Закон - видемана-франец
Cтраница 3
Как следует из закона Видемана-Франца и как подтвердили измерения, электронная часть теплопроводности составляет при комнатных температурах для невырожденных электронов около 0.001 кал. Как показано в разделе тепловых свойств, с появлением собственной проводимости роль носителей тока в теплопроводности повышается. [31]
Концепция рассмотрения электронов как частиц была понята раньше, чем соответствующая концепция для фононов, и, хотя для понимания движения электронов необходимо знать волновые аспекты поведения, теории электро - и теплопроводностей металлов смогли уже в начале этого столетия объяснить большинство экспериментальных данных. Такие теории могут объяснять качественно закон Видемана-Франца [247] и его обобщение, данное Лоренцем [151], причем оба закона первоначально были обнаружены экспериментально. [32]
Вт - Ом / К2 - число Лоренца; сг - электропроводность, ( Ом - м) - 1; Т - температура, К. Для большинства металлов и сплавов закон Видемана-Франца справедлив при высоких и очень низких температурах. [33]
 |
При низких температурах значения. [34] |
Следует отметить что закон Видемана - Франца верен только в области нормальных и высоких температур и не подтверждается в области низких температур. На рис. 95 представлены значения константы закона Видемана-Франца, вычисленные по экспериментальным данным. Мы видим, что при низких температурах у разных металлов обнаруживается неодинаковое отклонение от закона Видемана - Франца. При всем том теоретическое предвычисление константы закона Видемана - Франца, хотя бы только и для достаточно высоких температур, несомненно представляет выдающееся достижение классической теории электропроводности металлов. [35]
 |
Соотношение между максимальной температурой токоввода и падением напряжения на нем при избыточном токе. ( Выделенная точка соответствует оптимальному току. [36] |
При токах выше оптимального напряжение быстро возрастает. Эта зависимость справедлива для всех материалов, удовлетворяющих закону Видемана-Франца. Следовательно, измерение напряжения является чувствительным и удобным методом контроля температуры токоввода. [37]
Тот факт, что столкновения почти упругие, а переданный импульс может быть сравним с импульсом электрона ( hq - hqjj - h / a), позволяет оценивать кинетические коэффициенты с помощью г-приолижения для легких частиц в тяжелом газе ( см. § 9 Гл. Отметим, что такие оценки и b приводят к закону Видемана-Франца как в полупроводниках, так и в металлах. [38]
 |
Атомная теплопроводность различных жидкостей в точках плавления, вычисленная в зависимости от среднего атомного веса. [39] |
Таким образом, в области, где х ха, закон Видемана-Франца описывает х с хорошей точностью. [40]
Таким образом, одновременное появление повышенной теплопроводности, превышающей величину La, задаваемую законом Видемана-Франца ( уравнение ( 2)), и собственной проводимости в полупроводнике не является случайным. Это не противоречит результатам экспериментов, упомянутых выше, и применимости закона Видемана-Франца, а только дополняет их. [41]
Таким образом, одновременное появление повышенной теплопроводности, превышающей величину Z a, задаваемую законом Видемана-Франца ( уравнение ( 2)), и собственной проводимости в полупроводнике не является случайным. Это не противоречит результатам экспериментов, упомянутых выше, и применимости закона Видемана-Франца, а только дополняет их. [42]
В промежуточной области он справедлив с той степенью точности, с которой электрическое добавочное сопротивление можно считать независящим от температуры. Тогда справедливо правило: разность электрических и тепловых сопротивлений двух образцов из одного металла должна удовлетворять закону Видемана-Франца. Если добавочное сопротивление является следствием неправильного вкрапления атомов другого вещества, то вероятность столкновения с одним из этих атомов пропорциональна их числу. При малых концентрациях добавочное сопротивление пропорционально концентрации с. Добавочное сопротивление растет медленнее, чем с, так как увеличение числа посторонних атомов приводит к тому, что рассеяние на них происходит так же, как на стенках основной решетки кристалла. [43]
Значения обоих коэффициентов проводимости, вычисленных таким образом, содержат неопределенный множитель, равный произведению плотности электронного газа на среднюю длину свободного пробега электронов, и поэтому они не могут быть сравнены с опытными данными. Если же взять их отношение, то этот неопределенный множитель исчезает, и мы получаем легко вычисляемое значение, которое находится в точном согласии с законом Видемана-Франца. [44]
При комнатной температуре величина теплопроводности составляет 6 4 - Ю 3 кал / см - сек - град и с ростом температуры уменьшается линейно. В твердом состоянии, вплоть до плавления, основным механизмом переноса тепла является фононный. Электронная доля теплопроводности, вычисленная по закону Видемана-Франца, составляет при комнатной температуре 1 3 - 10 5 кал / см сек град, а с ростом температуры растет, достигая перед плавлением 1 3 - 10 - 3 кал / см - сек - град. От 400 С до точки плавления происходит более крутое уменьшение теплопроводности, что, по-видимому, объясняется переходом соединения Cu3AsSe4 от низкотемпературной тетрагональной модификации к высокотемпературной. [45]
Страницы: 1 2 3 4