Г г ъ 7 ъ Қазақстан республикасы бшім және ғылым министрлігі павлодар мемлекеттпс педагогичкалық институты қ.Қ. Қайырбаев жалпы физика курсы оқулық

2) 
Соктығысулар  арасындағы  аралыкта  молекулалар  орташа 
есеппен  Я  жол жүріп,  мүлде еркін козғалады деген.
3) 
Э лектр о н  
г а з ы н а  
газдын 
кинетикалык  теориясының 
нәтижелері  тарала  алады  деп  ұйғарып,  электрондардын  жылулык 
қозғалысының орташа жылдамдығын былай анықтауға болады
и - Ж .
 
(128)
V лт
Бөлме температурасы үшін (Т=300 К)
8
 • 1,38  10-23-300 
, . 5
  , 
, . , 0.
— :
«10
5
м/с. 
(129)
3,14-9,1  10*3'
Электрондардың  осы  тэртіпсіз  жылулық  қозғалысы  и ,   электр 
зарядтарын  белгілі  бір  бағытта,  реттелген  қозғалыста  таси  алмайды, 
сондықтан электр тогын туғы за алмайды.
4) 
Электр  тогын  туғызу  үшін  металл  ішінде  белгілі  бір  сыртқы 
көздің  көмегімен  электр  өрісін  туғызу  керек,  сонда  осы  өрістің 
эсерімен  электрондар  бір  беткей  қозғалыс  п ,  қосымша  и  жылдамдық 
алады.  Электрондардың  осы  бір  беткей  қозғалысынан  заряд  тасылып, 
эл е к т р  
т о г ы  
пайда  болады.  Осы  тасымал  қозғалыстың  жылдамдығы 
и  өте  аз  болғанмен  де  тығыздыгы  у  өте  үлкен  токты  туғызады.  Оны 
былай түсіндіруге болады:
Ж ылдамдық 
бағытына  перпендикуляр қойылған  бірлік 
бет
аркылы,  уақыт бірлігі  ішінде 
өтетін  электрон саны  пи-ге  тең.  Әрбір
электрон  е  заряд  таситын  болғандықтан,  ток  тығыздығы  _/  уақыт 
бірлігінде бірлік бет арқылы тасылған зарядқа тең,
/  = пие. 
(130)
Техникалық  норма  бойынша  мыс  сым  үшін  ток  тығыздығы
шамамен 
алғанда 
1 0
—^-г- = 
107
болады. 
Сонда 
п 
үшін
мм 
м
1 0
и см
' 3
 = 
1 0 29
л
«'3
  м әніналы п  и  табуға болады,
“  = — я
----- 2 9 * 10' 3 - -  
( 131)
пе 
1
,
6 - 1 0
 
- 1 0
 
с
Сөйтіп,  токтың  өте  үлкен  тығыздығы  болғанның  өзінде  де 
зарядтардың  реттелген  қозғалысының  орташ а  жылдамғы  и  (131) 
өрнекке  сэйкес  электронның  жылулық  қозғалысының  орташа  и 
жылдамдығынан, (129)  өрнекке сэйкес  10
8
 дәрежесіндей аз  болады.
Н « Н '
Сондықтан,  кейінгі  есептеулердің  кезінде  қорытқы  қозғалыстың 
жылдамдығын мынаған тең деп апамыз.
268

