22.Квантовая теория электропроводности

Квантовая теория электропроводности металлов — теория электропроводности, основывающаяся на квантовой механике и квантовой статистике Ферми - Дирака, — пересмотрела вопрос об электропроводности металлов, рассмотренный в классической физике. Расчет электропроводности металлов, выполненный на основе этой теории, приводит к выражению для удельной электрической проводимости металла

Квантовая теория электропроводности металлов, в частности, объясняет зависимость удельной проводимости от температуры: g ~ 1/T (классическая теория дает, что g ~1/), а также аномально большие величины (порядка сотен периодов решетки) средней длины свободного пробега электронов в металле.

Квантовая теория рассматривает движение электронов с учетом их взаимодействия с кристаллической решеткой. Согласно корпускулярно-волновому дуализму, движению электрона сопоставляют волновой процесс. Идеальная кристаллическая решетка (в ее узлах находятся неподвижные частицы и в ней отсутствуют нарушения периодичности) ведет себя подобно оптически однородной среде — она «электронные волны» не рассеивает. Это соответствует тому, что металл не оказывает электрическому току — упорядоченному движению электронов — никакого сопротивления. «Электронные волны», распространяясь в идеальной кристаллической решетке, как бы огибают узлы решетки и проходят значительные расстояния.

В реальной кристаллической решетке всегда имеются неоднородности, которыми могут быть, например, примеси, вакансии; неоднородности обусловливаются также тепловыми колебаниями. В реальной кристаллической решетке происходит рассеяние «электронных волн» на неоднородностях, что и является причиной электрического сопротивления металлов. Рассеяние «электронных волн» на неоднородностях, связанных с тепловыми колебаниями, можно рассматривать как столкновения электронов с фононами.

Билет 30 Ионизация газов и рекомбинация ионов. Несамостоятельный и самостоятельный газовые разряды. Газоразрядная плазма.

Плазмой называется сильно ионизированный газ в котором концентрация положительных и отрицательных зарядов примерно одинаковы. Различают высокотемпературную плазму и газоразрядную плазму.

газоразрядная - возникает при газовом разряде, высокотемпературная - возникает при сверхвысоких температурах,.

Плазма характеризуется степенью ионизации  - отношением числа ионизированных единиц к полному их числу.

Газоразрядная плазма является неравновесной, неизотермической.высокотемп-изотермическая, равновесная.

Билет 31 Виды разрядов: тлеющий, искровой, дуговой, коронный Виды газовых разрядо Различают следующие типы разрядов: а) Тлеющий разряд – возникает при пониженном давлении газа. Используют в качестве источника света в различных газовых трубках и лампах дневного света. б) Искровой разряд – имеет прерывистую форму даже при использовании источников постоянного тока. Он возникает при давлении порядка атмосферного, если электрическое поле в газовом столбе не очень сильно отличается от однородного. Пример искрового разряда в естественной природе – молния. Искровой разряд сопровождается возникновением и распространением ударных упругих волн, что проявляется на слух.в) Коронный разряд – возникает, если электрическое поле в газовой среде сильно неоднородно. Такое поле всегда существует между двумя электродами с сильно различающейся кривизной их поверхностей. Когда электрическое поле вблизи электрода с большой кривизной достигает В/м, в его окрестности возникает свечение, имеющее вид короны. г) Дуговой разряд – его можно получить, если после возникновения искрового разряда от мощного источника начать постепенно сближать электроды или уменьшать сопротивление внешней цепи. В результате прерывистый искровой разряд становится непрерывным.