Elektroninis metalų laidumas

Šioje temoje aptariamas elektros srovės tekėjimas metalais, paaiškinant elektroninį laidumą, varžos priklausomybę nuo temperatūros ir superlaidumo reiškinį. Paaiškinama, kaip laisvieji elektronai sukuria srovę, kodėl kylant temperatūrai didėja varža, ir kaip kai kurių medžiagų varža tampa nulinė žemoje temperatūroje.

Elektrinės varžos kitimas
Kaitinant metalinį laidininką, jo kristalinės gardelės jonai svyruoja intensyviau, trukdydami laisvųjų elektronų judėjimui ir didindami laidininko savitąją varžą. Ši priklausomybė yra tiesinė: \(\rho = \rho_0(1 + \alpha t)\), kur \(\rho\) – savitoji varža esant temperatūrai \(t\), \(\rho_0\) – savitoji varža esant \(0 \text{ }^\circ\text{C}\), o \(\alpha\) – temperatūrinis varžos koeficientas. \(\alpha\) rodo santykinį varžos pokytį, temperatūrai pakitus vienu laipsniu: \(\alpha = (R - R_0) / (R_0t)\). Grynųjų metalų \(\alpha \approx 1/273 \text{ K}^{-1}\), o kai kurių lydinių (pvz., konstantano) \(\alpha\) yra labai mažas.
Elektros srovė metaluose
Metaluose elektros srovę sukelia laisvųjų elektronų judėjimas. L. Mandelštamo ir N. Papaleksio eksperimentai XX a. pradžioje įrodė, kad staiga sustabdžius ritę, kuria teka srovė, elektronai dėl inercijos juda toliau, sukeldami trumpalaikę srovę. Šios srovės kryptis parodė, kad ją sukelia neigiamosios dalelės (elektronai). Elektriniame lauke elektronai įgyja greitį, proporcingą lauko stipriui (\(v \sim E\)) ir įtampai (\(v \sim U\)), o tai paaiškina Omo dėsnį (\(I \sim U\)).
Superlaidumas
Superlaidumas – tai reiškinys, kai, temperatūrai nukritus žemiau tam tikros kritinės vertės (artimos absoliučiajam nuliui), medžiagos savitoji elektrinė varža staiga sumažėja iki nulio. Šį reiškinį 1911 \(m.\) atrado \(H.\) Kamerlingas Onesas, stebėdamas gyvsidabrį. Medžiagos, pasižyminčios superlaidumu, vadinamos superlaidininkais. Jose elektros srovė teka be energijos nuostolių.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com