Физика проводников и диэлектриков. Плотников В.П. - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

2 ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ МЕТАЛЛОВ И
ПОЛУПРОВОДНИКОВ
ЛЕКЦИЯ 3
3.1 Классическая электронная теория
проводимости металлов. Предпосылки создания
Представление о дискретном строении электричества начало складываться во второй половине XIX
века. Впервые об этом упоминали в своих работах Фехнер и Вебер, которые представляли электриче-
ский ток как движение дискретных электрических зарядов.
Идея атомарного строения электричества вытекала и из законов злектролиза Фарадея. Максвелл
тоже говорил о «молекулах электричества», но считал, что это понятие будет отброшено с развитием
теории поля.
В 1874 году ирландский физик Стоней, используя законы электролиза и основные положения моле-
кулярной теории нашел, что один атом водорода при прохождении тока через электролит несет заряд,
примерно,
10
–19
Кл. В 1891 году Стоней предложил назвать элементарный электрический заряд электроном.
Однако приоритет открытия электрона принадлежит английскому физику Дж. Дж. Томсону (1897
год). Он определил значение удельного заряда электрона, наблюдая воздействие на поток электронов
электрического и магнитного полей. Но ни заряд, ни масса электрона еще не были известны. Наиболее
точно они были измерены позже в опытах Милликена (в 1909–
1914 годах).
В начале ХХ века работами немецкого физика Друде и голландского физика Лоренца была создана
электронная теория металлов, позволившая получить теоретически многие ранее открытые законы. К
числу разработчиков теории относят и Дж. Дж. Томсона.
Таким образом, созданная классическая теория электропроводности явилась закономерным итогом,
обобщающим многочисленные экспериментальные наблюдения, накопившиеся к началу ХХ века.
3.2 ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
Любая теория создается на базе экспериментальных наблюдений, затем экспериментом же и под-
тверждается или отвергается. И служит теория для объяснения тех же экспериментальных фактов, т.е.
применительно к металлам все теории так или иначе объясняют их свойства. Поэтому целесообразно в
данный момент выделить наиболее присущие металлам свойства, а затем уже перейти собственно к
теоретическим обоснованиям.
Из курса общей физики известно, что металлы являются хорошими проводниками электрического
тока, благодаря наличию свободных электронов. Их удельная электропроводность σ при комнатной
температуре составляет 10
6
…10
8
Ом
–1
⋅м
–1
. Для сравнения – у полупроводников
54
10...10
−
=σ Ом
–1
⋅м
–1
, а у
практически не проводящих электрический ток диэлектриков значение σ достигает минимальной вели-
чины порядка
10
–16
Ом
–1
⋅ м
–1
.

Страницы