| о   +   й | и | б | .  
( * )
5) 
Енді  электрондардың тасымал козғалысын  туғызатын  электр 
врісінің  кернеулігі  Е  және  ток  тығыздығы  у-ды н  арасындағы 
байланысты  карастырамыз,  басқаша  айтқанда  Ом  заңын  кортып 
шығарамыз.  Ол  үшін  кернеулігі  Е  электр  өрісі  бар  болганда  эр 
электронға
/  = еЕ
күші 
эсер 
етететіндігін 
ескере 
отырып, 
бұл 
күш 
өріс 
кернеулігіне  қарама-карсы  багытталган,  өйткені  электрон  заряды  теріс 
таңбапы.  Осы  күштің әсерінен  эрбір  электрон мынандай үдеу алады.
(132)
т 
т
„  
.  . 
еЕ
Сонда өрістің әсерінен электрон  —   шамасына тең түрақты үдеу
т
алады  да,  жол  соңында  реттелген  қозгалысы  өзінің  орташа  мэніне 
жетеді,
и тах= —  -т , 
(133)
т
мүндағы  т  электронның  металдағы тор  иондарымен  бірінен  соң 
бірі болатын екі  рет соқгығысуының арасындагы орташ а уақыт,  яғни
г -Л  
(,34)
мүндағы 
Х-еркін 
жол 
үзындығының 
орташа 
мэні, 
и 
электрондардың  жылулык  козғалыстарының  жылдамдығы  [біз  мүнда 
(*)  өрнекті  пайдаландық].  (134)  өрнекті  (133)  өрнекке  қойып,  мынаны 
аламыз:
(135)
ти
1~
2
еЕЛ 
2 ти
осы өрнекті  (130) формулага қойып мынаны  шыгарамыз
пе2А
Электронның жылдамдығы  |й| = іи т .,  болғандықтан
(136)
^ = 2лш  Е 
(Ш )
Берілген 
өткізгіш 
үшін, 
берілген 
температурада 
мына
көбейткіш,  яғни 
түракты  шама,  оны  <т  деп белгілесек
2 
ти
( 138)
2 ти
269

сонда (137) өрнекті былай  жазамыз:
у' = а - Е . 
(114)
Бұл  ток  тығыздығы  үшін  алған  Ом  заны.  Сонымен,  Ом  заңы 
жоғарыда  қарастырылған 
металдар 
еткізгіштігінін  электрондык 
теориясынан тікелей  кортылып  шығарылды.
6
) 
Енді  Д ж оуль-Л ен ц   за ң ы н   м ета л д а р д ы ң   эл ек тр о н д ы қ   тео- 
р и я с ы   тү р ғы с ы н а н   қ о р ты п   ш ы ғ а р а й ы қ .  Электрондар  сыртқы  эле- 
ктр  өрісінің  әсерінен  еркін  жолының  бойымен  и тах  жылдамдыкпен 
қозғалғанда мынадай  кинетикалық энергия алады,
д
£ 4 = ^ = 1
 = (135 ) = 
і
И ^ . Е \  
(138’)
2
 
2
 ти
Соқтыққанда  осы  энергияны  металл  решеткасының  қаңкасына 
береді.  Сондықтан  металл қызады да жылу бөліп  шығарады.  Сонымен 
өткізгіштің  көлем  бірлігінде  уақыт  бірлігі  ішінде  қанша  жылу  бөлініп 
шыгатынын  есептейік.  Әрбір  электрон  эрдайым  (138’)  өрнекке  сэйкес 
энергияны жүмсай отырып  Ісекунд ішінде орташ а есеппен:
І  = £  
г 
Я
рет  соқгыгысады.  Сондықтан,  бірлік  көлемде,  бірлік  уақыт
ішінде  мынандай жылу бөлініп  шығуы тиіс
І  л7г 
V  
е гЯ2 
г2
м = п —Ь Е .= п ---------- т-  Ь 
.
х 
* 
Л  2ти
/1 
• 
•
(138)  орнекке  сэйкес  а  = ------   көбейткіш  метаддың  меншікті
2ти
өткізғіштігі,  осыны ескеріп мынаны табамыз:
у/ = аЕг,
ал бүл (124) өрнекке сэйкес Джоуль-Ленц заңы болып саналады.
§3.  М еталд ар  кедергісінін т е м п е р ат у р аға тәуелділігі. 
К л а с с н к а л ы қ  т е о р и я н ы н  қ и ы н д ы ғы .
Заттың ток өткізгіштік қабілеті  оның меншікті  кедергісі  р  немесе
меншікті  электрлік  өткізгіштігі  а  = —  мен  сипатталады.  Олардың  ша-
Р
масы  заттың  химиялык  табигатымен  жэне  белгілі  бір  жағдайлармен, 
атап  айтқанда,  өзі  түрған  температурасымен  сипатталады.  Шынды- 
ғында  да  көпшілік  металдар  үшін  р  температурамен  сызықтық  заң 
бойынш а өседі,
р  = р0(1 + са),  а  = ~ ^ -  
А бсолют температураға көше  отырып
270

