Явления переноса в электронном газе

Возникновение Ф. приводит к изменению электронных свойств кристалла в области фазового перехода. В окрестности точки фазового перехода в кристалле возникают новые локализованные электронные состояния — энерге-тич. уровни Ф. в запрещённой зоне фазы а. Эти уровни могут приводить к аномалиям в электропроводности и фотопроводимости. Они существенно влияют на кинетику процессов рекомбинации и захвата неравновесных электронов в области фазового перехода. В др. случаях Ф, можно рассматривать как невырожденный газ подвижных квазичастиц, дающий вклад в явления переноса. [c.274]

Свойства электронов, ионов, атомов и других частиц характеризуются различными величинами, присущими данным частицам и описывающими отдельные акты взаимодействия этих частиц друг с другом, с квантами излучения И Т. д. К числу таких величин относятся, в частности, рассмотренные выше эффективные поперечные сечения. Однако в ряде случаев для описания явлений, в которых участвует большое число частиц, удобно пользоваться средними макроскопическими величинами. С подобным положением, например, приходится встречаться в кинетической теории газов при описании явлений переноса (диффузия, вязкость, теплопроводность)— явлений, характеризуемых макроскопическими коэффициентами, значения которых могут быть рассчитаны с помощью молекулярной теории. В настоящем параграфе мы приведем несколько подобных величин и их единиц применительно к движению заряженных частиц в газе. [c.268]

В узлах кристаллической решетки металлов, в отличие от неметаллов, находятся атомы, потерявшие один или несколько валентных электронов, так называемые ион-атомы. Пространство между узлами решетки заполнено движущимися электронами, которые, по аналогии с газом, можно назвать электронным газом (передвижение этих электронов под влиянием извне приложенного электрического напряжения и есть перенос электричества по проводнику, т. е. явление электрического тока). [c.34]

Рассмотрим теперь слабо ионизованный газ. Под слабой ионизацией здесь подразумевается состояние, в котором плотность электронов и ионов в газе достаточно мала, чтобы преобладающим механизмом столкновений являлся механизм рассеяния электронов на нейтральных атомах, а не рассеяние электронов ионами. Мы будем рассматривать только явление переноса электронов ввиду их большой подвижности. [c.328]

Выражения для а выводятся в теории явлений переноса. Наиболее общее выражение для термоэдс металлов (т. е. сильно вырожденного электронного газа) [c.172]

Метод Больцмана—Фукса, пригодный для рассмотрения двумерного электронного газа, по идее совершенно отличен от теории, используемой для обычных явлений переноса на поверхности. Нельзя больше производить разделение на уравнение Больцмана в пространстве г, рх, ру, рг) и граничное условие Фукса для 2 = 0. В квантовом пределе (или даже в случае, когда только немногие канальные уровни заполнены) надо исходить из квантовых состояний, которые имеют нулевую компоненту скорости Ух, перпендикулярную поверхности. Любое уравнение Больцмана для квантового предела должно быть тогда записано только в пространстве рх, ру). Механизмы поверхностного и объемного рассеяний тогда дают вклады одного порядка в величину времени релаксации. Этот формализм в теории явлений переноса вблизи квантового предела был исследован Дьюком [102]. [c.141]

Если в твердом теле, неподвижной жидкости или газе температура в различных точках неодинакова, то, как показывает опыт, тепло самопроизвольно переносится от участков тела с более высокой температурой к участкам с более низкой температурой. Такой процесс называется теплопроводностью. Внутренний механизм явления теплопроводности объясняется на основе молекулярно-кинетических представлений перенос энергии при этом осуществляется вследствие теплового движения и энергетического взаимодействия между микрочастицами (молекулами, атомами, электронами), из которых состоит данное тело. [c.8]

ПЕРЕНОСА ЯВЛЕНИЯ — неравновесные процессы, в результате к-рых в физ. системе происходит пространственный перенос электрич. заряда, вещества, импульса, энергии, энтропии или к.-л. др. физ. величины. Общую феноменологич, теорию П. я., применимую к любой системе (газообразной, жидкой или твёрдой), даёт термодинамика неравновесных процессов. Более детально П. я. изучает кинетика физическая. П. я. в газах рассматриваются на основе кинетической теории газов с помощью кинетического уравнения Больцмана для ф-ции распределения молекул П. я. в мета.т-лах — на основе кинетич. ур-ния для электронов в металле перенос энергии в непроводящих кристаллах — с помощью кинетич. ур-ния для фононов кристаллич. решётки. Общая теория П. я. развивается в неравновесной статистич. механике на основе Лиувилля уравнения для ф-ции распределения всех частиц, из к-рых состоит система (см. Грина — Кубо формулы). [c.572]

Явление теплопроводности состоит в переносе теплоты структурными частицами вещества (молекулами, атомами, электронами) в процессе их теплового движения. Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температуры, но механизм переноса теплоты зависит от агрегатного состояния тела. В жидкостях и твердых диэлектриках перенос теплоты осуществляется путем непосредственной передачи теплового движения молекул и атомов соседним частицам вещества. В газах распространение теплоты теплопроводностью происходит при соударении молекул, имеющих различную скорость теплового движения. В металлах это обеспечивается главным образом за счет движения свободных электронов. [c.123]

Уравнение Больцмана лежит в основе кинетической теории газов и находит широкое применение при изучении таких математически родственных явлений, как перенос электронов в твердых телах и плазме, перенос нейтронов в ядерных реакторах, перенос фононов в сверхтекучих жидкостях, перенос излучения. [c.4]

Процесс теплообмена между телами путем теплопроводности происходит при условии, если тела соприкасаются друг с другом. Передача тепловой энергии в результате теплопроводности осуществляется в газах, жидкостях и твердых телах. В газах и жидкостях энергия передается при столкновении молекул с различной кинетической энергией. В газах и жидкостях в чистом виде такого явления не наблюдается передача обычно сопровождается конвекцией. В твердых телах тепло переносится главным образом электронами и решет- кой. [c.15]

Явления переноса в электронном газе теперь рассчитываются автоматически (как в задаче 19). Учитывая, что со = vг/v, что при интегрировании по У под знаком интеграла можно заменить на v /3, переходя от переменной г к е = mvV2, получим [c.339]

Понятие Д. с. п. удобно для качеств, рассмотрения явлений переноса в газах, оно обобщено на случай систем слабовааимодействующих частиц электронный газ в металлах и полупроводниках, нейтроны в слабо-поглощающих средах и т. и. [c.704]

Явления, характеризующиеся общностью закономерностей протекающих процессов по переносу массы, количества движения и энергии, получили название явлений переноса. Явления переноса в газах изучаются с помощью кинетической теории газов, кинематического уравнения Больцмана, в металлах - с помощью кинетической энергии электронов в металле, а переноса энергии в непроводящих кристаллах - с помощью кинетического уравнения для фононов решетки. Общую фемено-логическую теорию явлений переноса, применимую к произвольной системе (газообразной, жидкой или твердой), дает термодинамика необратимых процессов. Из нее следует, что наиболее быстро при сравнимых условиях явления переноса протекают в газах, медленнее -в жидкостях и еще медленнее - в твердых телах. [c.82]

Газ мы по-прежнему будем считать разреженным (идеальным), так что выполняется условие где N — концентрация молекул газа, а — сечение рассеяния частиц (см. начало гл. 1). В слабоионизованном газе представляют интерес явления переноса заряженных частиц, в частности под действием внешнего электрического поля, а также процессы образования и разрушения заряженных частиц в результате соударений электронов с молекулами. [c.31]

При этом в некоторых местах окажется возможным сравнение с экспериментом (теплоемкость электронного газа, эффект де Гааза —ван Альфена). В следующих главах мы также возвратимся к этой модели, так, в гл. УП1 при рассмотрении явлений переноса (теория электропроводности Друде, Лорентца, Зоммер-фельда, соотношение Видемана — Франца и др.), в гл. IX при рассмотрении оптических явлений (поглощение свободными носителями, циклотронный резонанс). [c.29]

Офаничимся сразу рассмотрением вырожденного случая, предоставляя читателям самостоятельно проделать аналогичные выкладки для классического электронного газа. Выражения для потоков jn (I = -б] ) и в предьщущей задаче были уже написаны. Остается только сопоставить их с 4юрмулами полуфеноменологической теории явлений переноса (см. 2 в гл. 4). При этом оказывается, что достаточно рассчитать только один из этих коэффициентов, например 2, определяющий термоЭДС в случае / = 0. Условие / = О дает для напряженности поля Е внутри проводника [c.384]

Термодинамика необратимых процессов интенсивно развивалась последние двадцать лет главным образом в связи с известными работами Онсагера, выполненными еще в 30-х годах (см. по этому вопросу лекции де Гроота. Фиши и Клейна), и к настоящему времени ее уже можно с известным правом рассматривать как законченную физическую теорию, имеющую свой метод и многочисленные приложения к разнообразным физическим явлениям,. например к явлениям переноса, химической кинетике, различным физико-химическим процессам. Но следует все же отметить, что термодинамика необратимых процессов еще не обладает той степенью теоретической завершенности, как термодинамика равновесных процессов, все соотношения которой могут быть обоснованы с помощью статистической механики, т. е. метода Гиббса. Соотношения термодинамики необратимых процессов содержат феноменологические постоянные — кинетические коэффициенты, определяемые экспериментально. Для теоретического их вычисления используется обычно кинетическое уравнение, которое можно, однако, строго сформулировать лишь для простых систем, например газа малой плотности, электронов в металле, кристаллической решетки со слабой ангармоничностью. В связи с этим [c.5]

Наличие в ионизованном газе свободных электро Юв оказывает значительное влияние на коэффициенты переноса (диффузии, теплопроводности, электропроводности), которыми определяется аэродинамический нагрев поверхности летательного аппарата. Большая подвижность электронов существенно влияет на интенсификацию диффузионных потоков ионно-электронных пар по направлению к поверхности те.ла. Попадая в холодный пристеночный слой, эти частицы рекомбинируют с выделением очень большой энергии ионизаци . Эти два явления значительно увеличивают плотность теплового потока от ионизованного газа к поверхности тела. [c.397]

Существует ряд явлений, родственных Э., в к-рых перенос носителей заряда осуществляется не электрич. полем, а градиентом темп-ры (см. Термоэлектрические явления), звуковыми волнами (см, Акустоэлектрический эффект), световым излучением (см. Увлечение электронов фотонами) и т. п. Э. жидкостей, газов и плазмы обладает рядом особенностей, отличающих её от Э. твёрдых тел (см. Электрические разряды в газах, Электрический пробой. Электролиз). Э. М. Эпштейн. ЭЛЕКТРОРАКЁТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ (электрореактивные двигатели, ЭРД)—космич. реактивные двигатели, в к-рых направленное движение реактивной струи создаётся за счёт электрич, энергии, Электроракетная двигательная установка (ЭРДУ) включает собственно ЭРД, систему подачи и хранения рабочего вещества и систему, преобразующую электрич. параметры источника электроэнергии к номинальным для ЭРД значениям я управляющую функционированием ЭРД, ЭРД—двигатели малой тяги, действующие в течение длит, времени (годы) на борту космич. летательного аппарата (КЛА) в условиях невесомости либо очень малых гравитац. полей. С помощью ЭРД параметры траектории полёта КЛА и его ориентация в пространстве могут поддерживаться с высокой степенью точности либо изменяться в заданном диапазоне. При эл.-магн. либо эл.-статич. ускорении скорость истечения реактивной струи в ЭРД значительно выше, чем в жидкостных или твердотопливных ракетных двигателях это даёт выигрыш в полезной нагрузке КЛА. Однако ЭРД требуют наличия источника электроэнергии, в то время как в обычных ракетных двигателях носителем энергии являются компоненты топлива (горючее и окислитель). В семейство ЭРД входят плазменные двигатели (ПД), эл.-хим. двигатели (ЭХД) и ионные двигатели (ИД). [c.590]

Основным разделом технической теплофизики является теплопроводность - процесс переноса теплоты, когда тело не перемещается в пространстве или путем соприкосновения тел (или их частей), имеющих различную температуру. Механизм передачи теплоты в этом случае посит молекулярный или электронный характер. Теплофизика считает любое тело состоящим из мельчайших частиц. В элементах тела, которые подвержены нагреванию, молекулы начинают двигаться, в результате чего возникают упругие волны, которые передаются от большей температуры к меньшей. Такой молекулярный перенос теплоты наблюдается в твердых телах, диэлектриках, жидкостях и газах. В металлах к этому явлению добавляется движение свободных электронов, поэтому теплопроводность металлов выше, чем в диэлектриках, жидкостях и газах. Теплопроводность жидкостей и газов может рассматриваться только в тех случаях, когда они находятся в неподвижном состоянии. В реальных условиях в жидкостях и газах происходит непрерывное движение частиц, поэтому теплопроводность жидкостей и газов встречается редко. [c.6]

Упругие С. а. определяют переноса явления в газах или слабоионизов. плазме. Испытываемые ч-цами С. а.— акты рассеяния на др. ч-цах — препятствуют их свободному движению. Наиболее существенно на перемещение ч-цы влияют те акты рассеяния, в к-рых направление её движения заметно меняется. Поэтому коэффициенты диффузии (перенос ч-ц), вязкости (перенос импульса), теплопроводности (перенос энергии) и др. коэфф. переноса газа выражаются через эфф. сечение рассеяния атомов или молекул этого газа на большие углы. Аналогично подвижность ионов (см. Подвижность ионов и электронов) связана с сечением рассеяния иона на атоме или молекуле газа на большие углы, а подвижность эл-нов в газе или электропроводность слабоиони-зованной плазмы — через сечение рас- [c.725]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...