Курс общей физики. Миловидова С.Д - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

25
РАБОТА № 6
ГРАДУИРОВКА ТЕРМОЭЛЕМЕНТА
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ
Приборы и принадлежности: термопара , два металлических сосуда с
термометрами, гальванометр, милливольтметр, аккумулятор, переменное
сопротивление, ключ, электроплитка .
Краткая теория
При тесном соприкосновении (контакте ) двух разнородных металлов
между ними возникает разность потенциалов. Она получила название
контактной разности потенциалов.
Рассмотрим причины ,
вызывающие контактную разность
потенциалов. Она обусловлена
двумя причинами: различием
работы выхода А электрона из этих
металлов и различием
концентрации n свободных
электронов в них .
Остановимся более подробно на
физической природе работы выхода
А .
На рис.1.схематически изображены
части кристаллической решетки
металла . Силы притяжения к
положительным ионам решетки ,
действующие на свободные электроны , находящиеся внутри металла , в
среднем взаимно уравновешиваются, и электроны движутся свободно
внутри металла между узлами решетки. Если же по какой - либо причине
электрон выйдет за пределы металла , то на него начнут действовать
неуравновешенные силы притяжения со стороны ионов поверхности
металла и со стороны того избыточного положительного заряда , который
возник в металле в связи с потерей электрона . Результирующая сила F ,
направленная в сторону металла , возвратит электрон в металл. Между тем ,
обладая кинетической энергией , электроны непрерывно «выскакивают» из
металла на расстояния, не превышающие атомных размеров, и
втягиваются обратно . В результате решетка из положительных ионов
будет снаружи обволакиваться тонким слоем отрицательных электронов и
на всей поверхности металла образуется двойной электрический слой ,
который является своеобразным конденсатором , препятствующим новым
электронам выходить изнутри металла наружу. Таким образом , для того,
чтобы покинуть металл и уйти в окружающую среду , электрон должен
совершить работу А против сил притяжения к металлу , действующих на
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
е
е
е
е
F
е
Ри
е
е
е
е
е
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Рис.1
+
                                          25


                                  РА Б ОТ А № 6
                     ГР А ДУИ Р О ВКА ТЕ Р М О ЭЛ Е М Е Н ТА
          И О П Р Е ДЕ Л Е Н И Е Е ГО ЭЛ Е КТР О ДВИ Ж УЩ Е Й С И Л Ы

      П риборы и прина длежности: термопа ра, два мета ллических сосу да с
 термометра ми, га льва нометр, милливольтметр, а кку му лятор, переменное
 сопротивление, клю ч, электроплитка .

                                  К ра тка я теория
        П ри тесном соприкосновении (конта кте) дву х ра з        нородны х мета ллов
 между ними воз      ника ет ра зность потенциа лов. О на полу чила на з         ва ние
 контактной ра з  ности потенциа лов.
                                                     Ра ссмотрим             причины ,
                       ее                    вы з ы ва ю щ ие контактну ю ра з   ность
                                             потенциа лов. О на          обу словлена
                      F                      дву мя       причина ми:      ра зличием
++           ++           ++            ++ ра боты вы х ода А электрона изэтих
      ее                          ее         мета ллов            и        ра зличием
                                             концентра ции          n      свободны х
++           ++           ++            ++   эл ек тро  нов в них .
      ее                          ее             О ста новимся более подробно на
                                             ф из ической природе ра боты вы х ода
                                             А.
++           ++           ++            ++ Н а рис.1.сх ема тически изобра жены
                                             ча сти криста ллической реш етки
                  РРис
                    и .1                     мета лла . С илы        притяжения к
                    +                        положительны м иона м реш етки,
 дей ству ю щ ие на свободны е электроны , на х одящ иеся вну три мета лла , в
 среднем вз   а имно у ра вновеш ива ю тся, и электроны движу тся свободно
 вну три мета лла между у з   ла ми реш етки. Е сли же по какой -либо причине
 электрон вы й дет з    а пределы мета лла , то на него на чну т дей ствова ть
 неу ра вновеш енны е силы притяжения со стороны ионов поверх ности
 мета лла и со стороны того из      бы точного положительного з       аряда, которы й
 воз ник в мета лле в связ   и с потерей электрона . Рез      у льтиру ю щ а я сила F,
 на пра вленна я в сторону мета лла , воз  вратитэлектронв мета лл. М ежду тем,
 обла да я кинетической энергией , электроны непреры вно «вы ска кива ю т» из
 мета лла на ра сстояния, не превы ш а ю щ ие а томны х ра з                меров, и
 втягива ю тся обратно. В рез      у льта те реш етка из положительны х ионов
 бу дет снару жи обволакива ться тонким слоем отрица тельны х электронов и
 на всей поверх ности мета лла обра з       у ется двой ной электрический слой ,
 которы й является своеобра з    ны м конденса тором, препятству ю щ им новы м
 электрона м вы х одить из   ну три мета лла на ру жу . Та ким обра з   ом, для того,
 чтобы покину ть мета лл и у й ти в окру жа ю щ у ю среду , электрон должен
 соверш ить работу А против сил притяжения к мета ллу , дей ству ю щ их на

Страницы