1216. Ruch elektronów w metalu
2020-09-07 20:55

Strona główna na telefon

Elektrony swobodne w metalu

Ruch elektronów swobodnych w metalu

Nośnikami ładunku elektrycznego w metalach w stanie stałym są swobodne elektrony i jony metalu "uwięziome" w sieci krystalicznej.

Istnienie elektronów swobodnych w metalach wynika z budowy atomów metali. Elektrony tzw. walencyjne mogą łatwo oderwać się od atomu. Zachodzi to samorzutnie podczas krzepnięcia ciekłych metali.

Ruch elektronów swobodnych w metalu

Ruch elektronów swobodnych w metalu

Średnią energię kinetyczną elektronu możemy zapisać jako trzy drugie k razy T.

k jest stałą Boltzmanna

T to temperatura w skali Kelwina (temperatura bezwzględna).

Temperatura gazu elektronowego jest równa temperaturze metalu - zakładamy bowiem stan równowagi termodynamicznej w metalu

Elektrony traktujemy jak kulki o punktowych rozmiarach. Mają one trzy stopnie swobody, dlatego we wzorze na średnią energię kinetyczną występuje w liczniku współczynnik 3.

W bryle metalu występują również elektrony o innych prędkościach. Z podanego wzoru obliczamy średnią wartość prędkości.

Wyprowadzenie wzoru na średnią szybkość elektronów swobodnych w metalu

Ruch elektronów swobodnych w metalu

Obliczenie średniej szybkości elektronów swobodnych w metalu

Ruch elektronów swobodnych w metalu

Ruch elektronów swobodnych w metalu

Korzystamy ze wzoru wyprowadzonego wyżej.

Zależności wykorzystane do wyprowadzenia wzoru na średnią szybkość elektronów swobodnych dotyczą gazu doskonałego, czyli gazu składającego się z cząstek, które nie oddziałują ze sobą, gdy są oddalone od siebie. Elektrony mają ładunki elektryczne, więc oddziałują ze sobą na wszystkich odległościach. Co umożliwia zastosowanie zależności obowiązujących dla gazu doskonałego?

Ruch elektronów swobodnych w metalu

Ruch elektronów swobodnych w metalu

Ruch elektronów swobodnych w metalu

Ruch elektronów swobodnych w metalu

Ruch elektronów swobodnych w metalu

Ruch elektronów swobodnych w metalu

Częste pytania dotyczące zadań z fizyki

Czy zadanie takie, jak zamieszczone wyżej, mają jakieś znaczenie, zastosowanie, praktyczne?

Jak można zweryfikować otrzymane wyniki liczbowe?

Po co rozwiązujemy takie zadania?

Czy fizyka jest nauką praktyczną? Czy ma jakieś konkretne zastosowania?

Po co niefizykowi potrzebna jest fizyka?

Odpowiedzi często nie zadowalają pytających.

Rozpad promieniotwórczy gamma

Rozpad promieniotwórczy gamma

Z jądra emitowany jest kwant przenikliwego promieniowania elektromagnetycznego.

Liczba masowa jądra nowego jest taka sama jak jądra pierwotnego.

Liczba atomowa jądra nowego jest taka sama jak jądra wyjściowego

9700. ATOM

9000. Mechanika

9200. OPTYKA

9005. Grawitacja

9601. Elektrostatyka

9602. Magnetyzm

9603. Prąd elektryczny

9006. Energia

9007. Szybkość ruchu

9001. Kinematyka

9003. RUCH PO OKRĘGU

9002. Dynamika

9600. Elektromagnetyzm

Potrzebujesz pomocy z historii starożytnej?

Oto kilka przydatnych linków

Starożytny Rzym

Ancient Rome - po angielsku

Starożytny Egipt

Starożytna Grecja

Nowa cywilizacja, która wyłoniła się we wschodniej części basenu Morza Śródziemnego, wiele zawdzięczała starszym tradycjom bliskowschodnim i egejskim. Kolebka starożytnej Grecji

Ancient Greece - po angielsku

Dziedzictwo kulturowe okolic Ełku na Mazurach

Fotografie palm wielkanocnych

Fotografie pisanek wielkanocnych

Pisanki i palmy na Mazurach - artykuł

1198. Przykłady różnych rozpadów promieniotwórczych

Pomoc z matematyki

Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki


Pomoc z historii

Co było powodem olbrzymiego rozkwitu starożytnej Grecji?

9700. ATOM

9000. Mechanika

9200. OPTYKA

9005. Grawitacja

9601. Elektrostatyka

9602. Magnetyzm

9603. Prąd elektryczny

9006. Energia

9007. Szybkość ruchu

9001. Kinematyka

9003. RUCH PO OKRĘGU

9002. Dynamika

9600. Elektromagnetyzm