Орындаған: Бұрхан Аймекен, Жұмабек Назерке, Елекешова Малика, Гаржаубаева Райхан, Егізбай Айдана Топ: Фок-201
Металдардың түйісуінің потенциалдар айырмасы. Вольтаның заңдары
жүктеу/скачать 198,95 Kb.
|
Лекция 2 (копия)
| Металдардың түйісуінің потенциалдар айырмасы. Вольтаның заңдары
Екі түрлі металл түйіскен кезде олардың арасында потенциалдар айырмасы пайда болатынын 1797 жылы Вольта ашқан болатын. Классикалық электрондық теория тұрғысынан алып қарастыратын болсақ, онда ішкі түйісу потенциалдар айырмасының туу себебі, олардың еркін электрондарының концентрациясы (бірлік көлеміндегі электрондар саны) әр түрі болатындығына байланысты түсіндіруге болады. Егер болса, онда 2 металдан 1 металға қалыңдығы өте жұқа қабат арқылы диффузияланып кіретін электрондардың саны көбірек болады (1.12 сурет). Осы қабат дәл ортасынан түйісу беті арқылы екіге бөлінеді. Өсі түйісу бетіне перпендикуляр және табандары оған параллель орналасқан элементарь цилиндрді алып қарастырайық. Цилиндрдің ұзындығы , табандарының ауданын болсын. Түсінікті болу үшін цилиндрді жекеше үлкейтіп бейнелейік (1.13 сурет). 2 1 1.1.сурет 2 1 1.2 сурет Цилиндрдің 2табаны орналасқан жердің бірлік көлеміндегі электрондар саны , ал 1табаны жатқан жерде олардың саны болсын. Лоренц гипотезасы бойынша металдың ішіндегі еркін электрондар, газдардың кинетикалық теориясының негізгі ұғымдарын қанағаттандырады. Сондықтан оларды электрондардық газ деп атаймыз. Электрондық газ цилиндрдің оң қол жақ табанына , ал сол қол жақ абанына қысым түсіреді. Цилиндрдегі электрондарға шамасы қысымдардың айырмасына тең қысым күші әсер етеді. Осы күштің әсерінен солдан оңға қарай өтетін электрондардың саны көбірек болады, нәтижесінде цилиндрдің сол жағы оң, ал оң жағы теріс зарядталады. Сөйтіп, цилиндрдің табандарының аралығында потенциалдар айырмасымен бірге электр өрісі де пайда болады. Бұл өріс электрондардың қозғалысына кедергі жасайды. Кернеулігі электр өрісінің тарапынан цилиндрдегі электрондарға әсер ететін күші қысым күшіне теңескен кезде , электрондардың түйісу беті арқылы ауысуы тоқталады. Электрондық газдың қысымы болатын ескерсек: . Электрондық газға электр өрісінің тарапынан әсер ететін күш: , мұндағы цилиндрдегі электрондардың қорытқы заряды. (1.11) өрнегіне және шамалардың мәнін қойып, сонымен қатар ондағы болатынын ескерсек: . Соңғы өрнектің екі жағын интегералдайық: , бұдан . (1.12) Егер түйісуші металдардың электрон шығу жұмыстары әр түрлі болса, онда: . (1.13) (1.12) және (1.13) өрнектері Вольтаның бірінші заңының математикалық сипаттамасы болып табылады. Бұдан әр түрлі екі металдың түйісу аумағында пайда болған потенциалар айырмасы олардың химиялық тегіне және температураға тәуелді екенін көреміз. Вольта т.б. көптеген металдарды осы рет бойынша түйістіріп, олардың түйісу құбылысын зерттеу нәтижесінде екінші заңын тұжырымдаған. Тізбектей түйістірген көптеген металдардың екі ұшының потенциалар айырмасы бастапқы және ең соңғы екі металдың түйісуінің потенциалар айырмасына тең. . (1.14) Металдардың түйіскен ұштарының аралығында потенциалдар айырмасының пайда болу себебі, олардың түйіскен жеріндегі
1 1 2 2 3 3 4 4 1.14сурет электрондардың энергия деңгейлері бірдей емес, айырмашылықта болуына байланысты түсіндіріледі. Өйткені әр түрлі металдардың жылу және электр өткізгіштіктері, яғни еркін электрондарының концентрациялары әр түрлі болады. Бұл процесс температураға да тәуелді. жүктеу/скачать 198,95 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|