Р = 
Рва Т
, 
(139)
1
 
1
 
1
яғни 
а  = — =-------  немесе  а — .
р  
р„аТ 
Т
М еталлдардын  ішіндегі  еркін  электрондар  жайындағы  ұгым 
электр  өткізгіштік  кұбылыстын  жэне  онымен  байланысты  бір  катар 
кұбылыстарды  жалпы  түрде  түсіндіре  алды,  сонымен  катар  клас- 
сикалык  теория  Ом  мен  Джоуль-Ленц  зандарын  түсіндіре  алды  деп 
айтсакта,  көп  жағдайда  теория  мен  тәжрибе  арасында  айтарлыктай 
алшактыкка  соғады.  Бұл  теория  көпшілік  киыншылыктарга  кездесті. 
О лардың ішіндегі  негізгілері - е к е у .
1)  Электр өткізгіштік  коэфициенті  (138)  өрнек  бойынша  мынаған
тең
а  = ^
,  
(138)
2пи
1
а  = —.
Р
М ұнда екі тұракты  шама бар:
1
)  п  -   металлдардың  бірлік  көлеміндегі  еркін  электрондардың 
саны.
2
)  Л  - электрондардың еркін жүру жолының ұзындығы.
Бұл  екі  шаманы  тәжірибе  жүзінде  тікелей  өлшеуғе  болмайды 
жэне  оларды  температурага  байланысты  өзгереді  деуге  де  болмайды. 
Сонымен  (138)  өрнекте  температураға  байланысты  тэуелділігі  ешбір 
күмәнсіз  жалгыз  ғана  мүше  бар,  ол  электрондардың  жылулык 
қозғалысының  жылдамдығы  и.  Ал  бұл  жылдамдык  (128)  өрнекпен 
көрсетілген  кинетикалык  теория  бойынш а  абсолют  температуранын 
квадрат түбіріне пропорционал, сондыктан
(+)
Бірак  тэжірибенің  көрсетуіне  қарағанда  р  меншікті  кедергі 
температураға  тура  пропорционал  [(139)  өрнекке  сэйкес].  Ендеше
<т~ — ■  Осыны  тэжірибемен  сэйкестендіру  үшін  (138)  өрнектегі 
пЯ ~ —=   кері  пропорционал  болып  өзгереді  деп  жорыуымыз  керек.
Олай деп жорауға ешкандай дэлел жоқ.
2) 
Теориялық  ұгымдар  мен  тэжірибелік  деректердің  арасындағы 
екінші  бір  қайшылык  одан  да  басым.  Өткізгіштің  ішінде  қозғалып 
жүрген  еркін  электрондар  көп  жэне  оларда  энергия  бар  деп  жору 
өткізгіштің жылу  сыйымдылығы электр  өткізбейтін  қатты денелердің, 
яғни,  диэлектриктің  жылу  сыйымдылығынан  анағұрлым  артық  болу
271

керек 
деген 
корытындыға 
келтіреді. 
Бірак, 
тэжірибелердің 
көрсетуінше 
өткізгіштер 
мен 
диэлектриктердің 
жылу 
сыйымдылықтары  шамалас  екені  байқапады.  Сонымен  электр  өткізу 
мен  жылу  өткізу  процестеріне  катысатын  электрондар  бір  себептің 
ы қ п а л ы н а н   өткізгіштің  жылу  сыйымдылығына  әсер  ете  алмайды. 
Осы  жағдайлар  классикалык  теория  тұрғысынан  түсініксіз,  ал  мүны 
тек қана кванттык механика көмегімен түсіндіруге болады.
272

