Практикум по курсу общей физики по специальности "Фармация". Миловидова С.Д - 39 стр.

                                             39
ра сстоянии         порядк а        ра з мера к риста ллическ ой ячейк и (10-8 см).
Э та ра бота на з ы ва ется ра ботой вы хода э лек тронов из мета лла . Ч ем больш е
ра бота вы хода , тем труднее э лек трону вы лететь из мета лла . В еличина
ра боты вы хода з а висит от химическ ой природы мета лла и состояния его
поверхности, з а гряз нения, вла жности и т.д.
       Ра боту вы хода принято вы ра жа ть в э лек тронвольта х (э В ). О дин
э лек тронвольтра венра боте перемещ ения э лек трона в э лек трическ ом поле
между точк а ми с ра з ностью потенциа лов1 В .
                             1 э В =1,6·10-12 эрг=1,6·10-19 Д ж.
Ра бота вы хода у ра з личны х мета ллов ра з лична и к олеблется в предела х от
1 до 6 э В .
       И та к , переходя теперь к вы воду общ его вы ра жения для к онтак тной
ра з ности потенциа лов, учтем сна ча ла первую причину – ра з личную ра боту
вы хода. Д ля э того приведем в к онта к т два мета лла 1 и 2, имею щ их работу
                                          вы хода соответственно А 1 и А 2, причем
                А 1< А 2                  А 2>А 1 (рис.2). О чевидно, что свободны й
                 + –                      э лек трон,     попа вш ий     (в   процессе
                         r
ϕ1,              + – E            ϕ 2, т    еплового движения) на поверхность
                                          ра з дела мета ллов, будет втянут во второй
                 + –
                  +– 2                    мета лл, та к к а к со стороны этого мета лла
          1                               на э лек трон действует больш а я сила
               Рис.2
                                          притяжения (А 2>А 1).         С ледова тельно,
через поверхность соприк основения мета ллов будет происходить
«перек ачк а» свободны х э лек тронов из первого мета лла во второй, в
рез ульта те чего первы й мета лл з арядится положительно, второй –
отрица тельно. В оз ник аю щ а я при э том ра з ность потенциа лов           ϕ1' − ϕ 2'
                                                      r
соз да ет э лек трическ ое поле на пряженностью Ε , к оторое будет з а труднять
дальнейш ую «перек а чк у» э лек тронов и совсем прек ратит ее, к огда ра бота
перемещ ения э лек трона з а счет к онтак тной ра з ности потенциа лов ста нет
ра вна ра з ности ра ботвы хода э лек трона из мета ллов:
                    e(ϕ1' −ϕ 2' ) = Α 2 − Α1 , или ϕ1' − ϕ 2' = Α1 − Α 2 ,          (1)
                                                                     e
где е – з а рядэ лек трона . Зна чение ϕ − ϕ составляетобы чно ок оло одного
                                         '        '
                                         1        2
вольта.
       Д ля учета второй причины , обусловлива ю щ ей к онтак тную ра з ность
потенциа лов з а счет ра з личной к онцентра ции свободны х э лек тронов,
з а метим, что к ла ссическ а я э лек тронная теория проводимости мета ллов
ра ссма трива ет больш ое число свободны х э лек тронов в мета лла х к ак
э лек тронны й га з , обла да ю щ ий свойствами одноатомного идеа льного га з а .
       П редположим теперь, что в к онта к т приведены два мета лла 1 и 2,
имею щ ие одина к овы е ра боты вы хода А 1 и А 2, но ра з личны е к онцентра ции
свободны х э лек тронов n1 и n 2 (число э лек тронов в единице объ ема ),
причем n 1>n2 Т огда начнется преимущ ественны й перенос свободны х