Электроматериалы. Руппель А.А. - 128 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СибАДИ | Омск

Составители: 

Рубрика: 

127
Динамические искажения кристаллической решетки зависят от
температуры, так как с се ростом увеличиваются амплитуды колеба-
ний ионов относительно положения равновесия.
Оба типа искажений рассеивают электронные волны, определяя
время свободного пробега электрона, а следовательно, электропро-
водность и электросопротивление ρ:
ρ = ρ
1
+ ρ
2
, (3)
где ρ – удельное электросопротивление; ρ
1
– удельное электросопро-
тивление, обусловленное динамическими искажениями кристалличе-
ской решетки; ρ
2
– удельное электросопротивление, обусловленное
статическими искажениями кристаллической решетки.
При повышении температуры изменения ρ в первую очередь бу-
дет связано с изменением ρ
2.
Однако, несмотря на рассмотренные выше явления, металлы
имеют самые низкие значения электросопротивления по сравнению с
другими веществами в природе. Объясняется это энергетическим со-
стоянием электронов в металлах. Распределение электронов в твер-
дых телах по энергиям подчиняется законам квантовой механики, од-
ним из которых является принцип Паули. Согласно этому принципу
как в отдельных атомах, так и в кристалле в целом в одинаковом
энергетическом состоянии могут находиться только два электрона с
противоположно направленными спиновыми моментами. Отсюда
следует, что энергетические уровни, соответствующие изолирован-
ному атому, в твердом теле (большая совокупность атомов и электро-
нов) расщепляются в зону, в которой число возможных энергетиче-
ских уровней по порядку соответствует числу электронов. Разрешен-
ные зоны чередуются с запрещенными электрическими зонами, в ко-
торых электроны не могут существовать устойчиво.
Для переноса электрического тока электроны с энергией, соот-
ветствующей валентной орбите, должны «перейти» в энергетическую
зону проводимости, т. е. получить дополнительный импульс энергии.
Величина этого импульса и определяет деление всех веществ в при-
роде на проводники, полупроводники и диэлектрики.
В атомах металлов на внешних электронных уровнях обычно на-
ходится один или два электрона с высокой энергией, которые легко
могут покинуть атом и перейти в относительно свободное состояние,
в котором они могут осуществлять направленный перенос электриче-
ской энергии (электрический ток). Энергетическое состояние элек-
тронов последнего энергетического уровня (валентное) в атоме ме-

Страницы