Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Фізичні властивості електронів

Електрон – це елементарна заряджена частинка, яка має:

· негативний заряд е = 1,6 10-19 Кл;

· масу m0 = 9,7 10-31 кг;

· радіус rе = 2,8 10-15 м;

· питомий заряд е/m0 = 1,759 1011 Кл/кг

Жодна інша частинка не має такого великого значення е /m0, як електрон. Тому його легко відрізнити від інших часток.

Електрони мають такі властивості:

1) в електричному полі вони зазнають дію самі і самі можуть створювати електричне поле;

2) відштовхуються один від одного;

3) рухомі електрони утворюють електричний струм. Отже, так само, як і електричний струм, що проходить по провіднику, потік електронів створює магнітне поле і в поперечному полі сам зазнає дію сили;

4) рухомі електрони мають кінетичну енергію, що дорівнює (m0V2)/2. При зіткненні електронів з будь – яким тілом їх кінетична енергія перетворюється в теплову. При співударі рухомих електронів з нейтральними атомами кінетична енергія електронів може також витрачатися на іонізацію або збудження атомів;

5) завдяки великому значенню е/m0електрон має велику рухливість.

Електрони мають подвійну природу. Згідно квантової теорії електрони мають властивості не тільки матеріальних частинок (корпускул), а й хвильові. Електронам, як і світловим променям властиве явище дифракції, тобто огинання хвилями перешкоди, що стоїть на їхньому шляху. В більшості електронних приладів хвильові властивості електронів не виявляються і потік електронів розглядають як рух матеріальних часток.

 

Робота виходу електронів

Розподілення Фермі

При температурі абсолютного нуля (Т = 0 К) і відсутності інших джерел збудження електрони в атомах будь-якої речовини займають рівні з найменшою енергією. В провідниках, які мають високу концентрацію електронів в зоні провідності, розподілення електронів за величинами енергії зображають графіком, названим розподіленням Фермі (рис. 6). По осі абсцис відкладають значення енергії, а по осі ординат – кількість електронів.

Рис. 6 Графік розподілення електронів за величинами енергії в зоні провідності (розподілення Фермі).

Із графіка видно, що при температурі абсолютного нуля (крива 1) відсутні електрони, що мають енергію більшу за WF (рівень Фермі). Величина WF залежить від фізичних властивостей матеріалу і визначається за формулою:

WF= h2/2m (3 N/8p)2/3 = 3,64 10-15N2/3, (7)

де h – постійна Планка;

mе– маса електрона;

N – число вільних електронів в 1 см3 провідника (концентрація).

Звідси, знаючи концентрацію вільних електронів N можна вирахувати енергію Фермі. В металах N» 1022 .....1023. Для вольфраму, наприклад

N = 1,26 1023 1/см3, тоді WF = 8,95 еВ.

Дослідити показують, що величина енергії WF слабо залежить від температури. Чим вища температура (крива 2), тим більше появляється електронів, що мають енергію дещо вищу за WF, причому максимум кривої розподілення зсувається вліво.




©2015 studenchik.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.