Исследование проводниковых материалов. Медведев С.П - 5 стр.

UptoLike

число Лоренца. Отклонения экспериментальных значений L
0
от теорети-
ческих объясняется неупругими столкновениями электронов проводимо-
сти с колебаниями решетки.
Гипотеза об электронном газе в металлах подтверждается рядом опы-
тов [1]:
1. При длительном протекании тока через цепь, состоящую из одних
металлических проводников, нет проникновения атомов одного металла в
другой.
2. При нагревании металлов до высоких температур скорость теплово-
го
движения свободных электронов растет, они даже покидают металл,
преодолев силы поверхностного потенциального барьера.
3. В момент остановки быстро двигавшегося проводника происходит
смещение электронного газа по закону инерции в направлении движения.
Появляется разность потенциалов на концах заторможенного проводника.
4. Вследствие искривления траектории электронов в металлической
пластине, помещенной в поперечное магнитное поле, появляется попереч
-
ная ЭДС и изменяется сопротивление проводника.
Но есть и противоречащие факторы:
расхождения кривых в зависимости ρ(Т) на опыте и теоретической;
наблюдаемая теплоемкость металлов ниже.
Эти трудности удалось преодолеть с помощью квантовой волновой
механики. Электронный газ в металлах при обычных температурах явля-
ется "вырожденным". При этом энергия газа W
почти не меняется (рису-
нок 1) при изменении температуры (участок А Б).
Рисунок 1
T,K
A
B
Б
W
Порядка тысячи градусов
3. Квантовая статистика электронов в металле
Основные недостатки классической теории исходят не столько из
представлений о существовании в металлах свободных электронов, сколь-
ко от применения к ним законов статистики МаксвеллаБольцмана, со-
гласно которой распределение электронов по энергетическим состояниям
описывается экспоненциальной функцией вида, когда в каждом энергети-
ческом состоянии может
находиться любое число электронов
F(W) = Aexp[–W/(kT)]. (4)
Квантовая статистика базируется на принципе Паули, согласно кото-
При просмотре результатов можно изменить масштаб и представить
данные в наиболее удобном виде.
Формирование отчета
При формировании отчета приложение интегрируется с одним из тек-
стовых редакторов: MS WinWord или WordPad. Выбрать редактор для от-
четов можно из главного меню ОтчетПараметры отчета (рис. 19).
Рисунок 19 – Выбор редактора для отчета
MS WinWord предпочтительнее в качестве редактора, поскольку пре-
доставляет более широкие возможности. В этом же окне можно выбрать, в
каком представлении будут копироваться графикив виде метафайла
(*.wmf) или в виде растра (*.bmp). Выбор представления зависит от воз-
можностей Вашего принтера и определяется экспериментально (WordPad
может работать только
с растровыми рисунками).
Открыть отчет можно при помощи меню:
После выбора этой команды появляется диалоговое окно, позволяющее
выбрать либо существующий отчет, либо создать новый (рис. 20), набрав
в поле «Имя файла» новое название без расширения. После нажатия кноп-
ки «Открыть», диалоговое окно закрывается и активизируется соответст-
вующее приложение редактора с открытым файлом отчета, а в окнах про-
смотра лабораторной работы
появляются кнопки . Эти кнопки позво-
ляют скопировать соответствующий элемент приложения в отчет (кнопки
появляются в районе копируемого элемента).
5 28
   При просмотре результатов можно изменить масштаб и представить        число Лоренца. Отклонения экспериментальных значений L0 от теорети-
данные в наиболее удобном виде.                                          ческих объясняется неупругими столкновениями электронов проводимо-
                                                                         сти с колебаниями решетки.
   Формирование отчета                                                      Гипотеза об электронном газе в металлах подтверждается рядом опы-
   При формировании отчета приложение интегрируется с одним из тек-      тов [1]:
стовых редакторов: MS WinWord или WordPad. Выбрать редактор для от-         1. При длительном протекании тока через цепь, состоящую из одних
четов можно из главного меню Отчет–Параметры отчета (рис. 19).           металлических проводников, нет проникновения атомов одного металла в
                                                                         другой.
                                                                            2. При нагревании металлов до высоких температур скорость теплово-
                                                                         го движения свободных электронов растет, они даже покидают металл,
                                                                         преодолев силы поверхностного потенциального барьера.
                                                                            3. В момент остановки быстро двигавшегося проводника происходит
                                                                         смещение электронного газа по закону инерции в направлении движения.
                                                                         Появляется разность потенциалов на концах заторможенного проводника.
                                                                            4. Вследствие искривления траектории электронов в металлической
               Рисунок 19 – Выбор редактора для отчета                   пластине, помещенной в поперечное магнитное поле, появляется попереч-
                                                                         ная ЭДС и изменяется сопротивление проводника.
   MS WinWord предпочтительнее в качестве редактора, поскольку пре-         Но есть и противоречащие факторы:
доставляет более широкие возможности. В этом же окне можно выбрать, в       – расхождения кривых в зависимости ρ(Т) на опыте и теоретической;
каком представлении будут копироваться графики – в виде метафайла           – наблюдаемая теплоемкость металлов ниже.
(*.wmf) или в виде растра (*.bmp). Выбор представления зависит от воз-      Эти трудности удалось преодолеть с помощью квантовой волновой
можностей Вашего принтера и определяется экспериментально (WordPad       механики. Электронный газ в металлах при обычных температурах явля-
может работать только с растровыми рисунками).                           ется "вырожденным". При этом энергия газа W почти не меняется (рису-
   Открыть отчет можно при помощи меню:                                  нок 1) при изменении температуры (участок А Б).

                                                                                           W                         B



                                                                                                     Б
   После выбора этой команды появляется диалоговое окно, позволяющее                        A             Порядка тысячи градусов
выбрать либо существующий отчет, либо создать новый (рис. 20), набрав
в поле «Имя файла» новое название без расширения. После нажатия кноп-
                                                                                                                          T,K
ки «Открыть», диалоговое окно закрывается и активизируется соответст-
                                                                                                         Рисунок 1
вующее приложение редактора с открытым файлом отчета, а в окнах про-
смотра лабораторной работы появляются кнопки      . Эти кнопки позво-
                                                                                      3. Квантовая статистика электронов в металле
ляют скопировать соответствующий элемент приложения в отчет (кнопки
                                                                            Основные недостатки классической теории исходят не столько из
появляются в районе копируемого элемента).
                                                                         представлений о существовании в металлах свободных электронов, сколь-
                                                                         ко от применения к ним законов статистики Максвелла – Больцмана, со-
                                                                         гласно которой распределение электронов по энергетическим состояниям
                                                                         описывается экспоненциальной функцией вида, когда в каждом энергети-
                                                                         ческом состоянии может находиться любое число электронов
                                                                            F(W) = Aexp[–W/(kT)].                                    (4)
                                                                            Квантовая статистика базируется на принципе Паули, согласно кото-
                                 28                                                                        5