Теория металлов Друде и Зоммерфельда

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение Образования

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра микро- и наноэлектроники

По дисциплине «Физика твердого тела»

ОТЧЕТ ПО ЗАДАНИЮ

«Теория металлов Друде и Зоммерфельда»

Выполнила:                                                                                           Проверил:

Ковалева Я.А.

Студент гр. 743201

Минск 2018

Цели работы:

1.  Разобраться в причинах изменений температуры проволоки после подачи мощности.
2. Выяснить причины разной скорости нагревания вертикальной части проволоки, на которой происходит плавление, и горизонтальной.
3. Разобраться в причинах неудачи третьего эксперимента.
4. По модели Зоммерфельда рассчитать параметры Ферми:

- энергию;

- температуру;

- импульс;

- волновой вектор;

- скорость.

Блок-схемы:

1. Для 1 эксперимента используем в качестве измерительного прибора В7-27, внутри которого находится измеритель напряжения и генератор тока (ГТ). Прибор измеряет сопротивление медной проволоки при комнатной температуре T=300K.

[pic 1]

Рис. 1 Прибор В7-27 в режиме измерения сопротивления

1. Для 2 эксперимента используем источник энергии (ИЭ), в котором находятся измеритель напряжения и измеритель тока.

[pic 2]

Рис. 2. Схема источника энергии

Исходные данные:

В=2*102 кг/(c2*A)

l=5*10-1   м

d=1,2*10-4 м

Т=3*102 К

𝜋 = 3,14

h = 6,626∙10-34(Дж∙с)

𝑁а=6,022∙1023(моль-1)

 𝑘f=1,38∙10-23(Дж∙𝐾-1)

 𝜌v=8,9(г/см3)

Z = 2

A = 63,546 (г/моль)

Ход эксперимента:

1. эксперимент: после подачи мощности на В7-27 температура проволоки увеличилась, что можно было заметить по ее покраснению.
2. эксперимент: к прибору В7-27 подсоединили проволоку, изогнув ее в двух местах на угол 900 , и подали напряжение на прибор.
3. эксперимент: к прибору В7-27 подсоединили удлиненную проволоку и подали напряжение.

Результаты:

1 эксперимент: в теории металлов Друде металлы являются прекрасными проводниками электричества. Проволока изготовлена из меди и обладает сопротивлением, равным:

R=ρ0 * l/S

Где удельное сопротивление ρ0 зависит от температуры следующим образом: