Теория электропроводности

Очевидно, что для правильного использования термометров сопротивления нет необходимости в детальном понимании процессов электропроводности. Однако исследования, направленные на улучшение воспроизводимости результатов измерений, расширение диапазона применения термометров, едва ли будут эффективными без общего знакомства с теоретическими основами их работы. Прежде чем приступить к описанию характеристик и практического использования основных типов термометров сопротивления, рассмотрим кратко теорию электропроводности чистых металлов, сплавов и полупроводников. [c.186]

Природу термоэлектричества в металле можно качественно понять на основе простой модели свободного электронного газа. Краткое введение в элементарную теорию электропроводности было дано в начале гл. 5. Модель свободного электронного газа не может дать количественных показаний, но позволяет понять механизм явления. Далее можно построить более сложную теорию, включающую зависимость рассеяния электронов решеткой от их энергии, явление увлечения электронов фононами и т. д. Приведенные ниже элементы теории заимствованы из книги Бернара [3], где современные идеи о термоэлектричестве изложены очень ясно (см. также [12]). [c.267]

Электронная электропроводность может наблюдаться в газообразных, жидких и твердых диэлектриках. Она становится преобладающей в сильных электрических полях. Процесс электронной электропроводности кристаллических твердых диэлектриков объясняют на основе представлений зонной теории электропроводности твердых тел. [c.138]

Теория электропроводности полупроводников показывает, что для монокристаллов типа германия и кремния постоянная [c.243]

Рассмотрим теперь один из основных вопросов теории электропроводности твердых тел — зависимость подвижности носителей заряда от температуры. Рассмотрение проведем отдельно для области высоких и низких температур. [c.184]

Здесь Z, — собств. заряд иона 1-е слагаемое в (1) описывает кулоновскую силу 2-е слагаемое возникает вследствие рассеяния носителей заряда на ионе, т. е. представляет собой силу Э. в. В рамках линейной теории электропроводности сила пропорциональна плотности электронного тока, а вместе с ней и напряжённости поля Е. Это позволяет ввести т.н. заряд увлечения и эфф. заряд Zf иона [c.572]

Подобно уравнениям теории электропроводности и теплопроводности, они относятся к эллиптическому типу, вырождаясь в параболическую систему в случаях, когда один характерный линейный размер задачи начинает преобладать над другим, т. е. при наличии некоторого пограничного слоя. Задачи, которые требуется решить, являются краевыми. Они могут быть как линейными, так и нелинейными. Однако высказанные замечания не говорят о том, что конструктору массообменного оборудования обязательно следует знать соответствующие математические методы. В большинстве случаев используются только алгебраические соотношения, полученные из точных решений упомянутых уравнений или из экспериментов. Здесь складывается такое же положение, как и в расчетах электрического тока в цепях с сопротивлениями. [c.28]

Высокая теплопроводность металлов, таких, как медь и серебро, хорошо известна из повседневной жизни и тесно связана с их высокой электропроводностью. В теории электропроводности Друде [64, 65] предполагается, что имеется некоторое среднее расстояние, или средняя длина свободного пробега /, на которой свободные электроны ускоряются электрическим полем, а затем они теряют приобретенную в результате ускорения скорость и остаются в состоянии чисто теплового движения. Ускорение прекращается в результате какого-либо столкновения с атомами. Для электропроводности тогда получаем выражение [c.24]

Это — хорошо известный интеграл столкновений Блоха, на котором построена теория электропроводности и теплопроводности металлов. [c.265]

Прежде чем приступить непосредственно к вычислению проводимости, сделаем одно замечание. Мы отмечали а параграфе 5.1. первого тома (см. также приложение 5Б), что в теории электропроводности могут встретиться два предельных случая. В адиабатическом пределе средний импульс носителей заряда релаксирует значительно быстрее, чем устанавливается равновесное распределение частиц по энергиям или, как говорят, происходит термализация в системе. Такая ситуация возникает, например, в полупроводниках, когда концентрация электронов проводимости и дырок мала, а средний импульс носителей заряда быстро релаксирует из-за их упругого рассеяния на примесных атомах. Как мы видели в приложении 5Б, в адиабатическом пределе необходимо рассматривать процесс релаксации всех моментов одночастичной функции распределения, поскольку упругие процессы рассеяния сами по себе не приводят к установлению равновесного распределения частиц по энергиям. Относительно проще обстоит дело в изотермическом пределе, когда характерное время термализации носителей заряда значительно меньше времени релаксации их полного импульса. В этом пределе достаточно рассматривать лишь процесс релаксации первого момента одночастичной функции распределения, т. е. среднего импульса. В плазме ситуация близка к изотермической, поскольку сильное кулоновское взаимодействие между электронами быстро приводит к термализации электронной подсистемы. Важно подчеркнуть, что само по себе это взаимодействие не меняет полный импульс электронов, который релаксирует только за счет взаимодействия между электронами и ионами. Из-за эффектов экранирования в плазме электрон-ионное взаимодействие является относительно слабым и может быть учтено а рамках теории возмущений. [c.38]

Это уравнение тождественно уравнению Лапласа в теории тяготения. То же уравнение встречается и в теории электропроводности (илп теплопроводности) в металлах. Если, например, через ф обозначить электрический потенциал, а удельное сопротивление среды принять равным единице, то формулы (3) 69 дают компоненты тока. Эта аналогия окажется полезной в дальнейшем. [c.261]

Константы ионизации свыше тысячи веществ определены и сведены в таблицы (см., например, [4]). С помощью этих таблиц, а также табличных значений А,,, , пользуясь формулами (2.23)—(2.28), можно рассчитать электропроводности простейших растворов. Более сложные расчеты могут быть выполнены на базе углубленной теории электропроводности растворов. [c.132]

Металлические проводники являются основным типом проводниковых материалов, применяемых в радиоэлектронике. Общие представления о строении металлических проводников и зонной теории электропроводности твердых тел были даны [c.244]

В точке излома значения постоянных А-1 Ь меняются. Теория электропроводности полупроводников показывает, что для монокристаллов типа германия и кремния постоянная [c.289]

НИН постоянных А я Ь меняются. Теория электропроводности полупроводников показывает, что постоянная [c.307]

Общие представления о строении металлических проводников и зонной теории электропроводности твердых тел были даны в 1. [c.278]

В точке излома значения постоянных Л и 6 меняются. Теория электропроводности полупроводников показывает, что для моно- [c.332]

Способность проводников, полупроводников и диэлектриков в разной степени проводить электрический ток, связана с особенностями их строения. Достаточно наглядное представление о причинах, определяющих разный порядок проводимости в проводниках, полупроводниках и диэлектриках дает так называемая зонная теория электропроводности. В металлах — проводниках с электронной проводимостью — электроны, находящиеся на внешних орбитах атомов, имеют возможность достаточно легко переходить от одного атома к другому, что и соответствует большой электропроводности, т. е. появлению достаточно большого тока при сравнительно невысоком напряжении. Для осуществления такого перемещения внутри тела электроны должны возбуждаться, т. е. приобретать некоторое добавочное количество 12 [c.12]

Согласно зонной теории электропроводности полупроводники отличаются малой шириной запрещенной зоны. В табл. 5-1 показана ширина-запрещенной зоны беспримесных полупроводниковых элементов. [c.270]

Вопрос о характере электропро водности твердых кристаллических тел рассматривается обычно как часть более общей проблемы, связанной с изучением дефектов как металлических, так и неметаллических кристаллов. Под термином дефект подразумевают всякое отклонение от нормального расположения атомов (ионов) в кристалле. Прежде чем перейти к изложению теории электропроводности кристаллических диэлектриков, рассмотрим вкратце вопрос [c.41]

ГЛАВА XV ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ [c.543]

Теория электропроводности окисных полупроводников (тер-. мисторов) недостаточно ясна и здесь не рассматривается. Ос- [c.186]

В 1911, г., проводя эксперименты по исследованию влияния примесей на остаточное соаротивление металлов, голландский физик Г. Камерлинг-Оннес обнаружил новое явление, получившее название сверхпроводимости. Изучая зависимость сопротивления ртути от температуры, он установил, что при очень низких температурах сопротивление образца исчезало, причем самым неожиданным образом. При температуре 4,2 К удельное электрическое сопротивление резко обращалось в нуль (рис. 7.31). Изложенная выше теория электропроводности металлов предсказывает, что в образцах без примесей и дефектов удельное f сопротивление должно стремиться к нулю при [c.262]

Дальнейшее развитие квантовая теория электропроводности и теплопроводности твердых тел получила в работах Блоха, Пайерл-са и др. [c.160]

ЭлектропроЕодность металлов. Общие представления о строении металлических проводников и о зонной теории электропроводности твердых тел были даны в В-1, [c.187]

Функция 7 (1 — р) имеет максимум при р = 1/2, т. е. при равном содержании в сплаве обоих компонентов (штриховая линия на рис. 7.7, г). Если, однако, сплавляемые металлы при определенном, ооогношении компонентов образуют соединение с упорядоченной внутренней структурой, то периодичность решетки восстанавливается (рис. 7.7, в) и сопротивление, обусловленное рассеянием нэ примесях, практически полностью исчезает. Для сплавов меди с золотом это имеет место при соотношениях компонентов, отвечающих стехиометрическим составам Си зАи и uAu (сплошная кривая на рис. 7.7, г). Это является убедительным подтверждением квантовой теории электропроводности, согласно которой причиной электрического сопротивления твердых тел является не столкновение свободных электронов с атомами решетки, а рассеяние их на дефектах решетки, вызываюш,их нарушение периодичности потенциала. Идеально правильная, бездефектная решетка, имеющая строго периодический потенциал, не способна рассеивать свободные носители заряда и поэтому должна обладать нулевым сопротивлением. Укажем, что это не явление сверхпроводимости, о котором будет ндти-речь далее, а естественное поведение всех абсолютно чистых металлов при предельно низких температурах, вытекающее из квантовой природы их электрического сопротивления. [c.189]

На рис. 5.6 даются зависимости парциальных давлений трехатомных газов phjO, РсОг и приведенного коэффициента Холла (подвижности электронов) р/ , необходимых при расчете потерь на излучение и от эффекта Холла соответственно. Парциальные давления приведены для атмосферного давления и Со, = 23,15 вес.%. Значения р/Б даны для Со, = 23,15 вес.%. Характерно, что приведенный коэффициент Холла при низких давлениях имеет экстремальную зависимость от температуры. Величина электропроводности, как известно, существенным образом зависит от давления и концентрации кислорода в окислителе. Для рассматриваемого рабочего тела такие зависимости показаны на рис. 5.7, а (при Со, = 23,15 вес.% и различных р) и на рис. 5.7, б (при р = 1 ата и различных Со,)-Следует отметить, что величина о зависит от р в степени а, где а 1, а не 0,5, как показывает элементарная теория электропроводности. Аналогичный результат получен в [122]. [c.127]

Эти ф-лы можно представить через двухврсменные запаздывающие Грана функции, что используют в теории электропроводности и магн, резонанса. [c.71]

Достаточно наглядное представление о причинах, определяющих различия в электрической проводимости в проводниках, полупроводниках и диэлектриках, дает так называемая зонная теория электропроводности. В металлах — проводниках с электронной электропроводностью — наиболее удаленные от ядра (валентные) электроны имеют возможность достаточно свободно переходить от одного атома к другому, что и соответствует большой электрической проводимости, т. е. появлению болвдого тока при сравнительно мадом напряжении. Для осуществления такого перемещения внутри тела электроны должны возбуждаться, т. е. приобретать некоторую добавочную энергию по сравнению с той, которую они имели в атомах до выхода из них. Согласно современным физическим представлениям увеличение энергии электронов может происходить только определенными порциями — квантами . В нормальном невозбужденном состоянии электроны в совокупности атомов, образующих данное тело, могут иметь только определенные значения энергии (занимать определенные энергетические уровни). Эти уровни образуют полосу — зону, которая при температуре абсолютного нуля (О К) заполнена электронами. Если для данного тела не существовало бы других дозволенных уровней энергии, то электроны не могли бы перемещаться от одного атома к другому, так как они не могли бы менять своего энергетического состояния и вынуждены были бы оставаться в заполненной зоне. Из-за возможных, но не занятых при низких температурах более высоких энергетических уровней электроны могут, возбуждаясь, например, при повышении температуры, перемещаться от одних атомов к другим. [c.7]

Резко нелинейные температурные зависимости сопротивления щелочных металлов описываются полиномами по стене1ги температуры вплоть до восьмой-девятой и из-за громоздкости выражений здесь не приводятся. Зависимости не могут быть количественно объяснены в рамках строгих теорий электропроводности, однако с помощью полуэмпирических и эмпирических зависимостей это удается сделать, если исходить из концепции свободного объема (близкого к удельному объему металлов вблизи абсолютного нуля), который не участвует в рассеянии электронов [26]. [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...