602]

Естественными полупроводниками являются диэлектрики, у которых в зоне проводимости имеется некоторое количество электронов проводимости, перешедших туда из валентной зоны в результате теплового движения электронов. В валентной зоне при этом образуются дырки . Примесные полупроводники являются диэлектриками, у которых в результате введения соответствующих примесных атомов возникают локальные (примесные) уровни энергии, находящиеся между валентной зоной и зоной проводимости. Если с локального уровня под влиянием теплового движения электроны переходят в зону проводимости, то образуется примесный полупроводник с п-проводимо-стью, а если электроны переходят из валентной зоны на локальные уровни, то образуется примесный полупроводник с р-проводимостью. [c.341]

Полагают, что электроны ведут себя как молекулы идеального газа. Поэтому средняя скорость теплового движения электронов оценивается по формуле [c.8]

Заслуживает внимания еще один аспект оптико-механической аналогии. В заданной области пространства могут распространяться световые колебания различных частот. Может случиться так, что коэффициент преломления п зависит от частоты. Это явление называется дисперсией . При наличии дисперсии первоначальный волновой фронт оптических приборах это явление называется хроматической аберрацией . Явлению дисперсии в оптике тоже может быть предложена соответствующая механическая аналогия. Механические траектории, начинающиеся перпендикулярно базисной поверхности S = О, могут несколько различаться по своей полной энергии Е. Это происходит, например, в электронном микроскопе, где тепловое движение электронов вызывает небольшой разброс значений их полной начальной энергии Е. Это приводит к дисперсии и к небольшой хроматической аберрации в картине, получаемой с помощью электронного микроскопа. [c.312]

Энергия тепловых колебаний атомов или молекул твердою тела (или энергия теплового движения электронного газа, если тело из [c.155]

Применяемое для обеспечения транспортировки пучка продольное магн. поле ещё более усиливает охлаждающее действие электронного пучка поперечное тепловое движение электронов как бы вымораживается (тяжёлые частицы, пролетающие достаточно далеко от электрона, не ощущают его быстрого обращения в магн. поле по ларморовской окружности), а темп-ра продольного движения электронов часто бывает много меньше поперечной. [c.518]

Ф. э. в эл.-вакуумных и ионных приборах связаны гл. обр. со случайным характером электронной эмиссии с катода (дробовой шум). Интенсивность дробовых Ф. э. практически постоянна для /<10 Гц. Она зависит от присутствия остаточных ионов и величины пространств, заряда. Дополнит, источники Ф. э. в этих приборах—вторична.ч электронная эмиссия с анода и сеток электронных ламп, динодов фотоэлектронных умножителей и т. п., а также случайное перераспределение тока между электродами. Наблюдаются также медленные Ф. э., связанные с разл. процессами на катоде. В газоразрядных приборах низкого давления Ф, э. возникают из-за теплового движения электронов. [c.328]

Ф-ла (1) неприменима в тех случаях, когда для участвующих в тепловом возбуждении электронов Л (<У) имеет выраженную структуру. Напр., если тепловое движение электрона представляет собой переходы между двумя уровнями, разделёнными энергетич. щелью Д, то Э. т. имеет т. н. аномалию Шотт к и [c.555]

Последнее слагаемое, обусловленное тепловым движением электронов, очевидно, представляет собой малую поправку. [c.125]

В = 1 В/м порядка всего лишь 10" м/с), так что среднее время свободного пробега между двумя соударениями с узлами решетки т определяется как отношение средней длины свободного пробега / к средней скорости теплового движения электронов х = //с , . Полагая, что кинетическая энергия теплового движения электрона ти 12 определяется, как н энергия молекулы идеального газа, выражением 1,5 кТ (где к — постоянная Больцмана, Т — термодинамическая температура) и ис- [c.14]

Особо отметим такой параметр, как уровень собственных (внутренних) шумов. Основными видами шумов для фотоэлектрических преобразователей являются тепловые, вызываемые хаотическим тепловым движением электронов дробовые, определяемые тем, что электрический ток представляет собой поток дискретных частиц, количество которых флуктуирует во времени токовые шумы (1//-шум) и фотонные шумы, зависящие от флуктуаций числа фотонов, падающих на чувствительный слой. Общий уровень шума оценивается дисперсией шума ш, а при определении отношения сигнал/шум гр используется среднеквадратическое значение шума [c.200]

