4 Обработка результатов измерений

4.1 Построить графики согласно таблицы 1 и нанести:

а) на первом графике - экспериментальные точки для первого и второго образцов (ось абсцисс – температура, ось ординат – сопротивление);

б) на втором графике - зависимость сопротивления полупроводника от температуры. Убедиться в нелинейном характере этой зависимости.

4.2 По первом графику найти R₀ – сопротивление металла при t=0⁰C. Для этого продолжить прямую, проведенную по экспериментальной точки до пересечения с осью ординат. Пересечение прямой с осью и даёт значение R_0.

4.3 Найти температурный коэффициент сопротивления металла (α в град^-1).

По формуле: для этого нужно взять крайние табличные значения R для металла и найти α₁ и α₂. Посчитать среднее α_ср по этим двум значениям.

4. Для полупроводника заполните таблицу 2.

Таблица 2

t, 0C
1/Т (K-1)
lnR3 (Ом)

Где 1/Т – обратная величина от абсолютной температуры проводника:

Т= t⁰C +273;

lnR₃ натуральный логарифм от сопротивления проводника.

5. Построить зависимость lnR от 1/T для полупроводника. Убедиться в линейности получившейся зависимости.

6. Найти угловой коэффициент последнего графика.

По формуле: здесь (lnR₁,1/T₁) и (lnR₂ ,1/T₂ ) координаты любых точек (желательно крайних) на прямой, проведенной через экспериментальные данные.

4.7 Найти ширину запрещённой зоны для полупроводника k=1,38·10^-23 Дж/к.

,

По формуле: где k - постоянная Больцмана. Выразить ∆W в электрон-вольтах (е=1,6·10^-19 Кл).

4.8 Сделать выводы о поведении сопротивления с температурой для металлов, полупроводников и сплавов с низким температурным коэффициентом сопротивления. Сравнить ширину запрещенной зоны полупроводника с литературными значениями.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Чем отличаются полупроводники от металлов и диэлектриков по своим электрическим свойствам?

2. Чем объясняется температурная зависимость сопротивления полупроводников?

3. Какова будет проводимость металлов и полупроводников при Т=0К?

4. Как определяется температурный коэффициент сопротивления металлов?

5. В чем заключается явление сверхпроводимости?

6. На чем основано действие термометров сопротивления?

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

1 K работе в лаборатории допускаются студенты, прошедшие инструктаж на рабочем месте с соответствующей отметкой в журнале, ознакомленные с ее устройством, принципом действия и знающие правила техники безопасности при работе с напряжением до 1000 В.

2 Работа в лаборатории проводится согласно общего расписания занятий. Во внеурочное время работа может выполняться только с согласия преподавателя и в присутствии лаборанта.

3 Запрещается включать электрооборудование и приборы без разрешения преподавателя или лаборанта.

4 Перед началом работы с установкой необходимо убедиться, что объект исследования и устройство измерительное заземлены.

5 B установке имеется опасное для жизни напряжение, поэтому при эксплуатации необходимо строго соблюдать соответствующие меры предосторожности:

- перед включением в сеть убедитесь в исправности сетевых шнуров;

- замену любого элемента производите только при отключенном от сети сетевом шнуре;

- при наладке и измерениях пользуйтесь надежно изолированным инструментом и пробниками.

6 Работа в лаборатории разрешается при наличии:

- средств пожаротушения (огнетушитель, кошма, песок);

- аптечки 1 – ой медицинской помощи.

7 Установка не должна подвергаться воздействию капель или брызг каких-либо жидкостей. Никакие емкости с жидкостями не должны устанавливаться на изделии.

8 He допускается перекрывание вентиляционных отверстий, находящихся на крышке корпуса устройства измерительного и объекта исследования.

9 При работе установки происходит нагрев печи до температуры 1250C Поэтому при необходимости ремонта вскрытие печи категорически запрещается до ее полного охлаждения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Савельев И.В. Курс общей физики.-Т.2.-М.: Наука, 2000. -496 с.

2 Савельев И.В. Курс общей физики.-Т.3.-М.: Наука, 2000. - 304 с.

3 Сивухин Д.В. Общий курс физики, т.1,2,3,4,5 –М.: ФИЗМАТЛИТ. 2006. –560с, 544с, 656с, 792с, 784с.

4 Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики с решениями – М.: Высш. Шк., 2002. – 591с

5 Трофимова Т.И. Курс физики. - М.: Высшая школа, 2001. 541с.

6 Яворский Б.М, Сивухин А.А. Основы физики, т.1,2 – М.: Наука, 2001 – 576c,552c.

7 Установка для изучения температурной зависимости электропроводности металлов и полупроводников ФПК-07. Паспорт.