X X II. 
ТА РА У .  Т Е Р М О Э Л Е К Т Р О Н Д Ы Қ   Э М И С С И Я   Ж Ә Н Е  
Ж А Р Т Ы Л А Й  
Ө Т К ІЗ Г ІШ Т Е Р  
М ЕН  
М Е Т А Л Д А РД А Ғ Ы  
К О Н Т А К Т ІЛ ІК   Қ Ұ Б Ы Л Ы С Т А Р
§1.  Э л е к тр о н д ар д ы ң  м етал д ан   ш ы гу ж ұм ы сы .
М еталдар  өзінен-өзі  оң  зарядка  ие  бола  алмайды.  Өйткені, 
металдардағы  өткізгіштік  электрондар  өздігінен  металды  тастап  кете 
алмайды.  М ұн ы   эл ек тр о н д ар   үш ін,  м еталдарда  п о те н ц и я л д ы к  
ш ү н к ы р   б о л а ты н д ы гы м ен   түсіндіруге  болады .  Сонымен,  металл 
бетгерінде  болатын,  потенциялдык  тосқауылды  жеңіп  шыгатын 
энергиясы  бар  электрондар  ғана  металдарды  тастап  кете  алады.  Осы 
тоскауылды  қамтамасыз  ететін  күштердің  тегі  кандай  болатынын 
қарастырайық.
Метапл  решеткасының,  яғни  тордың,  оң  иондарының  сырткы 
қабатынан  бір  электрон  босап  шығатын  болса,  онда  электрон  тастап 
кеткен  жерде,  артық  оң  заряд  пайда  болады  да,  Кулон  заңына  сәйкес 
жылдамдығы  онш а  үлкен  емес  электрондарды  кері  қайыруға  мэжбүр 
етеді.  Сөйтіп,  жеке  электрондар  үнемі  металл  бетінен  шығып-келіп 
отырады  да,  одан  бірнеше  атомаралық  кашықгыққа  үзап  кетіп,  кері 
оралады.  Осының  нәтижесінде  металл  электрондардың  жүқа  бүлты- 
мен  қоршалған  болып  шығады.  Осы  бүлт  иондардың  жеке  қабатымен 
біріге  келе,  э л е к т р л ік   кос  к а б а т   түзеді.  Осындай  қабатта  электрон- 
дарға  эсер  ететін  күш  металдардың  ішіне  қарай  бағытталады. 
Сондықтан,  электрондарды  сы ртқа  қарай  көшіру  үшін,  осы  күштерге 
қарсы жүмыс істеу  керек.
Сонымен,  электрондарды  қатгы  немесе сүйық денеден  вакуумға 
айдап  шығару  үшін,  осы  электронға  беруге  қажетті  ең  аз  энергия 
ш ы гу  ж ү м ы сы  деп  аталады.
Ш ығу жүмысын  е<р  арқылы анықтаймыз.
Мүндағы,  <р -өлшемділігі  потенциал  өлшемі  болатын,  ш ы гу  
п о те н ц и ал ы   деп  атапатын  шама.  Электрондардың  потенциалдық 
энергиясы  болады.  Оны  \ ^ р  деп  белгілейді.  Ол  электрон  түрган 
нүктенің потенциялы  <р-мен  мынандай  қатыста болады:
Цг„=е<р. 
{* * )
Электрон  заряды  теріс  болғандықтан,  нүктенің  потенциалы  мен 
электронның  потенциалдык  энергияларының  таңбалары  эр  түрлі 
болады.
Металлдардағы  электронның  толық  энергиясы  п о те н ц и ал д ы к  
жэне к и н е т и к а л ы к  энергиялардан түрады.
273

