Metalų varžos temperatūrinės priklausomybės tyrimo ataskaita

• Teorinė dalis.
Metalai yra geri elektros ir šilumos laidininkai. Šią metalų savybę sąlygoja tai, kad elektros krūvį ir šilumą perneša tie patys nešikliai – laisvieji elektronai. Pagal klasikinę elektroninę metalų laidumo teoriją, metalo atomų valentiniai elektronai kristale nesurišti su konkrečiu atomu, o laisvai juda šiluminiu judėjimu po visą metalo tūrį. Šio chaotiško judėjimo vidutinis greitis ir kambario temperatūroje didesnis už 100 km/s. Sudarius elektrinį lauką, jo veikiami elektronai ima dreifuoti kryptingai – teka elektros srovė. Šio elektronų judėjimo vidutinis greitis tik apie 10-4 m/s.
Metalams gerai tinka Omo dėsnis: vienalytei grandinės daliai srovės stiprumas I tiesiogiai proporcingas tos dalies įtampai U ir atvirkščiai proporcingas tos dalies ominei varžai R, t.y.
čia me – elektrono masė, e – jo krūvis, n – valentinių (laisvųjų) elektronų koncentracija, <  > – vidutinis elektrono laisvojo kelio ilgis. Nė vienas šių dydžių nepriklauso nuo elektrinio lauko stiprumo, o tuo pačiu nuo įtampos. Pagal šią teoriją tik dydis < v > priklauso nuo temperatūros ir yra proporcingas . Taigi pagal ją, dydis , o tuo pačiu ir varža R, turėtų kisti proporcingai .
Bandymai rodo, kad varžos R priklausomybė nuo temperatūros gerai aprašoma laipsnine eilute
; (5)
čia T0 – 273 K (0C) temperatūra, R0 – varža toje temperatūroje, , ,  … - nuo medžiagos rūšies priklausantys koeficientai, kuriems tinka nelygybės  >>  >>  >> … . Todėl nelabai aukštoms temperatūroms, kambario temperatūros atžvilgiu, eilutės (5) aukštesnių laipsnių narius atmetame ir artima tiesinei
. (6)
čia  – temperatūrinis varžos koeficientas, .
Taigi, iš (6) išplaukia, kad nedideliame temperatūrų intervale varža R ~ T, o ne , kaip duoda klasikinė laidumo teorija. Šis kiekybinis neatitikimas rodo minėtos teorijos ribotumą. Tiksliau tą priklausomybę paaiškina kvantinė metalų laidumo teorija, kuri nuo klasikinės ypač skiriasi dviem teiginiais.
1. Pagal ją, 0 K temperatūroje visi metalo valentiniai elektronai, kinetinės energijos atžvilgiu, pasiskirstę nuo 0 iki...

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!