- •Билеты по физике
- •1.Закон Кулона. Напряженность эп. Принцип суперпозиции.
- •2.Поток вектора напряженности эп. Теорема Гаусса.
- •9. Электрическое поле в веществе.
- •10. Поляризация диэлектриков.
- •13. Условия для электростатического поля на границе раздела двух диэлектриков.
- •13. Условия для электростатического поля на границе раздела двух диэлектриков
- •Другие варианты ответа на вопрос:
- •14. Сегнетоэлектрики
- •15. Проводники в электрическом поле поверхностная плотность индуцированных зарядов
- •16. Электрическая емкость уединенного проводника. Конденсатор. (я не знаю что из того нужно, поэтому скопировала все на всякий случай)
- •17. Энергия электростатического поля
- •Интегральное представление энергии непрерывного распределения зарядов, cравнение со случаем энергии системы точечных зарядов
- •Электрическая энергия заряженных уединенного проводника и конденсатора
- •20. Электрический ток и его характеристики. Уравнение неразрывности.
- •21.Основы классической электронной теории электропроводности металлов
- •22. Закон Ома в дифференциальной форме
- •23.Электропроводность газов. Границы применимости закона Ома.
- •24. Магнитная индукция. Сила Лоренца.
- •25. Закон Био-Савара-Лапласса.
- •26. Магнитное поле прямого тока
- •27. Магнитное поле кругового тока
- •28. Теорема о циркуляции вектора b
- •29. Сила Лоренца
- •31. Сила взаимодействия токов
- •32. Магнитное поле в веществе. Магнетон Бора.
- •33 Напряженность магнитного поля. Вектор намагниченности:
- •34 Типы магнетиков. Диамагнетизм. Парамагнетизм
- •35. Ферромагнетизм.
- •36. Теорема о циркуляции для магнитного поля в веществе
- •39. Энергия магнитного поля.
- •Виды поляризации.
- •Энергия электромагнитных волн
- •45. Вектор Пойнтинга.
- •47. Интерференция света от двух точечных источников.
- •Спираль Френеля
- •51.Дифракция на щели
- •52.Дифракционная решетка
- •53.Голография.
- •54.Поляризация света.Закон Брюстера.
- •55. Рубиновый лазер
- •60. Уравнение Шредингера. Свойства волновой функции.
- •Другой вариант ответа:
21.Основы классической электронной теории электропроводности металлов
Исходя из представлений о свободных электронах, Друде разработал классическую теорию электропроводности металлов, которая затем была усовершенствована Лоренцем. Друде предположил, что электроны проводимости в металле ведут себя подобно молекулам идеального газа. В промежутках между соударениями они движутся совершено свободно, пробегая в среднем некоторый путь . Правда в отличие от молекул газа , пробег которых определяется соударениями молекул друг с другом, электроны сталкиваются преимущественно не между собой, а с ионами, образующими кристаллическую решетку металла. Эти столкновения приводят к установлению теплового равновесия между электронным газом и кристаллической решеткой. Полагая, что на электронный газ могут быть распространены результаты кинетической теории газов, оценку средней скорости теплового движения электронов можно произвести по формуле . Для комнатной температуры ( 300К) вычисление по этой формуле приводит к следующему значению: . При включении поля на хаотическое тепловое движение, происходящее, со скоростью , накладывается упорядоченное движение электронов с некоторой средней скоростью . Величину этой скорости легко оценить, исходя из формулы, связывающей плотность тока j с числом n носителей в единице объема, их зарядом е и средней скоростью :
Предельная допустимая техническими нормами плотность тока для медных проводов составляет около 10 А/мм2 = 107 А/м2. Взяв для n=1029 м-3, получим Таким образом, даже при больших плотностях тока средняя скорость упорядоченного движения зарядов в 10^8 раз меньше средней скорости теплового движения . |
Согласно классической теории средняя длина свободного пробега не зависит от температуры и равна среднему межатомному расстоянию в кристалле. Поэтому, согласно формулe температурная зависимость сопротивления определяется температурной зависимостью скорости теплового движения . Тогда удельное сопротивление согласно классической теории определяется выражением . Однако, экспериментальные данные показывают, что для металлов сопротивление в широком интервале растет линейно с ростом температуры .
основное допущение этой теории – рассмотрение свободных электронов металла как частиц идеального газа, подчиняющихся статистике Максвелла-Больцмана, является неправильным.
22. Закон Ома в дифференциальной форме
Закон Ома в интегральной форме для однородного участка цепи (сила тока на участке, не содержащем ЭДС прямо пропорциональна напряжению)
Для однородного линейного проводника выразим R через ρ:
Найдем связь между и в бесконечно малом объеме проводника. В изотропном проводнике (в данном случае с постоянным сопротивлением) носители зарядов движутся в направлении действия силы, т.е. вектор плотности тока и вектор напряженности поля коллинеарны.
Исходя из закона Ома (7.6.1), имеем:
А мы знаем, что или . Отсюда можно записать
это запись закона Ома в дифференциальной форме.
Здесь – удельная электропроводность. Размерность σ – [].