Электронная проводимость металлов - История изменений

User33 в 14:37, 5 июля 2012

2012-07-05T14:37:57Z

User3 в 17:52, 28 августа 2010

2010-08-28T17:52:17Z

← Предыдущая		Версия 17:52, 28 августа 2010
Строка 5:		Строка 5:
	<metakeywords>Физика, 10 класс, Электронная проводимость металлов</metakeywords>		<metakeywords>Физика, 10 класс, Электронная проводимость металлов</metakeywords>

-	Начнем с металлических проводников. Вольт-амперная характеристика этих проводников нам известна, но пока ничего не говорилось о ее объяснении с точки зрения молекулярно-кинетической теории.<br>   Носителями свободных зарядов в металлах являются электроны. Их концентрация велика - порядка 10<sup>28</sup> 1/м<sup>3</sup>. Эти электроны участвуют в беспорядочном тепловом движении. Под действием электрического поля они начинают перемещаться упорядоченно со средней скоростью порядка 10<sup>-4</sup> м/с.<br>   '''Экспериментальное доказательство существования свободных электронов в металлах.''' Экспериментальное доказательство того, что проводимость металлов обусловлена движением свободных электронов, было дано в опытах Л.И.Мандельштама и Н. Д. Папалекси (1913), Б. Стюарта и Р. Толмена (1916). Схема этих опытов такова.<br>   На катушку наматывают проволоку, концы которой припаивают к двум металлическим дискам, изолированным друг от друга (''рис.16.1''). К концам дисков при помощи скользящих контактов подключают гальванометр.<br>[[Image:~~a16~~.1.jpg\|center]]   Катушку приводят в быстрое вращение, а затем резко останавливают. После резкой остановки катушки свободные заряженные частицы некоторое время движутся относительно проводника по инерции и, следовательно, в катушке возникает электрический ток. Ток существует незначительное время, так как из-за сопротивления проводника заряженные частицы тормозятся и упорядоченное движение частиц, образующее ток, прекращается.<br>   Направление тока в этом опыте говорит о том, что он создается движением отрицательно заряженных частиц. Переносимый при этом заряд пропорционален отношению заряда частиц, создающих ток, к их массе, т. е. ''\|q\|/m''. Поэтому, измеряя заряд, проходящий через гальванометр за время существования тока в цепи, удалось определить это отношение. Оно оказалось равным 1,8•10<sup>11</sup> Кл/кг. Эта величина совпадала с отношением заряда электрона к его массе ''е/m'', найденным ранее из других опытов.<br>   '''Движение электронов в металле.''' Электроны под влиянием силы, действующей на них со стороны электрического поля, приобретают определенную скорость упорядоченного движения. Эта скорость не увеличивается в дальнейшем со временем, так как, сталкиваясь с ионами кристаллической решетки, электроны теряют направленное движение, а затем опять под действием электрического поля начинают двигаться направленно. В результате средняя скорость упорядоченного движения электронов оказывается пропорциональной напряженности электрического поля в проводнике ''v ~ E'' и, следовательно, разности потенциалов на концах проводника, так как [[Image:~~a110~~-4.jpg]], где ''l'' - длина проводника.<br>   Сила тока в проводнике пропорциональна скорости упорядоченного движения частиц (см. формулу (15.2)). Поэтому можем сказать, что сила тока пропорциональна разности потенциалов на концах проводника: ''I ''~'' U''. В этом состоит ''качественное объяснение закона Ома'' на основе электронной теории проводимости металлов.<br>   Построить удовлетворительную количественную теорию движения электронов в металле на основе законов классической механики невозможно. Дело в том, что условия движения электронов в металле таковы, что классическая механика Ньютона неприменима для описания этого движения.<br>   Наиболее наглядно это видно из следующего примера. Если экспериментально определить среднюю кинетическую энергию теплового движения электронов в металле при комнатной температуре и найти соответствующую этой энергии температуру, то получим температуру порядка 10<sup>5</sup>-10<sup>6</sup> К. Такая температура существует внутри звезд. Движение электронов в металле подчиняется законам квантовой механики.<br>   Экспериментально доказано, что носителями свободных зарядов в металлах являются электроны. Под действием электрического поля электроны движутся с постоянной средней скоростью, испытывая тормозящее влияние со стороны кристаллической решетки. Скорость упорядоченного движения электронов прямо пропорциональна напряженности поля в проводнике.<br><br><br>   ???<br>   1. Катушка (см. рис. 16.1) вращалась по часовой стрелке, а затем была резко заторможена. Каково направление электрического тока в катушке в момент торможения?<br>   2. Как скорость упорядоченного движения электронов в металлическом проводнике зависит от напряжения на концах проводника?<br>	+	Начнем с металлических проводников. Вольт-амперная характеристика этих проводников нам известна, но пока ничего не говорилось о ее объяснении с точки зрения молекулярно-кинетической теории.<br>   Носителями свободных зарядов в металлах являются электроны. Их концентрация велика - порядка 10<sup>28</sup> 1/м<sup>3</sup>. Эти электроны участвуют в беспорядочном тепловом движении. Под действием электрического поля они начинают перемещаться упорядоченно со средней скоростью порядка 10<sup>-4</sup> м/с.<br>   '''Экспериментальное доказательство существования свободных электронов в металлах.''' Экспериментальное доказательство того, что проводимость металлов обусловлена движением свободных электронов, было дано в опытах Л.И.Мандельштама и Н. Д. Папалекси (1913), Б. Стюарта и Р. Толмена (1916). Схема этих опытов такова.<br>   На катушку наматывают проволоку, концы которой припаивают к двум металлическим дискам, изолированным друг от друга (''рис.16.1''). К концам дисков при помощи скользящих контактов подключают гальванометр.<br>[[Image:A16.1.jpg\|center\|181x309px]]   Катушку приводят в быстрое вращение, а затем резко останавливают. После резкой остановки катушки свободные заряженные частицы некоторое время движутся относительно проводника по инерции и, следовательно, в катушке возникает электрический ток. Ток существует незначительное время, так как из-за сопротивления проводника заряженные частицы тормозятся и упорядоченное движение частиц, образующее ток, прекращается.<br>   Направление тока в этом опыте говорит о том, что он создается движением отрицательно заряженных частиц. Переносимый при этом заряд пропорционален отношению заряда частиц, создающих ток, к их массе, т. е. ''\|q\|/m''. Поэтому, измеряя заряд, проходящий через гальванометр за время существования тока в цепи, удалось определить это отношение. Оно оказалось равным 1,8•10<sup>11</sup> Кл/кг. Эта величина совпадала с отношением заряда электрона к его массе ''е/m'', найденным ранее из других опытов.<br>   '''Движение электронов в металле.''' Электроны под влиянием силы, действующей на них со стороны электрического поля, приобретают определенную скорость упорядоченного движения. Эта скорость не увеличивается в дальнейшем со временем, так как, сталкиваясь с ионами кристаллической решетки, электроны теряют направленное движение, а затем опять под действием электрического поля начинают двигаться направленно. В результате средняя скорость упорядоченного движения электронов оказывается пропорциональной напряженности электрического поля в проводнике ''v ~ E'' и, следовательно, разности потенциалов на концах проводника, так как [[Image:A110-4.jpg\|49x30px]], где ''l'' - длина проводника.<br>   Сила тока в проводнике пропорциональна скорости упорядоченного движения частиц (см. формулу (15.2)). Поэтому можем сказать, что сила тока пропорциональна разности потенциалов на концах проводника: ''I ''~''U''. В этом состоит ''качественное объяснение закона Ома'' на основе электронной теории проводимости металлов.<br>   Построить удовлетворительную количественную теорию движения электронов в металле на основе законов классической механики невозможно. Дело в том, что условия движения электронов в металле таковы, что классическая механика Ньютона неприменима для описания этого движения.<br>   Наиболее наглядно это видно из следующего примера. Если экспериментально определить среднюю кинетическую энергию теплового движения электронов в металле при комнатной температуре и найти соответствующую этой энергии температуру, то получим температуру порядка 10<sup>5</sup>-10<sup>6</sup> К. Такая температура существует внутри звезд. Движение электронов в металле подчиняется законам квантовой механики.<br>   Экспериментально доказано, что носителями свободных зарядов в металлах являются электроны. Под действием электрического поля электроны движутся с постоянной средней скоростью, испытывая тормозящее влияние со стороны кристаллической решетки. Скорость упорядоченного движения электронов прямо пропорциональна напряженности поля в проводнике.<br><br><br>   ???<br>   1. Катушка (см. рис. 16.1) вращалась по часовой стрелке, а затем была резко заторможена. Каково направление электрического тока в катушке в момент торможения?<br>   2. Как скорость упорядоченного движения электронов в металлическом проводнике зависит от напряжения на концах проводника?<br>

