Консультация № 199025
18.07.2020, 07:37
0.00 руб.
0 2 1
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:
Средняя скорость дрейфа электронов в металле составляет 2 миллиметра/секунду Оцените время и длину свободного пробега электронов в этом металле.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
18.07.2020, 13:20
общий
Адресаты:
Я много часов помогал Вам в Вашей Консультации rfpro.ru/question/198964 (искал учебный материал, чертил рисунок по Вашей просьбе, пере-проверял своё решение неоднократно…)
От Вас - никакой благодарности: Ни Оценки за Ответ, ни Спасибо за старания.
Вы создаёте консультации и забрасываете половину из них, отнимая время у экспертов.
давно
Посетитель
226425
1567
21.07.2020, 18:29
общий
это ответ
Здравствуйте, dar777!
Дано:
<v>=2*10-3 м/с
Найти:
[$955$]; т(тау)
Решение:
Полагаю так...
С очень большим приближением можно считать среднюю длину свободного пробега электрона под действием электрического поля (т.е. дрейфа) электронов равной межатомному расстоянию в кристалле d.
[$955$]=d ....... (*)
Здесь нужно понимать, что, кроме [b]дрейфа электронов[/b] при протекания тока в металлических проводниках, также говорят и о [b]тепловом движении электронов[/b], скорость которого зависит от температуры, как у молекул газа. Там уже другие скорости и другие средние значения длины и времени свободного пробега.
Определим размеры элементарного кристалла - кубика, в котором "живет" один атом металла. Например медного (хороший проводник).
Нам понадобятся следующие данные из справочников:
Молярная масса меди
М=63,5*10-3 кг/моль;
Плотность меди
[$961$]=8,9*103 кг/м3;
Число Авогадро
NA=6,0*1023 моль-1
Итак
1. Определим молярный объём меди через плотность и молярную массу
V[$956$]=M/[$961$] = 7,1*10-6 м3/моль;
2. Определим объём элементарного кристалла
V0=V[$956$]/NA = 1,2*10-24 м3;
3. Определим размер стороны "кубика"
d=3[$8730$](V0)~10-8 м;
4. В соответствии с тождеством (*)
[$955$]~10[sup]-8[/sup] м.
5. Тогда среднее время свободного дрейфа электронов
т=[$955$]/<v>~5*10[sup]-6[/sup] c.

Вероятно могут быть и другие способы оценки этих величин.
Думаю, что найденные значения величин будут не сильно отличаться и у других металлических проводников. Порядок так точно не изменится. Можете проверить самостоятельно, например для алюминия - один из самых легких металлов. И сравните с нашими значениями (медь - один из самых тяжелых проводников).
Удачи


Об авторе:
С уважением
shvetski
Форма ответа