Электронная теория Друде-Лоренца.

 

Основы классической теории электропроводности. Теория Друде – Лоренца.

 

Е- напряженность – векторная характеристика, сила действует на положительно заряженный заряд.

 

Fe=-eE

[Е]=В/м

φ- работа по переносу заряда электрического тока [Дж]

Работа по перенесению единичного заряда Дж/Кл=Вольт

[φ]= Дж/Кл=В

E= -grad φ

φ1- φ2=U(B) –напряжение

Характеристика электрического поля.

Когда электрическое поле прикладывают к материалу возникает направленное движение зарядов – электрический ток.

[I]=A – сила тока

j=I/S – плотность тока

Сила тока- количество заряда прошедшее через поперечное сечение проводника.

Закон Ома связывает заряд и электрическое поле.

Плотность тока зависит от характеристик материала.

J=σЕ σ- электропроводность

[σ]=А*м/м2*В=1/Ом*м

ρ-1=Ом*м – удельное сопротивление

j=Q/t=envt/t=envдр n – концентрация в ед. объема

[n]=1/м3=1/106см3

Vдрейфовая – м/с

Q – количество заряда

Vдр=μЕ μ – подвижность свободных носителей заряда

[μ]=м2/с*В

μ – коэффициент пропорциональности между Vдр и электропроводностью

j = enμE → σ = enμ

Классическое представление: твердое тело состоит из отдельных атомов, в твердом теле электрон под действием силы движется скачками, между отдельными соударениями электрон движется равноускоренно.

V τ- время свободного пробега

F=eE

V =V0+at= (eE/m)/t a=eE/m

V0=0

Vср=(Vmin+Vmax)/2

Vдр=(eEτ/2m)= (Vmin+Vmax)/2

Процесс случайный, но вероятность столкновения в единицу

 

времени Р=1/τ - величина постоянная. Тогда μ= τе/m μ – подвижность

 

Подвижность определяется временем свободного пробега

mvt 2/2 = 3/2 КТ К – константа Больцмана

Lсв.проб.=(Vt+Vдр)* τ Vt>> Vдр – условие выполнения закона Ома

Lсв.проб.= Vt*τ - сотни межатомных расстояний.

Т.о. классическая теория электропроводности за счет введения понятия длины и времени свободного пробега снимала противоречие между двумя экспериментальными законами – вторым законом Ньютона (сила вызывает ускорение) и законом Ома (электрическое поле вызывает движение электронов с постоянной скоростью, а не с ускорением). Однако классическая теория не могла объяснить, почему длина свободного пробега электронов в кристаллах составляет сотни межатомных расстояний. Это удалось объяснить на основе квантовомеханических предствлений о движении электронов в твердых телах.

 








Дата добавления: 2015-08-26; просмотров: 750;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.