№..
1
:ш
Ш
М
№..
Металлдардың 
кванттык 
теориясына 
сэйкес, 
өткізгіштік 
электрондардың  кинетикалык  энергиясының  мэні  абсолют  ноль 
кезінде (Т=0),  нольден  бастап, Ферми денгейімен 
тең болатын 
і¥ітп 
максимум  деңгейіне  дэл  келгенге  дейінгі  арапыкта  болады.  М ына  37- 
суретте  вткізгіштік  зонасының 
энергетикалык 
деңгейлері,
потенциалдык  шұнкырга  іштей 
сызылган 
және 
мұнда 
0°К 
кезіндегі 
бос 
деңгейлер 
пунктирмен кескінделген.
Метапдардын  шегінен  жұ- 
лып  шыгару  үшін,  эр  түрлі  эле- 
ктрондарга 
бір-бірінен 
өзгеше 
3 7
-сур
*1
энергия  беру  керек.  М эселен,  өткізгіштік  зонасының  ең  төменгі 
деңгейіндегі  электронга  №г 
энергиясын  беру  керек.  Ал,  Ферми 
деңгейінде болатын электронга:
энергия  жеткілікті.  Сондықтан,  жогарыда  айтылганга  сэйкес, 
электрондардың шыгу жұмысы  мына өрнекпен аныкталады:
А = е<р = КГ'- К г . 
(140)
Осы айтылгандардан мынадай қорытынды шыгады:
1.  Ферми  деңгейінің  XVг  температурага  байланысты  өзгеруіне 
сэйкес  электрондардын  метапдан  шыгу  жұмысы  да  температурага 
тэуелді болады.
2.  Ш ыгу  жұмысының  шамасы  металл  бетінің  күйіне,  атап 
айтканда, оның тазалығына да байланысты болады.
3.  М еталдардан  шыгу  жұмысы  осы  метапл  материялына  да 
байланысты болады.
§2.  Т ер м о эл ек тр о н д ы қ   эм иссия.  Э л е к тр о н д ы к   л а м п а л а р  
(диод тар, тр и о т та р ), о л а р д ы ң   к о л д ан ы л у ы
Т е р м о эл ек тр о н д ы к   эм иссия  деп  қызган  қатты  дененің  немесе 
сұйықтардың  электрондарды  шыгаруын  айтады.  Термоэлектрондык 
эмиссия  былай  түсіндіріледі:  электрондардың  энергия  бойынша 
таралу  салдарынан 
метапдардың  шекарасында  болатын 
потен- 
циялдык тосқауылды  жеңуге  жетерліктей  бір  ш ама электрон  мөлшері 
болады.  Температураны  арттырган  кезде  осындай  электрондардын 
мөлшері  кенеттен артады да, ол толық елерліктей болады.
274

Сонымен,  термоэлектрондык  эмис- 
сия  құбылысын  зерттеуді  мына  38-су- 
ретге  көрсетілген  схема  бойынша  жүр- 
гізейік.  Схеманың  негізгі  элементі  екі 
электродты лампа,  оны вакумдык диод деп 
атайды.  Қыздыру  батареясы  Бк  аркылы 
катод  токпен  кыздырылады.  Оның  тем- 
пературасын,  қыздыру  ток  күшін,  реостат 
К
,
К.і  көмегімен  реттеп,  өзгертуге  болады.
Электродтарға Ба анодтык батареядан 
кернеу беріледі.  Бүл  кернеуді 
ІІа  шамасын  К
2
  потенциометрдің көмегімен  өз-гертіп,  V  вольтметрмен 
өлшеуге  болады.  О  гальванометрі 
(
анодтык  токтың  іа  күшін  өлшеуге 
ар-налган.  Егер  катод  қызуын  тү- 
рақты етсек (Т=түр) жэне анодтық 
токтың  іа  күшінің  Ц ,  кернеуден 
тэуелділігін  өлшеп  алып,  ф аф и к 
сызсак,  онда  ол  мынандай  график 
болады 
(39-сурет).  Бүл  қисық 
сызық 
в о л ь т-а м п е р л ік  
х ар ак- 
т е р и с т и к а  деп  аталады. Ц ,  нольге 
и 
тең 
болғанда 
катодтан 
үшып 
шыккан  электрондар  оның  айналасында 
эл ек ф о н  
бүлтын  түзеді. 
Бүл  бүлт  катодтан
_г,>г: 
- г
.
  > г , 
- Г ,'
и
39-сурет 
теріс  кеңістік  заряд  -  
үшып 
шығатын
электрондарды  итеріп  жібереді  де,  олардың  көп  бөлігін  кері  қай- 
тарады.  Сонда  да  болса,  электрондардың  біршамасы  анодқа  дейін 
үшып  жетеді.  Осының  нәтижесінде  анодтың  ішінде  әлсіз  ток  ағады. 
Электрондардың  анодқа  келіп  жетуін  түгелдей  токтату,  яғни  іа-н ы  
нольге  теңеу  үшін  катод  пен  анодтың  арасына  біршама  теріс  кернеу 
түсіру  керек.  Демек,  диодгың  вольт-амперлік  характеристикасы  ноль- 
ден  емес  координата  басынан  шамалап  сол  жағынан  басталады.
3
Анодтык  кернеудің  1іа  оң  мэндерінде  анодтык  токтың  күші  /„  ~ и\ 
болып  езгереді.  Бүл  тэуелділікті  Ленгмюр  мен  Богуславский  тапты. 
Бүл  заң  3/2  заңы  деп  атапады.  1_!а  шамасы  артқан  сайын  электр  өрісі 
анодқа  қарай  көбірек  электрон  мөлшерін  сорып  әкетеді,  ең  ақырында 
=ІІ
а1
  болғанда электрон  бүлты  түгелдей  тарайды да катодтан үшып 
шыққан  барлық  электрондар  анодқа  жетуге  мүмкіндік  алады  ІІа-ның 
бүдан  былай  өсуі  арттыра  алмайды  -   ток  қанығу  дәрежесіне  жетеді. 
Осы  қанығу тогы электрондық эмиссияны  сипаттайды.
275

