Transcript - МОУ СОШ №31 г. Иркутск
«Электрический
ток в различных средах»
Выполнили: Кирдеева Е.С.
Пасик А.И., ученики 10 класса А МОУ СОШ №31 Г.Иркутска, 2010 год.
Оглавление:
Электронная проводимость металлов;
Электрический ток в полупроводниках;
Электрическая проводимость полупроводников при наличии смеси;
Электрический ток в жидкостях;
Электронная проводимость металлов
Электронная проводимость металлов осуществляется за счет наличия в них свободных электронов. Под действием электрического поля электроны движутся с постоянной средней скоростью, испытывая тормозящее влияние со стороны кристаллической решетки металла.
Сила тока в проводнике пропорциональна скорости упорядоченного движения частиц.
I=q
0
nvS – в этом состоит качественное объяснение закона Ома на основе электронной теории проводимости металлов.
Сверхпроводимость
Температура, при которой вещество переходит в сверхпроводящее состояние, называется критической температурой. Это явление было названо сверхпроводимостью. Сверхпроводимость многих металлов и сплавов наблюдается при очень низких температурах – начиная с 25К.
Физический механизм сверхпроводимости довольно сложен. Очень упрощенно его можно объяснить так: электроны объединяются в правильную шеренгу и движутся не сталкиваясь с кристаллической решеткой, состоящей из ионов.
Электрический ток в полупроводниках
У ряда элементов и соединений удельное сопротивление с увеличением температуры не растет, как у металлов, а наоборот, чрезвычайно резко уменьшается. Такие вещества называются полупроводниками.
Полупроводники – это в-ва, наличие в которых свободных заряженных частиц зависит от внешних условий(от температуры). Проводимость полупроводников, обусловленную наличием у них свободных электронов, называют электронной проводимостью.
При разрыве связи между атомами проводника образуется вакантное место с недостающим электроном. Его называют дыркой. В дырке имеется избыточный положительный заряд, по сравнению с остальными, не разорванными связями.
Положение дырки в кристалле не является неизменным. Итак, в полупроводниках имеются носители заряда двух типов: электроны и дырки. Поэтому полупроводники обладают не только электронной, но и дырочной проводимостью.
Электрическая проводимость полупроводников при наличии смеси
Проводимость полупроводников зависит от примесей. Существенная особенность их состоит в том, что при наличии в них примесей наряду с собственной проводимостью возникает примесная проводимость.
Примеси, легко отдающие электроны и следовательно увеличивающие число свободных электронов, называются донорными. Примеси, при наличии которых в полупроводнике образуется дырка, называются акцепторными.
Электрический ток в вакууме
Вакуум – это такое состояние газа, при котором молекулы газа успевают пролететь от одной стенки сосуда к другой, ни разу не испытав соударение друг с другом.
Для создания в вакууме необходим специальный источник заряженных частиц.
Действие такого источника обычно основано на термоэлектронной эмиссии: это свойство тел, нагретых до высокой температуры, испускать заряженные частицы(электроны).
Электрический ток в жидкостях
Жидкости, как и твердые тела, могут быть диэлектриками, проводниками и полупроводниками. К числу диэлектриков относится дистиллированная вода, к проводникам – растворы электролитов: кислоты, щелочи, соли.
Жидкими полупроводниками являются расплавленный селен, расплавы сульфидов и т.д.
Электролитическая диссоциация – это процесс распада электролитов на ионы под влиянием электрического поля. Степень диссоциации – доля в растворенном веществе молекул, распавшихся на ионы. Зависят от температуры, концентрации и электрических св-в растворителя.
Ионная проводимость – это такая проводимость, при которой носителями зарядов в водных растворах или расплавах электролитов являются ионы.
Электролиз – процесс выделения на электроде вещества, связанный с окислительно – восстановительным процессом. Применяется в технике для покрытия поверхности одного металла тонким слоем другого, что препятствует коррозии.
Электрический ток в газах
Процесс прохождения электрического тока через газ называют газовым разрядом.
При обычных условиях газы почти полностью состоят из нейтральных атомов или молекул и, следовательно, являются диэлектриками. Вследствие нагревания или воздействия излучением часть атомов ионизируется – распадается на положительные ионы и электроны.
Механизм проводимости газов похож на механизм проводимости растворов и расплавов электролитов. Различие в том, что отрицательный заряд переносится в основном не ионами, а электронами.
Существенно еще одно различие: в газах образование ионов происходит за счет нагревания либо за счет действия внешних ионизаторов, например излучений.