Контрольные вопросы

1. Что такое термоэлектронная эмиссия?

2. Являются ли электроны в металлах классическими частицами?

3. Почему при термоэлектронной эмиссии распределение свободных электронов можно описать классическим распределением Максвелла?

4. Почему температура газа эмитированных электронов равна температуре катода, поверхность которого они покинули?

5. Почему максимуму дифференциальной функции распределения F(V_r) соответствует точка перегиба на интегральной функции распределения?

6. Выведите функцию распределения Максвелла по энергии (5) на основе функции распределения по модулю скорости.

7. Объясните действие задерживающего потенциала. В чем заключается метод задерживающего электрического поля?

8. Объясните физический смысл работы выхода электрона из металла в клас­сической электронной теории проводимости металлов?

9. На чем основан метод определения температуры электронного газа в данной работе?

10. Какой из статистик (статистика Максвелла−Больцмана, статистика Ферми−Дирака, статистика Бозе−Эйнштейна) описывается поведение термоэлектронного газа?

11. Какое отношение имеет ко всему этому работа выхода электронов за поверхность металлов, где она учитывается?

12. Какой наименьшей скоростью должны обладать свободные электроны в цезии и платине для того, чтобы они могли покинуть металл? Ответ дайте в “общем виде”.

Лабораторная работа 2-3

МОЛЕКУЛЯРНОЕ СТРОЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ И

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ

Цель работы

Рассмотреть различные агрегатные состояния вещества, силы межмолекулярного взаимодействия и изучить капиллярный эффект и явлением поверхностного натяжения в жидкостях.

Задача работы

Определить коэффициент поверхностного натяжения исследуемой жидкости методами отрыва капель, сравнения и компенсации.

Агрегатные состояния

Все вещества состоят из молекул, а физические свойства зависят от того, каким образом упорядочены молекулы и как они взаимодействуют между собой. Агрегатные состояния вещества (от латинского aggrego — присоединяю, связываю) — это состояния одного и того же вещества, переходам между которыми соответствуют скачкообразные изменения свободной энергии, энтропии, плотности и других физических параметров. Газ (французское gaz, происшедшее от греческого chaos - хаос) — это состояние вещества, в котором силы взаимодействия между его частиц пренебрежимо малы. В газах расстояние между молекулами большое по сравнению с их собственными размерами и они свободно изменяют взаимное расположение. В жидкостях молекулы сближены на расстояния, сравнимые с их собственными размерами, они плотно заполняют внутреннее пространство и находятся в постоянном контакте. Жидкость - это агрегатное состояние вещества, промежуточное между твердым и газообразным. Жидкостям присущи некоторые черты твердого вещества (сохраняет свой объем, образует поверхность, обладает определенной прочностью на разрыв) и газа (принимает форму сосуда, в котором находится). Тепловое движение молекул (атомов) жидкости представляет собой сочетание малых колебаний около положений равновесия и частых перескоков из одного положения равновесия в другое. Частые перескоки молекул нарушают дальний порядок в расположении частиц и обусловливают текучесть жидкостей, а малые колебания около положений равновесия обусловливают существование в жидкостях ближнего порядка. Кристаллическое твердое состояние вещества — это агрегатное состояние, которое характеризуется большими силами взаимодействия между частицами вещества (атомами, молекулами, ионами). Частицы твердых тел совершают колебания около средних равновесных положений, называемых узлами кристаллической решетки; структура этих веществ характеризуется высокой степенью упорядоченности.

Жидкости и твердые вещества, в отличие от газов, можно рассматривать как высоко конденсированные среды. В них молекулы (атомы) расположены значительно ближе друг к другу и силы взаимодействия на несколько порядков больше, чем в газах. Поэтому жидкости и твердые вещества имеют существенно ограниченные возможности для расширения. Переходы из более упорядоченного по структуре агрегатного состояния в менее упорядоченное происходят непрерывно с поглощением или выделением энергии и являются фазовыми переходами 1-го рода. В связи с этим вместо понятия агрегатного состояния принято пользоваться более широким понятием — понятием фазы. Фазой называется совокупность всех частей системы, обладающих одинаковым химическим составом и находящихся в одинаковом состоянии.