39-суретте  бірнеше  температураға  арналған  вольт-амперлік 
характеристика  кескінделген.  ІЛа  аз  болғанда  олар  дэл  келеді.  Қанығу 
тогы  тыгыздығының  температураға  тэуелділігін  кванттык  теорияда 
мынандай  формуламен  өрнектейді.
(141)
мұндагы  е<р
 
шығу  жұмысы.  Бұл  формула  Ричардсон-Дэшман 
формуласы  деп  аталады.  (141)  өрнектен  көрініп  тұрғандай  еір-ді 
кеміту  эмиссияны  артырады.  Сондыктан  электрондық  лампаны  жасау 
кезінде  шығу  жұмысын  төмендететін  катодтарды  қолданады.  Ііа  > и к 
болғанда ғана диод ток өткізеді. Теріс кернеу кезінде  анодтық тізбекте 
ток  болмайды.  Диодтың  бұл  қасиеті  айнымалы  токты  түзету  үшін 
пайдалануға  мүмкіндік  береді.  Осы 
мақсатқа  арналган  диодты  кено- 
трон   деп  атайды.  Егер  катод  пен 
анодтың 
арасында  тор 
түрінде 
үшінші  электродты  орналастырсақ, 
онда  үш  электродты лампа -  триод 
шыгады  (40-сурет).  Электрондық 
лампаның  характеристикасын  жақ- 
сарту  үшін  оған  қосымша  элек- 
тродтар енгізіледі.  Төрт электродты 
лампа -  тетрод деп,  бес  электродты 
лампа -  п ентод деп аталады. 
40-сурет
§3.  Ж а р т ы л а й   өткізгіш тер   мен  м е та л д а р д а гы   к о н т а к т іл ік  
п отен ц и ал д ар   а й ы р м а с ы .  В ольта заны .
Екі 
түрлі 
металл 
жанаскан  кезде  олардың  ара- 
сында 
потенциалдар 
айыр- 
масы 
пайда 
болатындыгын 
1797  жылы 
Вольта  ашты.
41 -су р ет
Сонымен  катар  Вольта мынаны анықтады:
Егер  эртүрлі  бірнеше  А ,В ,С ,0  металдарды  біріктіре  тізбектеп 
жалгаса  (41-суреттегідей),  сонда  осы  ретгегі  өткізгіш тердің  шет- 
кілерінің  ұш тарында  пайда  болған  потенциалдар  айырмасы  тек  шеткі 
А  мен  Ә  өткізгіш тің  табигатына  гана  байланысты  да,  олардың  ара- 
сында  қандай  В  мен  С  өткізгіштері  тұрганына  тәуелсіз  болады  деп 
Вольта  тағайындады.  Әр  текті  металдар  жанасқанда  пайда  болған
276

