Om qonuni - Механика кириш

|
Механика кириш
|
bet | 28/37 | Sana | 24.05.2024 | Hajmi | 1,2 Mb. | | #251834 |
Bog'liq umumiy fizikaOm qonuni. Drude xisoblashi bo’yicha elektronning ion bilan navbatdagi tuknashishidan keyinok uning tartibli xarakat tezligi nolga teng.
Faraz kilaylik, maydon kuchlanganligi o’zgarmas bo’lsin. Unda maydon ta’sirida elektron ga teng o’zgarmas tezlanishni oladi.
Xarakat ox ukida (tuknashish oldidan) tartibli xarakat tezligi quyidagi o’rtacha qiymatga erishadi.
Bu erda τ - elektronning ion bilan tuknashguncha bo’lgan o’rtacha vakt.
Drude elektronlarning tezliklar bo’yicha taksimotini xisobga olmadi. U xamma elektronlar uchun bir xil qiymatga ega deb qabul kildi.
λ - o’rtacha erkin yugirish masofasi, v - elektronlarning issiqlik xarakati tezligi.
(4) ni (3) ga kuysak:
tezlik u vakt bo’yicha chizikli o’zgaradi, shuning uchun uning o’rtacha qiymati maksimal qiymatining yarmiga teng.
Bizga ma’lum edi, demak:
Tok zichligi kuchlanishga proportsional chiqdi. Bizga ma’lum jqσE Om qonunining differentsial ifodasi edi. Buni solishtirib:
ifodasi topiladi.
Agar elektronlar panjara ionlari bilan tuknashmaganda edi erkin chopish masofasi, demak o’tkazuvchanlik cheksiz katta bular edi. SHunday qilib, metallarning elektr qarshiligini yuzaga keltiruvchi omil, erkin elektronlarning panjara ionlari bilan tuknashuvi ekan.
Vidoman-Frants qonuni. Tajribadan ma’lumki, metall yuqori elektr o’tkazuvchanlikdan tashqari, yuqori issiqlik o’tkazuvchanlikka xam egadir. Vidoman va Frants 1953 yilda issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsentini c elektr o’tkazuvchanlik koeffitsenti nisbati xamma metallar uchun taxminan bir xil ekanini va absolyut temperaturaga proportsional o’zgarishini aniqlashdi, ya’ni:
Xona temperaturasida alyuminiy uchun 5,8·10- 6 mis uchun 6,4·10-6, rux uchun 7,0·10-6 . Metallarda issiqlik tashish vazifasini elektronlar bajaradi, dielektriklarda esa kristall panjara bajaradi. Shuning uchun metallarda issiqlik o’tkazuvchanlik katta. Elektronlarni xuddi bir atomli gazlarga uxshatsak, issiqlik o’tkazuvchanlik ifodasini gazlarning kinetik nazariyasi ifodasidan olishimiz mumkin.
(m·n bilan gaz zichligi belgilandi, urniga v olindi).
Bir atomli gazning solishtirma issiqlik sig’imi
Bu qiymatni c ifodasiga kuysak:
ga bo’lsak: kelib chiqadi.
almashtirishni bajarsak: bu ifoda
Videman-Frants qonunini ifodalaydi.
va uy temperaturasi Tq300K bo’lsa, xosil bo’lib, bu ifoda tajriba natijasiga juda yaqin keladi, lekin eksperiment bilan moslik favkuloddagi xol edi. Lorents elektronlarni tezliklar bo’yicha taksimotini xisobga olganda bu nisbat chiqdi.
Bu masalaning xakikiy javobini keyinchalik kvant nazariyasi bo’yicha berildi.
Klassik elektron nazariya Om , Joul’ Lents qonunlarini tushuntirib berdi. Lekin bu nazariyaning bir kator kamchiliklari xam mavjud. formuladan chiqadiki, metallarning qarshiligi (ya’ni s ga teskari bo’lgan kattalik) T ning kvadrat ildizi bo’yicha ortishi kerak. (chunki, demak ) aslida n va l larning temperaturaga bog’lanishiga nazariyada xech qanday asos yuk. issiqlik xarakat tezligi . Demak, . Tajriba esa p~T ekanini ko’rsatadi, ya’ni ga nisbatan usish kattarok. Klassik nazariyaning ikkinchi qiyinchilikka uchragani shundan iboratki, elektron gazi qiymatga teng bo’lgan molyar issiqlik sig’imiga ega bo’lishi kerak. Bu qiymatni 3R ga teng bo’lgan panjara issiqlik sig’imiga qushsak metallning klagramm-atom issiqlik sig’imi uchun qiymatni olamiz. Shunday qilib, klassik elektron nazariyaga asosan metallning klogramm-atom issiqlik sig’imi dielektronikadan 1,5 marta ortiq bo’lishi kerak (dielektrikniki 3R ga teng, metalniki esa q4,5R chiqayapdi).
Aslida esa metallning issiqlik sig’imi nometallardan kup farq kilmaydi. Bunday mos kelmaslikni Kvant nazariyasi tushuntirib beradi. Lekin klassik nazariya xam kontsentratsiyasi kichik bo’lgan, masalan, Yarim o’tkazgichlar uchun uz kuchini saqlaydi. Klassik nazariya mavjud protsesslarni kvant nazariyasiga qaraganda soddaroq tushuntiradi. Shuning uchun Yarim o’tkazgichlarda klassik nazariyadan keng foydalaniladi.
Tok o’tishida himiyaviy o’zgarish yuz beradigan moddalar elektrolitlar deb ataladi. Bunday elektr toki ion o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan suyuq o’tkazgichlar orqali o’tadi. Bularga misol qilib tuz, ishqor yoki kislotalarning suvdagi eritmalari olinadi. Elektrolitlarda tok tashuvchilar bo’lib molekulalari eritilgan modda eritmalarida dissotsiatsiyalana-digan (parchalanadigan) ionlar xizmat qiladi. Elektrolit orqali tok o’tishi elektrolitlarda elektrolitning tarkibiy qismlari ajralishi bilan kuzatiladi. Bu xodisaga elektroliz deyiladi.
Faradey 1836 yilda elektroliz qonunlarini tajriba orqali aniqladi.
|
| |