Презентация «Классическая теория электропроводности металлов»
Смотреть слайды в полном размере 
Вы можете ознакомиться с презентацией онлайн, просмотреть текст и слайды к ней, а также, в случае, если она вам подходит - скачать файл для редактирования или печати. Документ содержит 138 слайдов и доступен в формате ppt. Размер файла: 1.56 MB
Pic.1
Pic.2
Лекция 13 Тема: Классическая теория электропроводности металлов
Pic.3
13. 1 Классическое представление об электропроводности металлов. Экспериментальные данные
Pic.4
Pic.5
Pic.6
Pic.7
Pic.8
Pic.9
Pic.10
13. 2. Вывод законов Ома и Джоуля – Ленца в классической теории электронной проводимости металлов
Pic.11
Pic.12
Pic.13
Pic.14
Pic.15
Pic.16
Pic.17
Pic.18
Pic.19
Pic.20
Pic.21
Pic.22
Pic.23
Pic.24
Pic.25
Pic.26
Эта теория не может, например, объяснить, почему молярная теплоемкость металлов, также как и молярная теплоемкость диэлектрических кристаллов, равна 3R (закон Дюлонга и Пти. ) Эта теория не может, …
Pic.27
13. 3. Сверхпроводимость
Pic.28
Pic.29
Pic.30
Pic.31
Pic.32
Лекция 14. ЭМИССИЯ ЭЛЕКТРОНОВ ИЗ ПРОВОДНИКОВ. КОНТАКТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ НА ГРАНИЦАХ ПРОВОДНИКОВ 14. 1. Эмиссия электронов из проводников 14. 1. 1. Термоэлектронная эмиссия 14. 1. 2. Холодная и взрывная …
Pic.33
14. 1. Эмиссия электронов из проводников Электрон свободен только в границах металла. Как только он пытается перейти границу «металл – вакуум», возникает кулоновская сила притяжения между электроном …
Pic.34
Pic.35
Скачки потенциала на границе металла показаны на рисунке Скачки потенциала на границе металла показаны на рисунке
Pic.36
Для того, чтобы покинуть металл, электрон должен преодолеть потенциальный барьер и совершить работу Для того, чтобы покинуть металл, электрон должен преодолеть потенциальный барьер и совершить работу …
Pic.37
14. 1. 1. Термоэлектронная эмиссия Величина работы выхода зависит от химической природы вещества, от его термодинамического состояния и от состояния поверхности раздела. Если энергия, достаточная для …
Pic.38
Явление испускания электронов нагретыми телами (эмиттерами) в вакуум называется термоэлектронной эмиссией. Явление испускания электронов нагретыми телами (эмиттерами) в вакуум называется …
Pic.39
Нагрев необходим для того, чтобы энергии теплового движения электрона было достаточно для преодоления сил кулоновского притяжения между отрицательно заряженным электроном и индуцируемым им на …
Pic.40
Явление термоэлектронной эмиссии открыто в 1883 г. знаменитым американским изобретателем Эдисоном. Явление термоэлектронной эмиссии открыто в 1883 г. знаменитым американским изобретателем Эдисоном. …
Pic.41
Pic.42
Если катод холодный, то ток в цепи катод – анод практически отсутствует. Если катод холодный, то ток в цепи катод – анод практически отсутствует. При повышении температуры катода в цепи катод – анод …
Pic.43
На рисунке показаны схема вакуумного диода и вольт-амперные характеристики (ВАХ) Ia(Ua) На рисунке показаны схема вакуумного диода и вольт-амперные характеристики (ВАХ) Ia(Ua) Uз– задерживающее …
Pic.44
14. 1. 2. Холодная и взрывная эмиссия Электронную эмиссию, вызываемую действием сил электрического поля на свободные электроны в металле, называют холодной или автоэлектронной эмиссией. Для этого …
Pic.45
Pic.46
Напряженность электрического поля на поверхности острия с радиусом кривизны r и потенциалом U относительно анода равна Напряженность электрического поля на поверхности острия с радиусом кривизны r и …
Pic.47
При и При и что приводит к появлению слабого тока, обусловленного автоэлектронной эмиссией с поверхности катода. Сила эмиссионного тока быстро нарастает с повышением разности потенциалов U. Катод …
Pic.48
Плотность тока АЭЭ равна Плотность тока АЭЭ равна где – коэффициент пропорциональности, определяемый геометрией и материалом катода. Проще говоря, закон Чайльда-Ленгмюра показывает, что плотность …
Pic.49
Pic.50
Взрывная электронная эмиссия (ВЭЭ). Взрывная электронная эмиссия (ВЭЭ). При плотности тока 108 А/см2 и большой концентрации энергии 104 Джм–1 микроострия начинают взрываться и разрушаться. …
Pic.51
ВЭЭ – это единственный вид электронной эмиссии, позволяющий получить потоки электронов мощностью до 10 13 Вт с плотностью тока до 109 А/см2. ВЭЭ – это единственный вид электронной эмиссии, …
Pic.52
Появление электронов в эктоне вызвано быстрым перегревом микроучастков катода и является, по существу, разновидностью термоэлектронной эмиссии. Появление электронов в эктоне вызвано быстрым …
Pic.53
Существование эктона проявляется в образовании кратера на поверхности катода. Существование эктона проявляется в образовании кратера на поверхности катода. Взрывная эмиссия электронов и эктоны играют …
Pic.54
Явление взрывной электронной эмиссии послужило основой для создания импульсных электрофизических установок, таких как сильноточные ускорители электронов, мощные импульсные и рентгеновские устройства, …
Pic.55
14. 1. 3. Фотоэлектронная эмиссия Фотоэлектронная эмиссия (фотоэффект) заключается в «выбивании» электронов из металла при действии на него электромагнитного излучения.
Pic.56
Схема установки для исследования фотоэффекта и ВАХ аналогичны термоэмиссии. Здесь, вместо разогрева катода, на него направляют поток фотонов или - квантов. Схема установки для исследования …
Pic.57
В физических приборах, регистрирующих – излучение, используют фотоэлектронные умножители (ФЭУ). Схема прибора приведена на рисунке. В физических приборах, регистрирующих – излучение, используют …
Pic.58
В ФЭУ используют два эмиссионных эффекта: фотоэффект и вторичную электронную эмиссию, которая заключается в выбивании электронов из металла при бомбардировке последнего другими электронами. В ФЭУ …
Pic.59
Умножение электронов происходит за счет увеличения их числа при последовательном прохождении разности потенциалов между соседними эмиттерами. Умножение электронов происходит за счет увеличения их …
Pic.60
14. 2. Контактные явления на границе раздела двух проводников Как показывает опыт, на контакте двух различных металлов образуется двойной электрический слой и соответствующая разность потенциалов:
Pic.61
Появление двойного электрического слоя обусловлено различием работ выхода электронов из металлов. Появление двойного электрического слоя обусловлено различием работ выхода электронов из металлов. Чем …
Pic.62
Pic.63
Законы Вольты Законы Вольты 1. На контакте двух разных металлов возникает разность потенциалов, которая зависит от химической природы и от температуры спаев. 2. Разность потенциалов на концах …
Pic.64
Pic.65
Результаты эксперимента можно объяснить с позиции классической электронной теории. Результаты эксперимента можно объяснить с позиции классической электронной теории. Если принять, что потенциал за …
Pic.66
При соединении двух разных металлов с работами выхода и При соединении двух разных металлов с работами выхода и возникает избыточный переход электронов из второго металла в первый, так как
Pic.67
В результате концентрация электронов n1 в металле 1 увеличивается, по сравнению с n2, что порождает обратный избыточный поток электронного газа за счет диффузии, противоположный потоку, …
Pic.68
Установившуюся разность потенциалов можно найти из выражения: Установившуюся разность потенциалов можно найти из выражения: Явление возникновения контактной разности потенциалов и ее зависимость от …
Pic.69
Pic.70
Pic.71
Схема термопары состоящей из спая двух разных металлов 1 и 2, показана на рисунке. Схема термопары состоящей из спая двух разных металлов 1 и 2, показана на рисунке. На концах термопары возникает …
Pic.72
Таким образом – термоЭДС термопары: Таким образом – термоЭДС термопары: – постоянная термопары:
Pic.73
Эффектом Пельтье Эффектом Пельтье обратный термоэлектрический эффект. Он заключается в том, что при пропускании тока через термопару, ее спай поглощает или выделяет тепло в зависимости от направления …
Pic.74
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОПАР
Pic.75
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Термопары относятся к классу термоэлектрических преобразователей, принцип действия которых основан на явлении Зеебека: если спаи двух разнородных металлов, образующих замкнутую …
Pic.76
Таким образом, термопара может образовывать устройство, использующее термоэлектрический эффект для измерения температуры. Таким образом, термопара может образовывать устройство, использующее …
Pic.77
Pic.78
В местах подключения проводников термопары к измерительной системе возникают дополнительные термоЭДС. В местах подключения проводников термопары к измерительной системе возникают дополнительные …
Pic.79
Основные параметры термопар промышленного типа
Pic.80
ЗАВИСИМОСТЬ ЭДС
Pic.81
ЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ Отечественная промышленность выпускает электронные термометры для измерения температуры контактным способом. Так, например, одно из отечественных предприятий наладило …
Pic.82
ВНЕШНИЙ ВИД Миниатюрный и контактный термометр
Pic.83
ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ Надежность конструкции датчика, возможность работы в широком диапазоне температур, дешевизна, простота, удобство монтажа, возможность измерения локальной температуры, малая …
Pic.84
ПРИМЕНЕНИЕ Измерение температур с помощью термопар получило широкое распространение для измерения температуры различных объектов, а также в автоматизированных системах управления и контроля.
Pic.85
Электрический ток в полупроводниках Качественное отличие полупроводников от металлов. Электронно-дырочный механизм проводимости чистых беспримесных полупроводников. Электронная и дырочная …
Pic.86
К числу полупроводников относятся многие химические элементы (германий, кремний, селен, теллур, мышьяк и др. ), огромное количество сплавов и химических соединений. К числу полупроводников относятся …
Pic.87
Качественное отличие полупроводников от металлов проявляется прежде всего в зависимости удельного сопротивления от температуры. Качественное отличие полупроводников от металлов проявляется прежде …
Pic.88
Зонная модель электронно-дырочной проводимости полупроводников При образовании твердых тел возможна ситуация, когда энергетическая зона, возникшая из энергетических уровней валентных электронов …
Pic.89
Pic.90
Pic.91
Pic.92
Pic.93
Pic.94
Pic.95
Pic.96
Pic.97
Pic.98
Pic.99
Pic.100
Pic.101
Pic.102
Дырочная проводимость возникает, когда в кристалл германия введены трехвалентные атомы (например, атомы индия, In). Дырочная проводимость возникает, когда в кристалл германия введены трехвалентные …
Pic.103
Pic.104
Pic.105
Pic.106
Электронно-дырочный переход. В современной электронной технике полупроводниковые приборы играют исключительную роль. За последние три десятилетия они почти полностью вытеснили электровакуумные …
Pic.107
Электронно-дырочный переход. Таким образом, на границе полупроводников образуется двойной электрический слой, электрическое поле которого препятствует процессу диффузии электронов и дырок навстречу …
Pic.108
Способность n–p-перехода пропускать ток практически только в одном направлении используется в приборах, которые называются полупроводниковыми диодами. Способность n–p-перехода пропускать ток …
Pic.109
Типичная вольт - амперная характеристика кремниевого диода Типичная вольт - амперная характеристика кремниевого диода
Pic.110
Электронно-дырочный переход. Транзистор Полупроводниковые приборы не с одним, а с двумя n–p-переходами называются транзисторами. Транзисторы бывают двух типов: p–n–p-транзисторы и n–p–n-транзисторы.