Возбуждение способствует увеличению всех перечисленных слагаемых. Увеличение Ег приводит к повышению средней скорости теплового движения электронов и к увеличению вероятности выхода электронов за пределы металла. [c.46]

От—средний квадрат флуктуационного напряжения, связанного с тепловым движением электронов в проводниках [c.68]

Когда на металл не действует внешнее электрическое поле, то распределение скоростей теплового движения электронов проводимости Vt по различным направлениям равновероятно, поэтому геометрическая сумма этих скоростей для некоторого, достаточно большого объема металла в любой момент времени равна нулю и тока через металл в отсутствии приложенного извне напряжения нет. [c.25]

Весьма важно выяснить теоретический характер зависимости удельного сопротивления металла от температуры. Полагая, что кинетическая энергия теплового движения электронов подчиняется тем же законам, что и тепловая энергия молекул идеального газа, имеем [c.27]

В металлах теплопроводность обеспечивается главным образом за счет теплового движения электронов ( электронного газа ), которые более чем в 3000 раз легче молекул самого легкого газа — водорода. Соответственно v теплопроводность металлов много пыше, чем газов. [c.71]

Здесь КеЕ — энергия Лаи, получаемая электроном от поля на участке пробега ке, а (3/2) kT — энергия w теплового движения электрона. Для термического равновесия необходимо, чтобы Дои/ш и относительная разность температур были значительно меньше единицы. Учитывая, что по формуле (2.11) К = kT/ pQea), получим [c.50]

Другой не менее очевидной причиной флуктуаций измеряемого тока является тепловое движение электронов в проводниках, замыкающих анодную цепь. Средний квадрат этого флуктуа-ционного напряжения <ите .1 > связан с энергией теплового движения kT и определится выражением [c.441]

Можно показать, что эти две причины флуктуаций фототока (дробовой эффект и тепловое движение электронов) являются основными Тогда для отношения среднего квадрата напряжения сигнала <исигн к среднему квадрату напряжения шумов получается простое выражение, определяющее чувствительность измерений [c.441]

Используя формулы (8.54) и (8.55), можно оценить относительное влияние тех или иных параметров измерительной установки на величину полезного сигнала. Так, например, для повьппения чувствительности фотоэлектрических измерений часто используется уменьп1ение Д/ (частотная полоса пропускания), приводящее к уменьшению флуктуаций, возникающих как из-за дробового эффекта, так и теплового движения электронов. В усилителях постоянного тока это достигается увеличением произведения ВС (С — емкость конденсатора) и неизбежно приводит к увеличению времени регистрации (записи) сигнала, что не всегда желательно. [c.441]

В приведенном анализе природы флуктуационных шумов не была отмечена еще одна сторона флуктуаций, связанных с тепловым движением электронов, играющая существенную роль в ограничении чувствительности измерений. Дело в том, что существует не только тепловое движение электронов в проводниках, замыкающих цепь, но и в теле фотокатода. В результате такого движения элежтроны будут спонтанно вырываться из катода, создавая дополнительный шум. Другими словами, кроме фототока в анодной цепи будет циркулировать ток, обусловленный термоэлектронной эмиссией. Этот ток обычно называют [c.441]

Известно, что точность всех электрических измерений ограничивается уровнем флуктуаций тока и напряжения в измерительном устройстве, определяемом как внутренними электрическими шумами самого устройства, так и флуктуациями измеряемой величины. В фотоэлектрических уст1)ойствах электрические шумы также ограничивают их точность и предел чувствительности. Хотя разработаны методы, позволяющие с помощью фотоэлектронных приборов измерять довольно слабые световые потоки (например, одноэлектронный метод), однако не следует думать, что любой сколь угодно малый световой сигнал может быть фотоэлектрически зарегистрирован и измерен. Электрические шумы, природа которых может быть весьма различна, ограничивают возможность измерения сверхслабых световых сигналов. Из всех возможных причин, влияющих на предел чувствительности фотоэлектрических измерений, коротко остановимся на двух, связанных с тепловым движением электронов и конечностью заряда электрона. [c.176]

