Электростатика
Металдардың өткізгіштігінің классикалық теориясы. Классикалық теорияның қайшылықтары
жүктеу/скачать 9,11 Mb.
|
Электр и магнетизм Лекция (2)
- Бұл бет үшін навигация:
- 2. Джоуль - Ленц заңы.
| Металдардың өткізгіштігінің классикалық теориясы. Классикалық теорияның қайшылықтары.
1. Ом заңы. Электрондардың кристалл торындағы иондармен әсерлесуi өткiзгiштерде электр кедергiсiн тудырады, өзара әсерлесудiң нәтижесiнде электрон ешқандай соқтығыспай электр өрiсiнде epкін жүрген кезде алған кинетикалық энергия қoрының бiраз бөлiгiн торға бередi. Осының салдарынан ондағы иондардың тербелiс амплитудасы артып, металдың температурасы өседi. Осы кездегi жылу, өткiзгiштен ток өткен кездегi бiз айтқан Джоуль - Ленц заңындағы жылу мөлшерi болып табылады. Олай болса, электрлiк кедергiнi кейбiр сұйықтар мен газдардағы iшкi кедергi деп түсіну керек. Осы пiкiрге байланысты Ом заңын теориялық жолмен қарастыруға тура келедi. Друде - Лоренцтiң (1900) классикалық теориясы бойынша бiр атомды газ молекуласы сияқты электронның да жылулық қозғалыс энергиясы болады: Электрондардың жылулық қозғалысының орташа жылдамдығы: (1) Ендi электронның, тордың екі ионымен соқтығысуы кезiндегi жылдамдығының өзгерiciн Ныотонның екiншi заңы бойынша табуға болады: , мұндағы F - электр күшi, ол , - электронның орташа epкін жүру жолына кеткен уақыты; ендеше жылдамдық өзгерiсi , ал орташа жыдамдық . Ток тығыздығы , бұдан (2) Бiрақ мұндағы белгiсiз, ол электронның орташа еркін жүру жолымен анықталады , осыларды ескеріп өткiзгiштiктi анықтаймыз: . (3) Сөйтiп, пропорционалдық коэффициент өткiзгiштiк болады. Олай болса, (2) өрнек классикалық электрондық теория арқылы табылған Ом занының дифференциалдық түpi деуге болады. 2. Джоуль - Ленц заңы. Электрондық теория бойынша Джоуль - Ленц заңын да түсiндiруге болады. Электронның epкін жүру жолының ақырғы моменттерiндегi кинетикалық энергиясы: . (4) Иондармен соқтығысқан электрон, epкін жол уақыты iшiндегi жылдамдығын жоғалтады, яғни (4)-де өрнектелген энергиясын кристалл торына бередi. Сөйтiп бұл энергия металдың iшкi энергиясын арттыруға жұмсалады да, металды қыздырады. Әрбiр электрон торға соқтығысқанда энергиясын бередi, бiрлiк көлемдегi электрон бiр секунд iшiнде соқтығысады. Сонда электронның барлық энергиясы соқтығысу кезiнде жылуға айналады: , (5) (5) теңдеу Джоуль - Ленц заңының классикалық электрондық теория бойынша табылған дифференциалдық түpi. жүктеу/скачать 9,11 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|