Pic.111
Электронно-дырочный переход. Транзистор В транзисторе n–p–n-типа основная германиевая пластинка обладает проводимостью p-типа, а созданные на ней две области – проводимостью n-типа. В транзисторе p – …
Pic.112
Pic.113
Электронно-дырочный переход. Транзистор
Pic.114
Сверхпроводимость Существует одно явление, механизм которого оказалось возможным объяснить лишь в рамках квантовой теории. В 1908 г. голландскому физику Г. Камерлинг-Оннесу удалось получить жидкий …
Pic.115
Pic.116
В 1957 г. Дж. Бардином, Л. Купером, Дж. Шрифером дано квантово-механическое объяснение природы сверхпроводимости (теория БКШ). В 1957 г. Дж. Бардином, Л. Купером, Дж. Шрифером дано …
Pic.117
Pic.118
Pic.119
Pic.120
Pic.121
Pic.122
Электрический ток в электролитах Электролиты. Носители зарядов в электролитах. Электролиз. Электролитическая диссоциация. Закон Фарадея для электролиза. Объединенный закон Фарадея для электролиза.
Pic.123
Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и …
Pic.124
Основными представителями электролитов, широко используемыми в технике, являются водные растворы неорганических кислот, солей и оснований. Основными представителями электролитов, широко используемыми …
Pic.125
Электролиз Это совокупность процессов, протекающих в растворе или расплаве электролита, при пропускании через него электрического тока. Электролиз является одним из важнейших направлений в …
Pic.126
Электрический ток в электролитах представляет собой перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях. Электрический ток в электролитах представляет собой перемещение ионов обоих знаков в …
Pic.127
Закон электролиза был экспериментально установлен английским физиком М. Фарадеем в 1833 году. Закон Фарадея определяет количества первичных продуктов, выделяющихся на электродах при электролизе: …
Pic.128
Так как заряд иона равен произведению валентности вещества n на элементарный заряд e (q0 = ne), то выражение для электрохимического эквивалента k можно записать в виде : Так как заряд иона равен …
Pic.129
Постоянная Фарадея численно равна заряду, который необходимо пропустить через электролит для выделения на электроде одного моля одновалентного вещества. Постоянная Фарадея численно равна заряду, …
Pic.130
* Электролитические процессы *классифицируются следующим образом: * Электролитические процессы *классифицируются следующим образом: получение неорганических веществ(водорода, кислорода, хлора, …
Pic.131
Практическое применение электролиза Электрохимические процессы широко применяются в различных областях современной техники, в аналитической химии, биохимии и т. д. В химической промышленности …
Pic.132
В цветной металлургии электролиз используется для извлечения металлов из руд и их очистки. Электролизом расплавленных сред получают алюминий, магний, титан, цирконий, уран, бериллий и др. В цветной …
Pic.133
Гальванотехника – область прикладной электрохимии, занимающаяся процессами нанесения металлических покрытий на поверхность как металлических, так и неметаллических изделий при прохождении постоянного …
Pic.134
Гальванопластика – получение путем электролиза точных, легко отделяемых металлических копий относительно значительной толщины с различных как неметаллических, так и металлических предметов, …
Pic.135
Кроме указанных выше, электролиз нашел применение и в других областях: Кроме указанных выше, электролиз нашел применение и в других областях: получение оксидных защитных пленок на металлах …
Pic.136
Pic.137
Pic.138
Если вам понравился сайт и размещенные на нем материалы, пожалуйста, не забывайте поделиться этой страничкой в социальных сетях и с друзьями! Спасибо!
