Вводный практикум по курсу общей физики. Дорохова В.В - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ИГУ | Иркутск

Составители: 

Рубрика: 

6
теплового движения. Материал, в котором образуется избыток
электронов, заряжается отрицательно, а другой – положительно.
Возникает контактная разность потенциалов, которая обусловлена двумя
причинами:
- различием работы выхода электронов из материалов;
- различием концентрации свободных электронов.
Исходя из классической модели электронного газа, оценим
величину контактной разности двух проводящих материалов с
различной концентрацией электронов. Пусть некоторый металл B имеет
концентрацию квазисвободных электронов n
B
, а металл C – n
C
. В месте
контакта образуется некоторый переходный слой, в котором
концентрация электронов непрерывно изменяется от n
B
до n
C
. Выделим в
переходном слое цилиндр
высотой dx и площадью
основания S (рис. 1). По
гипотезе Лоренца свободные
электроны в металле образуют
электронный газ,
удовлетворяющий основным
представлениям молекулярно-
кинетической теории газов. Пусть в области контакта со стороны
металла B (основание I) число свободных электронов в единице объема
равно n, а со стороны металла C (основание II) – n + dn. Используя
основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа,
примем давление газа в основании I:
P = nkT,
а в основании II:
P + dP = (n + dn) kT.
При этом разность давлений между основаниями цилиндра равна:
dP = kT dn (1)
Вследствие этой разности давлений электроны начнут
перемещаться от металла C к металлу B, что сопровождается переносом
заряда, и следовательно, возникновением разности потенциалов dϕ
между основаниями цилиндра, препятствующей дальнейшему
перемещению электронов. Когда тормозящая сила, возникшего
электрического поля dF
1
, станет равна силе, обусловленной разностью
давлений электронного газа dF
2
наступит динамическое равновесие.
Суммарный заряд электронов в рассматриваемом объеме
определится как:
n
B
B
n
C
dx
n
n + dn
C
Рис. 1
S I
II
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
   теплового движения. Материал, в котором образуется избыток
   электронов, заряжается отрицательно, а другой – положительно.
   Возникает контактная разность потенциалов, которая обусловлена двумя
   причинами:
         - различием работы выхода электронов из материалов;
         - различием концентрации свободных электронов.
        Исходя из классической модели электронного газа, оценим
   величину контактной разности двух проводящих материалов с
   различной концентрацией электронов. Пусть некоторый металл B имеет
   концентрацию квазисвободных электронов nB, а металл C – nC. В месте
   контакта образуется некоторый переходный слой, в котором
   концентрация электронов непрерывно изменяется от nB до nC. Выделим в
                      dx                     переходном слое цилиндр
                                             высотой dx и площадью
      B n S I               II nC     C      основания S (рис. 1). По
            B
                                             гипотезе Лоренца свободные
                n           n + dn           электроны в металле образуют
                     Рис. 1                  электронный               газ,
                                             удовлетворяющий основным
                                             представлениям молекулярно-
   кинетической теории газов. Пусть в области контакта со стороны
   металла B (основание I) число свободных электронов в единице объема
   равно n, а со стороны металла C (основание II) – n + dn. Используя
   основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа,
   примем давление газа в основании I:
                                   P = nkT,
   а в основании II:
                             P + dP = (n + dn) kT.
        При этом разность давлений между основаниями цилиндра равна:
                                dP = kT dn                         (1)
        Вследствие этой разности давлений электроны начнут
   перемещаться от металла C к металлу B, что сопровождается переносом
   заряда, и следовательно, возникновением разности потенциалов dϕ
   между основаниями цилиндра, препятствующей дальнейшему
   перемещению электронов. Когда тормозящая сила, возникшего
   электрического поля dF1, станет равна силе, обусловленной разностью
   давлений электронного газа dF2 наступит динамическое равновесие.
        Суммарный заряд электронов в рассматриваемом объеме
   определится как:

                                            6



PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Страницы