Электричество и магнетизм. Часть 1. Миловидова С.Д - 43 стр.

                                            43


         Н а рис.1.сх ем а тически изоб ра ж ен ы ча ст и крист а ллической решет ки
м ет а лла . С илы прит яж ен ия к полож ит ель н ым ион а м решет ки,
д ейст ву ю щ ие н а своб од н ые элект рон ы, н а х од ящ иеся вн у т ри м ет а лла , в
сред н ем вза им н о у ра вн овешива ю т ся, и элект рон ы д виж у тся своб од н о
вн у т ри м ет а лла м еж д у у зла м и решет ки. Е сли ж е по ка кой-либ о причин е
элект рон выйд ет за пред елы м ета лла , т о н а н его н а чн у т д ейст вова т ь
н еу ра вн овешен н ые силы притяж ен ия со ст орон ы ион ов поверх н ости
м ет а лла и со ст орон ы т ого изб ыточн ого полож ит ель н ого за ряд а , кот орый
возн ик в м ет а лле в связи с потерей элект рон а . Резу ль т иру ю щ а я сила F,
н а пра влен н а я в ст орон у м ет а лла , возвра т ит элект рон в м ета лл.
          М еж д у т ем , об ла д а я кин ет ической эн ергией, элект рон ы н епрерывн о
«выска кива ю т » из м ет а лла н а ра сстоян ия, н е превыша ю щ ие а т ом н ых
ра зм еров, и втягива ю т ся об ра т н о. В резу ль т а т е решет ка из полож ит ель н ых
ион ов б у д ет сн а ру ж и об вола кива т ь ся т он ким слоем от рица т ель н ых
элект рон ов и н а всей поверх н ост и м ет а лла об ра зу ет ся д войн ой
элект рический слой, который является своеоб ра зн ым кон д ен са тором ,
препятст ву ю щ им н овым элект рон а м вых од ит ь изн у т ри м ет а лла н а ру ж у .
         Т а ким об ра зом , д ля того чт об ы покин у т ь м ет а лл и у йт и в
окру ж а ю щ у ю сред у , элект рон д олж ен совершит ь ра б оту А прот ив сил
притяж ен ия к м ета ллу , д ейст ву ю щ их н а ра сстоян ии поряд ка ра зм ера
крист а ллической ячейки (10-8 см ). Эт а ра б от а н а зыва ет ся ра б от ой вых од а
элект рон ов из м ет а лла . Ч ем б оль ше ра б ота вых од а , тем тру д н ее элект рон у
вылет ет ь из м ета лла . В еличин а ра б оты вых од а за висит от х им ической
природ ы м ет а лла и состоян ия его поверх н ост и, за грязн ен ия, вла ж н ости и
т .д .
         Ра б от у вых од а прин ято выра ж а т ь в электрон воль т а х (эВ ). Од ин
элект рон воль т ра вен ра б от е перем ещ ен ия элект рон а в элект рическом поле
м еж д у т очка м и с ра зн ост ь ю пот ен циа лов 1 В.
                              1 эВ =1,6·10-12 эрг=1,6·10-19 Д ж .
     Ра б от а вых од а у ра зличн ых м ет а ллов ра зличн а и колеб лет ся в пред ела х
от 1 д о 6 эВ.
         Ит а к, перех од я т еперь к вывод у об щ его выра ж ен ия д ля кон т а кт н ой
ра зн ости пот ен циа лов, у чт ем сн а ча ла перву ю причин у – ра зличн у ю ра б от у
вых од а . Д ля эт ого привед ем в кон та кт д ва м ета лла 1 и 2, им ею щ их ра б от у

                                   А 1< А    2

                                    +            –
                 ϕ   ,
                                    +            –
                                                         r     ϕ 2,
                     1                                   E
                                    +            –
                                    +            –
                            1        Рис.2           2