Cтраница 3
Если электронный газ резко обрывается на поверхности желе, то не будет эффективного потенциала, который в состоянии удерживать электроны в металле. Следовательно, электронный газ должен выходить за пределы металла и создавать там дипольный слой, изображенный на рис. 17.5. Бардин выполнил самосогласованный расчет результирующего потенциала, Заметим, что приближение Томаса - Ферми для этого 17.5. Модель желе для поверхности HP гпггатгя И ч НРГО гпелу - металла. Плотность ионов NWOi, резко не годится, из него следу обрывается на поверхности, а электрон-ет, как нетрудно увидеть, ная плотность тянется значительно даль1 - что уровень Ферми должен ше. [31]
Но электронный газ подчиняется не классической, а квантовой статистике Ферми - Дирака, основанной на принципе Паули. Принцип Паули налагает значительные ограничения на ориентацию спиновых магнитных моментов электронов проводимости. [32]
Поскольку поверхностный электронный газ вырожден, вытесняются электроны, находящиеся на самых высоких электронных уровнях, и при этом снижается поверхностный уровень Ферми металла. Изменение свободной энергии поверхности при полном ее покрытии адсорбированным монослоем составляет 3 8 - 10 - 12 эрг на один электрон, что соответствует 2 37 эВ, или 54 6 ккал / г-экв. [33]
Рассмотрим теперь электронный газ в металлах. При таких значениях N / V и m электронный газ становится невырожденным лишь при температурах, значительно превосходящих 10000 С, при которых металлы не могут существовать в твердом состоянии. Поэтому в реальных условиях электронный газ в металлах всегда вырожден, вследствие чего он должен описываться квантовой статистикой Ферми - Дирака. [34]
Этот электронный газ согласно классической электронной теории может свободно перемещаться только в пределах объема проводника. [35]
Плотность электронного газа в металлах настолько велика ( п0 1028 - т - Ю29 м - 3), что даже при обычных температурах этот газ находится в вырожденном состоянии. [36]
Для электронного газа при температуре Т наиболее вероятная скорость может быть получена из уравнения ( 18); она примерно в 60 раз больше скорости vw для воздуха. [37]
Модель электронного газа ( потенциального ящика) находится в тесной связи с представлениями о подвижности электронов в металлах. Электрическая проводимость осуществляется здесь в результате того, что с одной стороны проводника электроны подаются, а с другой стороны проводника другие электроны вытесняются. Аналогично можно представлять некоторые механизмы химических реакций, в которых реагент приносит с собой электрон. При этом стенки потенциального ящика не должны быть настолько непроницаемы, как предполагалось до сих пор. Именно таково предсказание волновой механики. Подобные механизмы ( циклические переходные состояния) мы обсудим позднее. [38]
Диамагнетизм электронного газа обычно не исчезает после внедрения нескольких первых атомов [516, 848, 887], как это, вероятно, происходило бы в том случае, если бы электроны вытеснялись с уровней, расположенных у потолка заполненной зоны. [39]
Вырождение электронного газа различным образом влияет на т при высоких и низких температурах. Вырождение приводит к тому, что состояние, в которое электрон должен перейти после взаимодействия с фононом, окажется занятым. Поэтому с увеличением количества электронов вероятность перехода их в состояния с меньшим значением энергии уменьшается. [40]
Наличием электронного газа объясняют и особый тип межатомной связи, присущей металлам. Основными типами межатомной связи в веществах являются ионная, ковалентная и металлическая. [41]
Энергия электронного газа передается при столкновениях электронов с молекулами; при этом происходит возбуждение, ионизация, а также диссоциация последних. [42]
Температура электронного газа в плазме зависит от плотности газа ( определяющей среднюю величину свободного пробега), от напряженности электрического поля и от ряда других величин. При малых давлениях газа ( порядка малых долей миллиметра ртутного столба) температура электронного газа достигает нескольких десятков тысяч градусов, в то время как температура нейтрального газа больше комнатной всего лишь на сравнительно небольшую величину. [43]
Температура электронного газа принимается равной температуре нейтрального газа. [44]
Для электронного газа в металлах значения А оказываются даже гораздо большими. Как уже отмечалось, мы должны предполагать, что имеется, грубо говоря, один свободный электрон на каждый атом; поэтому для таких величин п первая приближенная формула дает для А значение около 2300; следователь-но, в этом случае газ вырожден в высокой степени. [45]