-		+	<br> ''Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс''
-	''Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс''	+

	<br> <sub>Материалы [[Физика и астрономия\|по физике]], задание и ответы по классам, планы конспектов уроков [[Физика 10 класс\|по физике для 10 класса]]</sub>		<br> <sub>Материалы [[Физика и астрономия\|по физике]], задание и ответы по классам, планы конспектов уроков [[Физика 10 класс\|по физике для 10 класса]]</sub>

User3 в 17:06, 28 августа 2010

2010-08-28T17:06:01Z

← Предыдущая		Версия 17:06, 28 августа 2010
Строка 1:		Строка 1:
	'''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!\|Гипермаркет знаний]]>>[[Физика и астрономия\|Физика и астрономия]]>>[[Физика 10 класс\|Физика 10 класс]]>>Физика: Электронная проводимость металлов'''		'''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!\|Гипермаркет знаний]]>>[[Физика и астрономия\|Физика и астрономия]]>>[[Физика 10 класс\|Физика 10 класс]]>>Физика: Электронная проводимость металлов'''

		+	<br>

		+	<metakeywords>Физика, 10 класс, Электронная проводимость металлов</metakeywords>

-	<~~metakeywords~~>~~Физика,~~ 10 ~~класс~~, ~~Электронная~~ проводимость металлов</~~metakeywords~~>	+	Начнем с металлических проводников. Вольт-амперная характеристика этих проводников нам известна, но пока ничего не говорилось о ее объяснении с точки зрения молекулярно-кинетической теории.<br>   Носителями свободных зарядов в металлах являются электроны. Их концентрация велика - порядка 10<sup>28</sup> 1/м<sup>3</sup>. Эти электроны участвуют в беспорядочном тепловом движении. Под действием электрического поля они начинают перемещаться упорядоченно со средней скоростью порядка 10<sup>-4</sup> м/с.<br>   '''Экспериментальное доказательство существования свободных электронов в металлах.''' Экспериментальное доказательство того, что проводимость металлов обусловлена движением свободных электронов, было дано в опытах Л.И.Мандельштама и Н. Д. Папалекси (1913), Б. Стюарта и Р. Толмена (1916). Схема этих опытов такова.<br>   На катушку наматывают проволоку, концы которой припаивают к двум металлическим дискам, изолированным друг от друга (''рис.16.1''). К концам дисков при помощи скользящих контактов подключают гальванометр.<br>[[Image:a16.1.jpg\|center]]   Катушку приводят в быстрое вращение, а затем резко останавливают. После резкой остановки катушки свободные заряженные частицы некоторое время движутся относительно проводника по инерции и, следовательно, в катушке возникает электрический ток. Ток существует незначительное время, так как из-за сопротивления проводника заряженные частицы тормозятся и упорядоченное движение частиц, образующее ток, прекращается.<br>   Направление тока в этом опыте говорит о том, что он создается движением отрицательно заряженных частиц. Переносимый при этом заряд пропорционален отношению заряда частиц, создающих ток, к их массе, т. е. ''\|q\|/m''. Поэтому, измеряя заряд, проходящий через гальванометр за время существования тока в цепи, удалось определить это отношение. Оно оказалось равным 1,8•10<sup>11</sup> Кл/кг. Эта величина совпадала с отношением заряда электрона к его массе ''е/m'', найденным ранее из других опытов.<br>   '''Движение электронов в металле.''' Электроны под влиянием силы, действующей на них со стороны электрического поля, приобретают определенную скорость упорядоченного движения. Эта скорость не увеличивается в дальнейшем со временем, так как, сталкиваясь с ионами кристаллической решетки, электроны теряют направленное движение, а затем опять под действием электрического поля начинают двигаться направленно. В результате средняя скорость упорядоченного движения электронов оказывается пропорциональной напряженности электрического поля в проводнике ''v ~ E'' и, следовательно, разности потенциалов на концах проводника, так как [[Image:a110-4.jpg]], где ''l'' - длина проводника.<br>   Сила тока в проводнике пропорциональна скорости упорядоченного движения частиц (см. формулу (15.2)). Поэтому можем сказать, что сила тока пропорциональна разности потенциалов на концах проводника: ''I ''~'' U''. В этом состоит ''качественное объяснение закона Ома'' на основе электронной теории проводимости металлов.<br>   Построить удовлетворительную количественную теорию движения электронов в металле на основе законов классической механики невозможно. Дело в том, что условия движения электронов в металле таковы, что классическая механика Ньютона неприменима для описания этого движения.<br>   Наиболее наглядно это видно из следующего примера. Если экспериментально определить среднюю кинетическую энергию теплового движения электронов в металле при комнатной температуре и найти соответствующую этой энергии температуру, то получим температуру порядка 10<sup>5</sup>-10<sup>6</sup> К. Такая температура существует внутри звезд. Движение электронов в металле подчиняется законам квантовой механики.<br>   Экспериментально доказано, что носителями свободных зарядов в металлах являются электроны. Под действием электрического поля электроны движутся с постоянной средней скоростью, испытывая тормозящее влияние со стороны кристаллической решетки. Скорость упорядоченного движения электронов прямо пропорциональна напряженности поля в проводнике.<br><br><br>   ???<br>   1. Катушка (см. рис. 16.1) вращалась по часовой стрелке, а затем была резко заторможена. Каково направление электрического тока в катушке в момент торможения?<br>   2. Как скорость упорядоченного движения электронов в металлическом проводнике зависит от напряжения на концах проводника?<br>


