Применение теоремы Гаусса для расчета поля заряженного шара.

При r<R так же, как и в Применение теоремы Гаусса к расчету поля заряженной сферической поверхности. Если rR: Предположим, что шар заряжен с поверхностной плотностью , q=4r³/3, E=r/₀

Классическая теория электропроводности металлов и ее опытное обоснование.

Основное положение: электроны в металле ведут себя подобно молекулам идеального газа. Единственное различие состоит в том, что электроны проводимости в отсутствие электрического поля внутри металла хаотически движутся и сталкиваются с ионами кристаллической решетки металла.

Вывод закона Ома в дифференциальной форме на основе электронной теории.

Средняя скорость хаотического движения определяется по формуле из молекулярной физики =(8kT/(m)), где k–постоянная Больцмана, m–масса молекулы идеального газа, T–температура газа.10⁵ м/с. При включении эл. поля электроны, кроме теплового движения будут участвовать в упорядоченном движении со скоростью u. Тогда j=I/S=q/(tS)=eN/(tS)= =enV/(tS)-enSℓ/(tS)=enuˉ u=j/(en) Плотность тока в металле не превосходит 10⁷/(1.610^-1910²⁸)~10^-3 м/с uˉˉ ˉ+uˉ ˉ H=const Т.к. электрон находится в эл. поле, то на него действует F=eE и по второму закону Ньютона F=ma, т.е. a=eE/m –величина а постоянная  упорядоченное движение электронов равноускоренно. u_max=a=eE/m uˉ=½u_max=½eE/m= =½eE/mj=en uˉ = ½e²nE/(m)= =E, =const– электропроводность.

Виды магнетиков.

Диамагнетики–такие вещества, у которых магнитные моменты атомов или молекул в отсутствии внешнего магнитного поля равны нулю. Это означает, что у диамагнетиков векторная сумма орбитальных магнитных моментов всех электронов атома равна 0 и только в магнитном поле существуют наведенные магнитные моменты. Парамагнетиками называются вещества, у которых атомы или молекулы в отсутствии внешнего поля обладают некоторым постоянным магнитным моментом P_m. Это означает, что векторная сумма орбитальных магнитных моментов всех электронов атома или молекулы отлична от нуля. Орбитальный магнитный момент p_m равен p_m=Isn, где I=e – сила тока, e–абсолютная величина заряда электрона, –число оборотов электрона по орбите в единицу времени, S–площадь орбиты электрона, n–единичный вектор нормали к площади S.

Полупроводники с точки зрения зонной теории.

Полупроводниками называется большое число веществ, удельное сопротивление которых изменяется в широком интервале от 10^-5 до 10⁸ Омм и очень быстро, по экспотенциальному закону, уменьшается с повышением температуры. С точки зрения зонной теории кристаллические полупроводники относятся к типу твердых тел, у которых валентная зона отделена от пустой зоны проводимости сравнительно узким интервалом энергии W₀, меньшим, чем у диэлектрических кристаллов. Переход электрона из валентной зоны полупроводника в зону проводимости означает, что ковалентные связи в атомах кристалла полупроводника нарушаются. Какой–либо из валентных электронов одного из атомов в решетке покидает свое место. В оставленном им месте возникает избыток положительного заряда–положительная дырка. С точки зрения зонной теории это означает, что в валентной зоне кристалла появляется вакантный энергетический уровень. Положительная дырка ведет себя так же, как положительный заряд, равный по величине заряду электрона. На освобожденное электроном место может переместиться другой электрон, а это равносильно перемещению дырки– она появится в новом месте, откуда ушел электрон. Во внешнем электрическом поле электроны во всей массе движутся в сторону, противоположную направлению напряженности электростатического поля. Положительные дырки перемещаются в направлении напряженности поля, т.е. в ту сторону, куда под действием электрического поля перемещался бы положительный заряд.