Всего на сайте:
248 тыс. 773 статей

Главная | Физика

Опыт Стюарта и Толмена  Просмотрен 171

Прямое доказательство того, что носителями заряда являются электроны – опыт Стюарта и Толмена (Калифорнийский университет, 1917 г.).

   
 


Идея эксперимнета: если электроны в металле свободны, то их инерция помешает им свободно следовать за движением решетки, если она будет двигаться ускоренно. Т.е. если потрясти металл, электроны будут отставать, появится относительное движение электронов и решетки-ток. В эксперименте вращали медное кольцо и резко тормозили.

 

 

РИС.18-1

 

(торможение).

Сила, тормозящая электрон:

.

Торможение заряженной частицы эквивалентно действию электрического поля .

По закону Ома:

Полное количество заряда, протекшего через проводник за время торможения:

.

Для различных материалов было найдено:

Cu

Ag

Al

Полученные значения характерны для электронов.

Наивысшая из разрешенных энергетических зон в полупроводниках и диэлектриках, в которой при температуре 0 К все энергетические состояния заняты электронами, называется валентной, следующая за ней — зоной проводимости. В проводниках зоной проводимости называется наивысшая разрешенная зона, в которой находятся электроны при температуре 0 К. Именно по принципу взаимного расположения этих зон все твердые вещества и делят на три большие группы (см. рис.):

· проводники — материалы, у которых зона проводимости и валентная зона перекрываются (нет энергетического зазора), образуя одну зону, называемую зоной проводимости (таким образом, электрон может свободно перемещаться между ними, получив любую допустимо малую энергию);

· диэлектрики — материалы, у которых зоны не перекрываются и расстояние между ними составляет более 3 эВ (для того, чтобы перевести электрон из валентной зоны в зону проводимости требуется значительная энергия, поэтому диэлектрики ток практически не проводят);

· полупроводники — материалы, у которых зоны не перекрываются и расстояние между ними (ширина запрещенной зоны) лежит в интервале 0,1–3 эВ (для того, чтобы перевести электрон из валентной зоны в зону проводимости требуется энергия меньшая, чем для диэлектрика, поэтому чистые полупроводники слабо пропускают ток).

Зонная теория является основой современной теории твердых тел. Она позволила понять природу и объяснить важнейшие свойства металлов, полупроводников и диэлектриков

29вопрос. Проводимость полупроводников. Собственная и примесная (электронная и дырочная) проводимость. Доноры и акцепторы. Температурная зависимость проводимости полупроводников. Контактная разность потенциалов. Полупроводниковый диод и транзистор. Удельная проводимость полупроводников. Собственная и примесная (электронная и дырочная) проводимость. Доноры и акцепторы. Температурная зависимость проводимости полупроводников. Контактная разность потенциалов. Выпрямляющее действие полупроводникового контакта. Полупроводниковый диод и транзистор. Микроэлектроника.

Предыдущая статья:Температурная зависимость электропроводимости металлов Следующая статья:Виды проводимости
page speed (0.0142 sec, direct)