Cтраница 2
Отметим, что в рассмотренной выше трактовке работа выхода электрона равна глубине потенциального ящика. Это соответствует классической электронной теории металлов, в которой предполагается, что кинетическая энергия электронного газа в металле распределена по закону Максвелла и при температуре абсолютного нуля равна нулю. Однако в действительности это не так, и даже при абсолютном нуле кинетическая энергия электронов проводимости не равна нулю. Квантовая теория металлов учитывает это обстоятельство, и поэтому трактовка работы выхода в ней иная. [16]
Отметим, что в рассмотренной выше трактовке работа выхода электрона равна глубине потенциального ящика. Это соответствует классической электронной теории металлов, в которой предполагается, что кинетическая энергия электронного газа в металле распределена по закону Максвелла и при температуре абсолютного нуля равна нулю. Однако в действительности это не так, и даже при абсолютном нуле кинетическая энергия электронов проводимости не равна нулю. Квантовая теория металлов учитывает это обстоятельство и поэтому трактовка работы выхода в ней иная. [17]
Соотношение (6.4) носит название закона Дюлонга и Пти; оно довольно хорошо оправдывается на опыте, в частности и для металлов, где оно на первый взгляд не должно было бы иметь места из-за наличия большого числа свободных электронов. Это одно из основных противоречий классической электронной теории металлов будет подробно обсуждено позже. [18]
Этот результат находится в хорошем согласии с опытом и объясняет малую теплоемкость электронного газа. Тем самым разрешается серьезная трудность классической электронной теории металлов. [19]
Как было указано в § 6, основная трудность классической электронной теории металлов была связана с аномально малой теплоемкостью электронов в металлах. Эту трудность устранил Зоммерфельд, применив к электронам в металле статистику Ферми. [20]
Камерлинг - Оннес2 на заседании Королевской академии наук в Амстердаме сообщил о только что обнаруженном им эффекте - полном исчезновении электрического сопротивления ртути, охлажденной жидким гелием до температуры 4 15 Кельвина. Хотя этого открытия никто не ожидал, и оно противоречило существовавшей в те времена классической электронной теории металлов, тот факт, что первооткрывателем сверхпроводимости стал Камерлинг-Оннес, был не случаен. [21]
Но опыт показывает, что атомные теплоемкости металлов и диэлектриков существенно не отличаются друг от друга. Электронная теория металлов никак не объясняет и зависимость теплоемкости металлов от температуры. Ограниченность классической электронной теории металлов является следствием того, что она рассматривает свободные электроны, как классические частицы, а совокупность их, электронный газ, - как классический идеальный газ. [22]