ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
44
выхода соответственно А
1
и А
2
, причем А
2
>А
1
(рис.2). Очевидно, что
свободный электрон , попавший (в процессе теплового движения) на
поверхность раздела металлов, будет втянут во второй металл, так как со
стороны этого металла на электрон действует большая сила притяжения
(А
2
>А
1
). Следовательно, через поверхность соприкосновения металлов
будет происходить «перекачка» свободных электронов из первого металла
во второй, в результате чего первый металл зарядится положительно,
второй – отрицательно. Возникающая при этом разность потенциалов
'
2
'
1
ϕϕ −
создает электрическое поле напряженностью
Ε
r
, которое будет
затруднять дальнейшую «перекачку» электронов и совсем прекратит ее,
когда работа перемещения электрона за
счет контактной разности потенциалов станет равна разности работ выхода
электрона из металлов:
(
)
,
1
2
'
2
'
1
Α−Α=− ϕϕ e
или
,
21
'
2
'
1
e
Α
−
Α
=− ϕϕ
(1)
где е – заряд электрона. Значение
'
2
'
1
ϕϕ −
составляет обычно около
одного вольта.
Для учета второй причины, обусловливающей контактную разность
потенциалов за счет различной концентрации свободных электронов,
заметим, что классическая электронная теория проводимости металлов
рассматривает большое число свободных электронов в металлах как
электронный газ, обладающий свойствами одноатомного идеального газа .
Предположим теперь , что в контакт приведены два металла 1 и 2,
имеющие одинаковые работы выхода А
1
и А
2
, но различные концентрации
свободных электронов n
1
и n
2
(число электронов в единице объема),
причем n
1
>n
2
(рис.3).
Тогда начнется преимущественный перенос свободных электронов из
первого металла во второй. В результате первый металл зарядится
положительно, второй -отрицательно. Между металлами возникнет
разность потенциалов и появится электрическое поле
Ε
r
, которое вызовет
дополнительное движение электронов, но в противоположном
E
r
1 2
,
,
1
ϕ
,
,
2
ϕ
А
1
= А
2
n
1
> n
2
+
+
+
+
–
–
–
–
Рис.3
44
вых од а соот вет ст вен н о А 1 и А 2, причем А 2>А 1 (рис.2). Очевид н о, что
своб од н ый элект рон , попа вший (в процессе т еплового д виж ен ия) н а
поверх н ость ра зд ела м ет а ллов, б у д ет вт ян у т во вт орой м ет а лл, т а к ка к со
ст орон ы эт ого м ет а лла н а элект рон д ейст ву ет б оль ша я сила прит яж ен ия
(А 2>А 1). С лед ова т ель н о, через поверх н ост ь соприкосн овен ия м ет а ллов
б у д ет происх од ит ь «перека чка » своб од н ых элект рон ов из первого м ет а лла
во вт орой, в резу ль т а т е чего первый м ет а лл за ряд ится полож ит ель н о,
вт орой – от рица т ель н о. В озн ика ю щ а я при эт ом ра зн ост ь потен циа лов
r
ϕ1' − ϕ 2' созд а ет элект рическое поле н а пряж ен н ость ю Ε , которое б у д ет
за т ру д н ят ь д а ль н ейшу ю «перека чку » элект рон ов и совсем прекра тит ее,
когд а ра б от а перем ещ ен ия элект рон а за
счет кон т а кт н ой ра зн ости пот ен циа лов ст а н ет ра вн а ра зн ост и ра б от вых од а
элект рон а из м ет а ллов:
e(ϕ1' −ϕ 2' ) = Α 2 − Α1 , или ϕ1' − ϕ 2' = Α1 − Α 2 , (1)
e
гд е е – за ряд элект рон а . Зн а чен ие ϕ − ϕ сост а вляет об ычн о около
' '
1 2
од н ого воль т а .
Д ля у чет а вт орой причин ы, об у словлива ю щ ей кон т а кт н у ю ра зн ост ь
пот ен циа лов за счет ра зличн ой кон цен т ра ции своб од н ых элект рон ов,
за м ет им , чт о кла ссическа я элект рон н а я т еория провод им ост и м ет а ллов
ра ссм а т рива ет б оль шое число своб од н ых элект рон ов в м ет а лла х ка к
элект рон н ый га з, об ла д а ю щ ий свойства м и од н оа том н ого ид еа ль н ого га за .
Пред полож им т еперь , что в кон т а кт привед ен ы д ва м ет а лла 1 и 2,
им ею щ ие од ин а ковые ра б от ы вых од а А 1 и А 2, н о ра зличн ые кон цен тра ции
своб од н ых элект рон ов n1 и n2 (число элект рон ов в ед ин ице об ъ ем а ),
причем n1>n2 (рис.3).
Т огд а н а чн ет ся преим у щ ест вен н ый перен ос своб од н ых элект рон ов из
А 1= А 2
n1 > n2
+ –
r
–
ϕ ,,
1
+
+ –
E ϕ 2,,
+ –
1 2
Рис.3
первого м ета лла во второй. В резу ль т а т е первый м ет а лл за ряд ится
полож ит ель н о, второй -от рица т ель н о. М еж д у м етrа лла м и возн икн ет
ра зн ост ь пот ен циа лов и появит ся элект рическое поле Ε , которое вызовет
д ополн итель н ое д виж ен ие элект рон ов, н о в противополож н ом
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- …
- следующая ›
- последняя »
