Электропроводность металла. Зависимость сопротивления от температуры металлов. Явление сверхпроводимости.

Электропроводность в металле находится в энергетически–потенциальной яме.

А_вых

ε_F

Энергия Ферми – максимальная энергия, которой могут обладать е^– в металле при температуре 0⁰.

Рассмотрим полуклассические теории эл.проводности металлов. е^– в металле находятся в хаотичном движении.

– дрейфовая скорость

1) Металл с дефектами; 2) чистый металл

ρ ρ

квант. классич. квант. классич.

з–н. з–н. з–н. з–н.

T<θ T>θ T<θ T>θ

ρ~T⁵ ρ~T ρ~T⁵ ρ~T

ρ_ост

θ T T_к θ T

– температура Дебая.

Полупроводники. Собственная проводимость. Зависимость собственной эл.проводимости от температуры.

При повышении t или под действием света происходит разрыв валентных связей, в результате образуются свободные электроны и дырки. При отсутствии внешнего эл. поля дырки движутся хаотически и могут быть рекомбинировать. Под действием внешнего эл. поля на хаотическое движение накладывается упорядоченное движение, при этом происходит перенос эл. заряда вдоль кристалла, т.е. возникает эл. ток. Собственная проводимость п/п электронная и дырочная.

Примесная проводимость п/п. Возникновение локальных энергетических уровней.

В случае трехвалентной примеси появляются свободные места – дырки, равносильные заряду «+», при этом возникает дополнительная примесная дырочная проводимость. Такой п/п называется п/п p-типа. В этом случае в запрещенной зоне появляются дополнительные энергетические уровни, которые находятся немного выше валентной зоны и называются акцепторными.

донорные уровни

В случае пятивалентной примеси 1 е^– становится лишним, т.е. не учавствует в связи, при этом возникает примесная электронная проводимость. Такой п/п наз п/п n–типа. В этом случае в запрещенной зоне появляется дополнительные уровни, расположенные близко к свободной зоне, которая называется дополнительными уровнями.

Контакт двух проводников. Электронно–дырочный переход. Полупроводниковый диод и его ВАХ.

p-n переход – граница соприкосновения полупроводников p и n типа.

полупроводниковый диод

I

U

Полупроводниковый транзистор и его ВАХи.

Транзистор – это система двух p-n переходов.

p n p

Э Б К Э К

I_Э I_Б I_К

+10В –0,5В –10В

Б

n p n Э К

Э Б К

I_Э I_Б I_К

–10В –0,5В +10В

I_K,μA Б

100 0,8

0,6

50 0,4

I_Б=0,2 μA

0 10 20 U_кэ, В.

(усиления по току,

напряжению,

мощности)

Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии.

L

R

K 2

1

ε

Ключ ставим в положение 1. Эл. поток создает поток сцепления

Ключ ставим в положение 2, магнитный поток убывает и в цепи позникает ε_si, которая совершает работу.

(объемная плотность энергии)

Условия возбуждения вихревого электрического поля. Первое уравнение Максвела.

L

I E_i

B

– первое уравнение Максвела

Циркуляция вектора напряженности Е эл. поля по замкнутому контуру L равна изменению магнитного потока через поверхность S, охватываемую этим контуром.

1. Взаимод. || токов. (1.1)

2. Магнитное поле и его характеристики.

3. Магнитное поле элемента тока.

4. Магнитное поле прямолинейного проводника с током.

5. Магнитное поле кругового тока.

6. Т. о циркуляции в-ра магнитной индукции. Вихревой характер м. п.

7. Магнитное поле тороида и соленоида.

8. Движение заряженных частиц в магнитном поле под действием силы Лоренца. (1.2)

9. Ускорители заряженных частиц.

10. Синхротрон.ю

11. Эффект Холла.

12. Дей-е м. п. на замкн. контур с током. М. момент контура с током.

13. Контактная разность потенциалов двух металлов. Условия возникновения термо ЭДС. Термопара.

14. Магнитный момент атома. Магнитомеханические явления. (2.1)

15. Магнитное поле в веществе. Вектор намагниченности магнетика.

16. В-р напряженности м. п. Связь между м. восприимчивостью и отн. магнитной проницаемостью.

17. Типы магнетиков. Диамагнетики. Парамагнетики.

18. Ферромагнетики. Зависимость в-ра намагниченности, м. индукции и отн. м. прониц. ферромагнетика от напряженности м. п. Гистерезис.

19. Действие магнитного поля на проводник с током. З-н Ампера.

20. Энергетические уровни Эл-в в изолированном атоме и кристалле.

21. М. поток. Т. Остроградского-Гауса для магнитного потока. (2.2)

22. Работа при перемещении проводника с током в магнитном поле.

23. Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Токи Фуко.

24. Потокосцепление. Индуктивность контура. Индуктивность соленоида.

25. Явление самоиндукции. Ток при замыкании, размыкании цепи.

26. Явление взаимной индукции. Взаимная индуктивность. (3.1)

27. Ток проводимости и ток смещения. Возбуждение вихревого магнитного поля.

28. Полная система уравнений Максвела в инт. форме. Их физ. анализ.

29. Система уравнений Максвела в диф. форме. (3.1 -- 3.2).

30. Диф. уравнение Эл/м волны. Монохроматические волны.

31. Осн. Св-ва эл/м волн. Э-я Эл/м волны. Вектор Умова–Пойнтинга.

32. Структура энергетических зон металлов, п/п и диэллектриков.

33. Электропроводность металла. Зависимость сопротивления от температуры металлов. Явление сверхпроводимости. (4.1)

34. Полупроводники. Собственная проводимость. Зависимость собственной эл.проводимости от температуры.

35. Примесная проводимость п/п. Возникновение локальных энергетических уровней.

36. Контакт двух проводников. Электронно–дырочный переход. Полупроводниковый диод и его ВАХ. (4.2)

37. Полупроводниковый транзистор и его ВАХи.

38. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии.

39. Усл. возбуждения вихревого Эл. поля. 1-е уравнение Максвела.