Поведение материалов в электрическом поле. Королёв А.П - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

16
туры. Поэтому в области низких температур сопротивление металлов стре-
мится к постоянному значению, называемому остаточным сопротивлением.
Правило Матиссена заключается в том, что полное сопротивление металла
есть сумма сопротивления, обусловленного рассеянием электронов на теп-
ловых колебаниях узлов решётки, и остаточного сопротивления, обуслов-
ленного рассеянием на статических дефектах структуры:
ост
ρ+ρ=ρ
T
.
Исключение составляют сверхпроводящие металлы, в которых со-
противление при достижении определённого низкого значения температу-
ры стремится к нулю.
Наиболее существенный вклад в остаточное сопротивление вносит
рассеяние на примесях, которые всегда присутствуют в проводниках в
виде загрязнения или в виде легирующих элементов. Любая примесь по-
вышает удельное сопротивление, даже если она обладает проводимостью
выше, чем основной металл. Например, введение в медный проводник
0,01 атомной доли примеси серебра вызывает увеличение удельного со-
противления меди на 0,002 мкОм·м. Как показывает эксперимент, при ма-
лом содержании примеси удельное сопротивление возрастает пропорцио-
нально концентрации примесных атомов. Это связано с ограничением
длины свободного пробега электрона. В реальном проводнике эта величи-
на определяется выражением
−−−
+=
пт
111
lll
,
где
−
т
l
и
−
п
l
– средние значения длин свободного пробега при рассеянии на
тепловых колебаниях решётки и на примесях.
Рассматривая примесный атом в виде сферы с поперечным сечением
рассеяния
п
S
, для длины свободного пробега
−
п
l
запишем
пп
п
1
SN
l
≈
−
,
где
п
N
– число примесных атомов в единице объёма.
Различные примеси по-разному влияют на остаточное сопротивление
металлических проводников. Эффективность примесного рассеяния опре-
деляется возмущающим потенциалом в решётке, значение которого тем
выше, чем сильнее различаются валентности примесных атомов и металла –
основы.
Помимо примесей некоторый вклад в остаточное сопротивление вно-
сят собственные дефекты структуры – вакансии, атомы внедрения, дисло-
кации, границы зёрен. Концентрация точечных дефектов экспоненциально

Страницы