Понятие о квантовой теории электропроводности металлов

Согласно квантовой теории электрон в металле не имеет точной траектории, его можно представить волновым пакетом с групповой скоростью, равной скорости электрона. Квантовая теория учитывает движение электрона в периодическом поле решётки, что приводит к появлению эффективной массы электрона . Расчёт, выполненный на основе этого, приводит к формуле

, (4)

которая по внешнему виде напоминает классическую формулу (3). Здесь n - концентрация электронов проводимости в металле, álFñ - средняя длина свободного пробега электрона, имеющего энергию Ферми, ávFñ - средняя скорость теплового движения такого электрона.

Разгоняться в электрическом поле могут только электроны, энергия которых близка к уровню Ферми [см. лекцию 7], т. е. в проводимости участвует малая часть электронов, импульс которых m*<vF> близок к импульсу электрона на уровне Ферми PF , т. е. m*<vF> . С учётом этого из (4) следует, что g ~ álFñ.

Увеличение температуры приводит к возрастанию тепловых колебаний кристаллической решётки, на которых рассеиваются электроны (на квантовом языке говорят о столкновении электронов с фононами), и длины свободного пробега электрона álFñ~ 1/s ~ . Здесь - площади “сечения” колеблющихся атомов решётки, а - амплитуда колебания. Она связана с температурой ~ . Следовательно, álFñ ~ ~ и удельная электропроводность g ~ álFñ ~ 1/T, что согласуется с экспериментом.

Таким образом, квантовая теория объяснила электропроводность металлов.






Дата добавления: 2016-07-27; просмотров: 1866; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.01 сек.