Пределы применимости электронной теории

Как видно, электронная теория хорошо объясняет существование электрического сопротивления метало, законы Ома, Джоуля-Ленца, позволяет найти выражение для удельной электропроводности металлов. Эта теория объясняет и другие электрические и оптические свойства вещества.

Однако в некоторых вопросах эта теория дает расхождение с опытом.

Так, из опыта известно, что удельное сопротивление проводников увеличивается прямо пропорционально температуре. Как видно из (18.2), , т.к. V_T~. Т.о., теория дает лишь количественно согласие с опытом (рис.18.1). Другим примером служит теория теплоемкости электронного газа и теплоемкости кристаллической решетки. Поэтому теплоемкость металлов должна быть намного выше, чем у диэлектриков, у которых свободных электронов нет. Однако опыт не подтверждает этого.

Недостатки теории возникли вследствие того, что к электронам в металле нельзя применять законы механики Ньютона. Их движение подчиняется другим закономерностям, что рассматривает квантовая механика.

Однако электронная теория не утратила своего значения. Она позволяет во многих случаях быстро найти правильные ка­чественные результаты в наглядной форме. Расхождение между электронной и квантовой теориями оказывается тем меньше, чем меньше концентрация электронов и выше температура. Поэтому при рассмотрении электронных явлений в газах и полупроводни­ках, где концентрация электронов значительно меньше, чем в металлах, электронная теория может быть применима не только качественно, но и количественно.

Лекция 19. ТОК В ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Дата добавления: 2014-01-06