Кроме шумов, обусловленных тепловым движением электронов в проводниках, существует шум, создаваемый тепловым движением электронов в фотокатоде. При таком движении электроны будут самопроизвольно вырываться из катода, создавая дополнительный фототок, который называют темновым током, т. е. не связанным с освещением фотокатода. Темповой ток можно измерить при отсутствии светового сигнала и скомпенсировать его обычными методами. Но флуктуации темпового тока создают дополнительные шумы и этим тоже ограничивают чувствительность измерений. Это явление носит название дробового эффекта для термоэлектронной эмиссии. Вторая причина дробового эффекта связана с тем, что электрический ток образован перемещением конечных элементарных зарядов. Если сила измеряе.мого фототока /, то число электронов, вылетающих из фотокатода каждую секунду, равно =// . Это число подвержено флуктуациям, так что сила тока лишь в среднем остается постоянной. [c.177]

Проводниковые материалы представляют собой металлы и сплавы. Металлы имеют кристаллическое строение. Однако основное свойство кристаллического тела — анизотропность — не наблюдается у металлов. В период охлаждения металла одновременно зарождается большое количество элементарных кристаллов, образуются кристаллиты (зерна), которые в своем росте вступают в соприкосновение друг с другом и приобретают неправильные очертания. Кристаллиты приближаются по своим свойствам к изотропным телам. Высокая тепло-и электропроводность металлов объясняется большой концентрацией свободных электронов, не принадлежащих отдельным атомам. При отсутствии электрического поля равновероятны все направления теплового движения электронов в металле. Под воздействием электрического поля в движении электронов появляется преимущественное направление. При этом, однако, составляющая скорости электрона вдоль этого направления в среднем невелика, благодаря рассеянию на узлах решетки, Рассеяние электронов возрастает при уведичении степени искажения решетки. Даже незначительное содержание примесей, таких как марганец, кремний, вызывает сильное снижение проводимости меди. Другой причиной снижения проводимости металла или сплава может явиться наклеп— т. е. волочение, штамповка и т. п. Твердотянутая проволока имеет более низкую проводимость, чем мягкая, отожженная. При отжиге происходит рекристаллизация металла, сопровождающаяся повышением проводимости. Ее величина приближается к первоначальной благодаря восстановлению правильной формы кристаллической решетки. Во многих случаях желательно получение проводникового материала с низкой проводимостью такими свойствами обладают сплавы — твердые растворы двух типов. Твердыми растворами замещения называют такие, в которых атомы одного из компонентов сплава замещают в кристаллической решетке второго компонента часть его атомов. В твердых растворах внедрения атомы одного из компонентов сплава размещаются в пространстве между атомами второго, расположенными в узлах кристаллической решетки. Если атомы первого и второго компонентов сплава близки по размерам и строению электронных оболочек [c.272]

Эффекты сильного поля. Пока напряженность электрического поля S мала, так что повышение температуры электронного газа АТ относительно невелико [ATITq) l, где То — начальная температура, среднюю скорость теплового движения электронов <о> можно считать неизменной и не зависящей от Ш. Тогда согласно (7.12) и (7.13) подвижность носителей и электропроводность также не должны зависеть от поля, вследствие чего должен выполняться закон Ома ток в проводнике пропорционален приложенному напряжению. [c.194]

Электронная теплоёмкость—часть полной теплоёмкости твёрдого тела, обусловленная тепловым движением электронов. Э. т. диэлектриков и слаболегированных полупроводников, как правило, пренебрежимо мала. В вырожденных полупроводниках и металлах (в несверхпроводящем состоянии) при достаточно низких темп-рах Э. т. С э вносит заметный вклад в полную теплоёмкость С. Его можно оценить, рассматривая электроны (или дырки) как идеальный фермн-газ квазичастиц, характеризующихся нек-рой плотностью состояний где N )—плот- [c.555]

Рассматривая проблему электрон-электронного взаимодействия, мы будем считать, что в решетке металла существуют даль-нодействующие силы. Тогда нам придется иметь дело со слолшой задачей многих тел, и мы будем вынуждены сделать ряд упрощающих допущений. В своих рассуждениях мы будем следовать Бому [12]. Отвлекаясь пока от теплового движения электронов, рассмотрим электронный газ с плотностью заряда — eN на однородном фоне полон ительного заряда ионов с плотностью - - eN. Выберем некоторую точку О за начало координат (фиг. 8) и сместим электроны в радиальном направлении относительно заряженного фона, так чтобы смещение и (г) было функцией от г. Тогда величина заряда, который удаляется из сферы радиуса г, приблизи- [c.73]

