🗊Презентация Классическая теория электропроводности металлов

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ Лекция «КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ»

Экспериментальные доказательства классической ТЭМ Опыт К.Рикке (1901) – доказательство того, что ионы металла не участвуют в переносе электричества. Суть опыта: пропускание электрического тока через три последовательно соединенных металлических цилиндра (медь, алюминий, медь) одинакового радиуса в течение одного года. Результаты опыта: никаких следов переноса вещества при пропускании тока обнаружено не было.

Экспериментальные доказательства классической ТЭМ Опыты С.Л.Мандельштама и Н.Д. Папалекси (1913г) и Р.Тольмена (1916г) - экспериментальное определение знака и величины удельного заряда носителей Суть опытов: регистрация импульса тока в металлическом проводнике заданных размеров и с известным сопротивлением при его резком торможении. Результаты опыта: экспериментально доказано, что носители тока в металлах имеют отрицательный заряд, а их удельный заряд приблизительно одинаков для всех исследованных металлов и совпадает по величине с удельным зарядом электрона.

Основные положения элементарной классической теории электропроводности металлов (ТЭМ) В узлах кристаллической решетки металла располагаются ионы, а между ними хаотически двигаются свободные электроны. Свободные электроны являются носителями тока в металлах. Электроны образуют своеобразный электронный газ, обладающий свойствами идеального газа: - валентные электроны металлов - это одинаковые твердые сферы; - электроны двигаются по прямым линиям до столкновения друг с другом; - время контакта частиц пренебрежимо мало по сравнению с временем "свободного" движения. - сильным электрон- электронным и электрон-ионным взаимодействием пренебрегают. Электроны проводимости при своем движении сталкиваются с ионами решетки, в результате устанавливается термодинамическое равновесие между электронным газом и решеткой. Электрический ток в металле возникает под действием электрического поля, вызывающего упорядоченное движение электронов проводимости.

Преимущества и недостатки классической ТЭМ

Противоречия классической ТЭМ

Противоречия классической ТЭМ

Работа выхода электронов из металла Работа выхода электронов из металла - работа, которую нужно затратить для удаления электрона из металла в вакуум. Единица измерения работы выхода - электрон-вольт (эВ) 1 эВ равен работе, совершаемой силами поля при перемещении элементарного электрического заряда при прохождении им разности потенциалов в 1 В. Работа выхода зависит от химической природы металлов и от чистоты их поверхности. Таблица 1 - Работа выхода электронов из металла

Электронная эмиссия

Термоэлектронная эмиссия Термоэлектронная эмиссия – это испускание электронов нагретыми металлами. Применение явления термоэлектронной эмиссии - в приборах, в которых создается поток электронов в вакууме: электронных лампах, рентгеновских трубках, электронных микроскопах и т.д. Вакуумный диод- двухэлектродная лампа, представляющая собой откачанный баллон, содержащий два электрода: катод и анод.

Параметры и характеристики вакуумного диода

Виды эмиссии Фотоэлектронная эмиссия – это эмиссия электронов из металла под действием света, а также коротко-волнового электромагнитного излучения (например, рентгеновского) Вторичная электронная эмиссия – это испускание электронов поверхностью металлов, полупроводников или диэлектриков при бомбардировке их пучком электронов. Автоэлектронная эмиссия – это эмиссия электронов с поверхности металлов под действием сильного внешнего электрического поля.

Благодарю за внимание