потенциалдар  айырмасы  к о н т а к т іл ік   по- 
те н ц и а л д а р   а й ы р м а с ы   деп  аталады.  Кон- 
тактілік  потенциалдар  айырмасы  металдар 
мен  жартылай  өткізгіштердін  арасындағы 
шекарада  да,  сондай-ак  екі  жартылай 
өткізгіш тің  арасындагы  шекарада да  пайда 
болады.  Контактілік  потенциалдар  айыр- 
масының  пайда  болуын  тереңірек  кара- 
стырайык. 
Ол 
үшін 
екі 
А 
мен 
В 
металдардан  тұратын  тұйык  тізбек  алып 
(42-сурет) 
1,2,3,4,5  нүктелерін  бастыра 
отырып  контурды  орағытқандағы  потенциалдардың  өзгеруін  карап 
шығайық.  Бірінші  мен  екінші  нүктелердің  арасында  потенциалдар 
айырмасының  болу  себебі  металдардағы  электрондар  потенциалдық 
шұңқыр  ішінде.  У
2
=Үз,  өйткені  олар  екеуі  де  бір  түрлі  металға 
қатысты.  А  мен  В  металдардың  тиіскен  жерінде  контактілік 
потенциалдар  айырмасы  пайда  болады.  Мұны  беретін  үшінші 
нүктеден  (А  металы)  төртінші  нүктеге  (В  металы)  көшудегі 
потенциалдың  өзгеруі.  У
4
=У
5
  бес  пен  алтыншы  нүктелер  (В  металы 
мен  вакуум)  арасында  тагыда  потенциал  секірмесі  болады,  өйткені 
металдағы электрондар потенциалдық шұңқыры ішінде.  Осылайша екі 
түрлі  шаманы  қарастыру  керек;  екі  метал-дардың  жанаскан  жерінде 
потенциалдар  айырмасы  (ішкі  контактілік  потенциалдар  айырмасы) 
жэне  екі  металдың  беттерінің  жанындагы  бірінші  мен  алтьшшы 
нүктелер  (вакуумдагы)  арасындагы  потенциалдар  айырмасы.  Осы 
соңғысы  с ы р т к ы   к о н т а к т іл ік   п о тен ц и алдар  а й ы р м а с ы   делінеді  де, 
әдетте  өлшейтініміз  осы  болады.  Сондықган  оны  көбінесе  тек 
контактілік  потенциалдар  айырмасы  Удв  дейді.  Бір  мен  алтыншы 
нүктелер  арасында д а потенциалдар  айырмасы  болуы себепті  А  мен  В 
металдардың еркін беттерінде электр  зарядтары  пайда болады.
Ретімен  тізбектеп  қосылған  металдардың  ұштарындағы  потен- 
циалдар  айырмасы  тек  шеткі  металдардың 
табигатымен  байланысты  да,  аралықгағы 
металдардың  табиғатына  тәуелді  емес.
Осыны  дәлелдеу  үшін  ретімен  орналасқан 
А,  В,  С  металдарды  қарастырайык  (43- 
сурет).
Сонда тізбектің  ұштарындағы  потен- 
циалдар  айырмасы  жеке  қос  металдардың 
контактілік  потенциалдар  айырмасының 
қосындысына тең,
277

У *   =  У.и,  +   У кг  = { У . - У , ) +  ( К   - У в ) = У с - У , -
Осыдан 
мынандай 
кортынды 
шығаруға 
болады: 
Түрлі
металдарды тізбектеп  косып түйык тізбек жасағанда осы  металдардың 
контактілік  потенциалдар айырмасының  косындысы  тізбекте  корыткы 
электр  козғаушы  күшін  туғызады.  Өйткені,  (аныктама  бойынша) 
расында  да  электр  қозғаушы  күші  е  дегеніміз  -   түйы к  тізбекті 
орагытқанда 
үшырайтын 
барлық 
потенциалдар 
секірмелерінің 
апгебралық  қосындысы.  Ендеше,  мысалы  үш  түрлі  А,  В,  С, 
металдардың түйық контурын орағытқанда мынаны табамыз:
*  =  
У я   +   У с,   +   У « :   =  ( У .   - У л ) +  ( У ,   - У „ ) + ( У , - У г ) =  0■
Осы 
қорытқы 
тізбектің 
барлык 
контактілері 
бірдей 
температурада 
ғана 
дүрыс 
болады. 
Ең 
соңында 
мынандай 
қорытындыға 
келеміз:  Т е к   қ а н а   к о н т а к т іл ік   п о тен ц и ал д ар  
а й ы р м а с ы   бар  б о луы н ан   э л ек тр   қ о зғау ш ы   күш   п ай д а  болады . 
Б ірінш і те кт і өтк ізғіш тер   м ен  қ аб ат екін ш і те к т і  ө тк ізғіш те р , яғн и  
т о к   өткенде  х и м и я л ы к   проц естер  ж үретін,  т ү й ы қ   тізб екте  де 
эл ек тр  қ о зғау ш ы   к үш   п ай д а  болады .

жүктеу/скачать 8,69 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: