Средний свободный пробег - электрон
Cтраница 3
В приборах, имеющих накаливаемый катод, существует дуговой несамостоятельный разряд. На катодном участке этого разряда Л ( рис. 1 - 36), длина которого меньше среднего свободного пробега электрона в газе, эмиттированные катодом электроны получают скорости, достаточные для ионизации атомов газа. Непосредственно за ним, на расстоянии от катода, равном среднему свободному пробегу, начинается зона интенсивной ионизации. [31]
Всякая интерпретация экспериментальных результатов должна основываться на заметном уменьшении энергетической щели. Разумно предположить, что вклад в туннельный ток дают только те частицы, которые находятся на расстоянии среднего свободного пробега электронов / от поверхности. Таким образом, если энергетическая щель в поверхностном слое на глубине порядка / мала, то эффективная энергетическая щель, наблюдаемая в туннельных эффектах, будет соответственно тоже мала. Для того чтобы объяснить в то же время эксперименты по теплопроводности, необходимо принять величину энергетической щели в массивном материале равной 3 56& ГС. Авторы считают, что это наиболее удачное объяснение экспериментальных результатов. Существует несколько возможных механизмов, которые могут вызвать такого рода сужение энергетической щели на поверхности. Установлено, что ширина щели вблизи границы раздела только на несколько процентов меньше, чем в массе материала. [32]
Однако этот результат существенно отличается от классического: в знаменателе (13.2) вместо средней тепловой скорости электронов ( и) стоит скорость и0 электрона, находящегося на верхнем занятом энергетическом уровне; эта скорость практически не зависит от температуры металла. Формула (13.2), как и в классической теории, содержит величину ( X), имеющую размерность длины и играющую роль среднего свободного пробега электрона в металле. Чтобы экспериментальные данные соответствовали теоретическим значениям у, следует считать, что величина ( X) составляет сотни межузельных расстояний в решетке. [33]
Терморезистивный эффект - изменение электрического сопротивления проводника или полупроводника, обусловленное исключительно действием его нагревания. При температурах выше температуры Дебая сопротивление чистых металлов определяется, как правило, фононным механизмом рассеяния и увеличивается линейно с повышением температуры, поскольку возрастает рассеяние электронных волн на тепловых колебаниях кристаллической решетки, что означает уменьшение среднего свободного пробега X электронов. При обычной температуре значение X обратно пропорционально первой степени температуры, что приводит к прямой пропорциональности удельного электрического сопротивления р ти / пе температуре. Скорость и и концентрация п в металле практически не зависят от температуры. [35]
Согласно электронной теории сопротивление металлических проводников электрическому току возникает вследствие того, что носители тока - электроны проводимости при своем движении испытывают соударения с ионами кристаллической решетки. При этом движущиеся электроны передают ионам часть своей энергии, приобретенной ими при свободном пробеге в электрическом поле. Различие в сопротивлении различных металлов объясняется различием величины среднего свободного пробега электронов и количества свободных электронов в единице объема металла. [36]
Согласно электронной теории сопротивление металлических проводников электрическому току возникает вследствие того, что носители тока - электроны проводимости при своем движений испытывают соударения с ионами кристаллической решетки. При этом движущиеся электроны передают ионам часть своей энергии, приобретенной ими при свободном пробеге в электрическом поле. Различие в сопротивлении различных металлов объясняется различием величины среднего свободного пробега электронов и количества свободных электронов в единице объема металла. [37]
Рассмотрим масштабный эффект и выясним, какие сведения могут быть получены из опытов в этой области. Наблюдаемые экспериментально свойства металлического образца, размер которого а сравним с длиной среднего свободного пробега электронов /, должны отличаться от свойств так называемого массивного образца. [38]
Все образцы NbsSn были получены методом совместного восстановления галоидов ниобия и олова на стеатитовой подложке, толщина образцов составляла приблизительно 2 54 мкм. Так как поверхность полученного таким образом покрытия обычно очень груба ( по сравнению с глубиной проникновения), образцы механически полировались последовательно на порошках 0 3 и 0 05 мкм. Считается, что механической полировкой нельзя получить хорошей поверхности для микроволнового эксперимента; однако средний свободный пробег электронов в NbsSn уже так мал, что поверхностные дефекты не могут уменьшить его еще больше. Для проверки влияния поверхностных дефектов был приготовлен чрезвычайно гладкий образец без механической обработки поверхности и на нем был произведен эксперимент. Совпадение с результатами, полученными на образцах, отполированных обычным путем, было очень хорошее. [39]
В большинстве случаев совпадение всегда было хорошим, однако пока не ясно, теория или данные по дифракции являются источником расхождения. Теория Займана основана на существенных допущениях, наиболее значительное из которых модель почти свободных электронов. На основании экспериментальных исследований допускается, что модель почти свободных электронов можно применить к щелочным металлам и, возможно, немногим металлам с более высокой валентностью, но вообще средний свободный пробег электрона, определенный экспериментально, короче предсказанного на основании модели свободных электронов. Поэтому использование теории Займана для некоторых металлов ставится под вопрос. [40]
При неконденсированном разряде положительный столб представляет собой источник, во многом сходный с дугой. Получаемые от него спектры являются, как правило, спектрами нейтральных атомов и молекул, но достигаемое число возбужденных состояний больше, чем в пламени или в дуге в воздухе. Так, в присутствии СО или СО2 четвертая положительная система и система Ангстрема молекулы СО легко появляются в положительном столбе, между тем как в пламени СО они не наблюдаются, а в дуге наблюдаются с трудом. Возбуждение, повидимому, обусловлено главным образом электронными ударами; электроны имеют максвелловское распределение скоростей, соответствующее, однако, температуре, значительно превосходящей температуру молекул газа в трубке. Распределение молекул по возбужденным уровням весьма зависит от природы и давления газа в трубке и от напряженности электрического поля вдоль столба. Как понижение давления, так и повышение напряженности поля благоприятствуют более высоким возбужденным уровням. Условия возбуждения, повидимому, зависят главным образом от отношения поля к давлению, Х / р, или, более точно, от произведения Хь-поля на длину среднего свободного пробега электрона. [41]
Страницы: 1 2 3