Другая причина флуктуаций выходного напряжения фотоэлемента (см. рис. 9.11) связана с хаотическим тепловым движением электронов в нагрузочном сопротивлении Р. Тепловой шум в проводниках, интенсивность которого (т. е. средний квадрат хаотического напряжения) растет линейно с увеличением температуры Т и сопротивления Р, был обнаружен Джонсоном в 1927 г. Спектральная плотность джонсоновского шума в области частот постоянна, и средний квадрат напряжения тепловых шумов определяется формулой Найквиста [c.462]

Учет теплового движения электронов среды приводит к пространственной дисперсии диэлектрической проницаемости. Этот вопрос с точки зрения образования переходного излучения исследовался в работах Желнова, Яковенко, Аматуни, Сехпосяна и др. [61.6, 61.7, 62.4, 62.5, 64.4, 70.10, 70.11, 74.18]. Было показано, что во многих случаях влияние пространственной дисперсии незначительно, но оно становится заметным, например, для релятивистской плазмы. [c.20]

Особенность металличес-ких решеток. Энергия теплового движения электронов в металле недостаточна для того, чтобы они могли самопроизвольно выйти из металлической решетки. Но при приложении к металлу [c.28]

Скорость теплового движения электронов мало зависит от температуры, так как электронный газ в металлических проводниках находится в состоянии вырождения . Для различных проводников эта Kopo Tb примерно одинакова. Незначительно отличаются также и концентрации свободных электронов л, для различных проводников так, например, для меди и никеля эта разница составляет менее 10 /j. Поэтому величина удельного электросопротивления в основном зависит от средней длины свободного пробега электрона в данном проводнике, которая в свою очередь зависит от строения проводника, его структуры. Все чистые металлы с наиболее правильной кристаллической решеткой характеризуются наименьшими значениями удельного электросопротивления. [c.246]

В газах передача энергии совершается при столкновении молекул, в твердых диэлектриках — при колебаниях соседних молекул, в твердых металлах — благодаря тепловому движению электронов. В пламенном пространстве печи очень большую роль играет турбулентная теплопроводность, которая характеризуется скоростью дрейфа и длиной пробега клочкообразных масс в турбулентном потоке. Удельный поток турбулентного переноса тепла может быть предстаачен уравнением [c.204]

Предположим, что в ограниченной цилиндрической трубкой дуге параметрами, сходными с теми, которые были О писаны в 2-1, давление понизилось в 10 раз, а ток поддерживается при неизменном значении. Средняя длина свободного пробега электрона I увеличится при этом по меньшей мере в 10 разСкорость теплового движения электронов и не может сильно возрасти. Если она увеличится хотя бы в 10 раз, средняя энергия электрона будет уже равняться 76 эв, что соответствует разности потенциалов одного порядка с той, которая приложена ко всей дуге. Таким образом, отношение //ы в выражении (4) для плотности тока / увеличится более чем в 10 раз. Следовательно, для поддержания за- [c.32]

Тепловой шум в металлич. проводниках обусловлен тепловым движением носителей заряда (электропов проводимости), благодаря чему на концах разомкнутого проводника во шикает флуктуирующая разность потенциалов, а в замкнутом проводнике — флуктуирующий макроток. Металлич. проводники характеризуются болыной плотностью электропов проводимости и малой длиной их свободного пробега (см. Металлы), в них происходит частый обмен энергией между частицами. Иоэтому тепловые скорости электронов могут во много раз превосходить направленную скорость дрейфа, обусловленную внешним полем собственное тепловое движение электронов можно считать не завргсящим от приложенного ноля. [c.321]

Шумы Э. л. обусловлены флуктуациями 1. , носящими статистич. характер. Флуктуации обусловлены гл. обр. дробовым эфф>екто.н, а также тепловым движением электронов в области пространств, заряда и появлением положит, ионов остаточных газов. В Э. л. с сетками флуктуации 1 возрастают за счет статистич. отклонений от нормального токорас-пределения между анодом и экранной сеткой, а также за счет флуктуации вторичной эмиссии с электродов, находящихся под положит, потенциалом. [c.487]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...