		+	''Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс''

-	~~''Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс''~~	+	<br> <sub>Материалы [[Физика и астрономия\|по физике]], задание и ответы по классам, планы конспектов уроков [[Физика 10 класс\|по физике для 10 класса]]</sub>
-		+
-	<br> <sub>Материалы [[~~Физика_и_астрономия~~\|по физике]], задание и ответы по классам, планы конспектов уроков [[~~Физика_10_класс~~\|по физике для 10 класса]]</sub>	+

	'''<u>Содержание урока</u>'''		'''<u>Содержание урока</u>'''

User3: Создана новая страница размером '''Гипермаркет знаний>>[[Физика и аст...

2010-08-28T16:53:07Z

Создана новая страница размером '''Гипермаркет знаний>>[[Физика и аст...

Новая страница

'''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]>>[[Физика 10 класс|Физика 10 класс]]>>Физика: Электронная проводимость металлов'''

<metakeywords>Физика, 10 класс, Электронная проводимость металлов</metakeywords>

''Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс''

 Материалы [[Физика_и_астрономия|по физике]], задание и ответы по классам, планы конспектов уроков [[Физика_10_класс|по физике для 10 класса]]

'''Содержание урока'''
'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] конспект урока '''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] опорный каркас
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] презентация урока
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] акселеративные методы
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] интерактивные технологии

'''Практика'''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] задачи и упражнения
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] самопроверка
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] практикумы, тренинги, кейсы, квесты
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] домашние задания
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] дискуссионные вопросы
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] риторические вопросы от учеников

'''Иллюстрации'''
'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] аудио-, видеоклипы и мультимедиа '''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] фотографии, картинки
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] графики, таблицы, схемы
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] юмор, анекдоты, приколы, комиксы
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

'''Дополнения'''
'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] рефераты'''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] статьи
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] фишки для любознательных
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] шпаргалки
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] учебники основные и дополнительные
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] словарь терминов
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] прочие

Совершенствование учебников и уроков
'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] исправление ошибок в учебнике'''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] обновление фрагмента в учебнике
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] элементы новаторства на уроке
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] замена устаревших знаний новыми

'''Только для учителей'''
'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] идеальные уроки '''
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] календарный план на год
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] методические рекомендации
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] программы
[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px]] обсуждения

'''Интегрированные уроки'''

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, [http://xvatit.com/index.php?do=feedback напишите нам].

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - [http://xvatit.com/forum/ Образовательный форум].