7. Недостатки электронной теории проводимости

Несмотря на то, что электронной теории проводимости металлов объяснила ряд явлений, она имеет и свои недостатки:

• Из теории следовало, что удельное сопротивление должно быть пропорционально корню квадратному из температуры , между тем, согласно опыту, .

• Для того чтобы получить значения удельной электрической проводимости металла, полученных из опыта, приходится принимать среднюю длину свободного пробега электронов в сотни раз большей, чем период решетки металла. Иными словами, электрон должен проходит без соударений с ионами решетки сотни атомов.

• Данная теория не смогла объяснить причину сверхпроводимости.

Приведенные выше недостатки указывают на то, что классическая электронная теория, представляя электрон как материальную точку, подчиняющуюся законам классической механики, не учитывала некоторых специфических свойств самого электрона, которые еще не были известны к началу XX века. Эти свойства были установлены позднее при изучении строения атома, и в 1924 г. была создана новая, так называемая квантовая или зонная теория твёрдого тела.

2. Теория лабораторной работы

В

Рис. 4.

работе исследуются проводники из меди и вольфрама. Нагревание проводников производится одновременно в интервале температур от 20 до . Измерение сопротивлений проводников осуществляется поочередным подключением их к мосту постоянного тока переключателем П (положения 1 и 2 на рис. 4).

Измерение сопротивлений производится непрерывно в процессе нагрева проводников. Рекомендуется фиксировать значения сопротивлений через .

Измерения и обработка результатов

1. Изучить установку и ознакомиться с мостом постоянного тока (см. примечание).

2. С разрешения преподавателя включить прибор и измерить сопротивление металлов при комнатной температуре мостом постоянного тока, записать результаты в таблицу.

3. Включить тумблер "Нагрев". Измерения проводить в процессе нагрева, как указано выше, до . Значения температур и полученные значения сопротивлений занести в таблицу.

4. Обесточить установку.

5. Построить зависимость для различных металлов (на одном графике).

6. Экстраполируя значения и на графике и до , графически определить и .

7. Рассчитать по графику значения и .

8. Сравнить полученные значения с табличными данными, вычислить относительную погрешность измерения, приняв табличные значения за истинные.

Примечание. Подготовка моста постоянного тока к работе

1. Перед измерением убедиться, что стрелка гальванометра установлена на "0".

2. Установить тумблер "СЕТЬ" в положение "ВКЛ." – загорается сигнальная лампочка прибора.

3. Измерение сопротивлений производить по 2–зажимной схеме подключения в следующем порядке:

а

Рис. 5.

) измеряемое сопротивление подключить согласно схеме (рис. 5);

б) переключатель схемы измерения "ПС" установить в положение "2з" (2-зажимная схема включения);

в) на переключателе плеч установить множитель "1";

г) при нажатой кнопке "ГРУБО" вращением рукояток переключателей "х 100", "х 10", "х 1", "х 0,1", "х 0,01" установить стрелку гальванометра на нуль, (кнопкой "ТОЧНО" можно пользоваться с разрешения преподавателя);

д) результат измерения определить по формуле: _, где – множитель переключателя плеч ; – показания рукояток переключателей плеча сравнения соответственно "х 100", "х 10", "х 1", "х 0,1", "х 0,01".

№ п/п		Металл 1 (медь)				Относительная погрешность δ %
		, Ом	, Ом
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Таблица

Металл 2 (вольфрам)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Окончательный результат:

Медь: _______________________________

Вольфрам: ____________________________

4. Проанализировать результаты, сделать вывод.