Практикум по курсу общей физики по специальности "Фармация". Миловидова С.Д - 38 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

38
РАБОТА № 7 (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
+
                                         38


                                 Р А Б О ТА № 7 (6)
                     ГР А ДУ И Р О ВК А Т Е Р М О Э Л Е М Е Н Т А
          И О П Р Е ДЕ Л Е Н И Е Е ГО Э Л Е К Т Р О ДВИ Ж У Щ Е Й С И Л Ы

      П риборы и прина длежности: термопа ра, два мета ллическ их сосуда с
 термометра ми, га льва нометр, милливольтметр, а к к умулятор, переменное
 сопротивление, к лю ч, э лек троплитк а .

                                  К раткая тео рия
         П ри тесном соприк основении (к онта к те) двух ра з нородны х мета ллов
 между ними воз ник а ет ра з ность потенциа лов. О на получила на з ва ние
 к онтак тной ра з ности потенциа лов.
                                                    Ра ссмотрим           причины ,
                        ее                  вы з ы ва ю щ ие к онтак тную ра з ность
                                            потенциа лов. О на         обусловлена
                       F                    двумя        причина ми:     ра з личием
++           ++            ++          ++ ра боты вы хода А э лек трона из э тих
        ее                        ее        мета ллов           и        ра з личием
                                            к онцентра ции         n     свободны х
++           ++            ++          ++   э лек тро н ов в них.
        ее                        ее                О ста новимся более подробно
                                            на физ ическ ой природе ра боты
                                            вы хода А . Н а рис.1.схема тическ и
++           ++            ++          ++ из обра жены ча сти к риста ллическ ой
                                            реш етк и мета лла . С илы притяжения
                   РРис
                     и .1                   к положительны м иона м реш етк и,
                     +                      действую щ ие         на     свободны е
 э лек троны , находящ иеся внутри мета лла , в среднем вз а имно
 ура вновеш ива ю тся, и э лек троны движутся свободно внутри мета лла между
 уз ла ми реш етк и. Е сли же по к а к ой-либо причине э лек трон вы йдет з а
 пределы мета лла , то на него на чнут действовать неура вновеш енны е силы
 притяжения со стороны ионов поверхности мета лла и со стороны того
 из бы точного положительного з а ряда , к оторы й воз ник в мета лле в связ и с
 потерей э лек трона . Рез ультирую щ а я сила F, на пра вленна я в сторону
 мета лла , воз вра тит э лек трон в мета лл. М ежду тем, обла да я к инетическ ой
 э нергией, э лек троны непреры вно «вы ск а к ива 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 обра тно. В
 рез ульта те реш етк а из положительны х ионов будет сна ружи
 обвола к ива ться тонк им слоем отрица тельны х э лек тронов и на всей
 поверхности мета лла обра з уется двойной э лек трическ ий слой, к оторы й
 является своеобра з ны м к онденса тором, препятствую щ им новы м
 э лек трона м вы ходить из нутри мета лла на ружу. Та к им обра з ом, для того,
 чтобы пок инуть мета лл и уйти в ок ружа ю щ ую среду, э лек трон должен
 соверш ить работу А против сил притяжения к мета ллу, действую щ их на

Страницы