Теория металлов друде
Автор: Qqqwww • Май 20, 2023 • Лабораторная работа • 619 Слов (3 Страниц) • 164 Просмотры
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»
Факультет радиоэлектроники
Кафедра микро- и наноэлектроники
ОТЧЕТ
ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №1
По дисциплине «Физика твердого тела»
ТЕОРИЯ МЕТАЛЛОВ ДРУДЕ
Выполнил | Ст.гр. 140301 Рябченко Д.В. |
Проверил | Завацкий С.А. |
Минск 2023
1.Цель работы
Цель работы: изучить свойства проводимости металлов согласно теории металлов Друде. Определить, на сколько результаты эксперимента согласуются с предположениями Друде.
2.Методы и оборудование
Метод: экспериментальным способом установили зависимость удельного сопротивления металлов от температуры.
Приборы: во время выполнения лабораторной работы мы использовали источник питания Б5-86/1, вольтметр В7-27А/1, микроскоп, наждачную бумагу и медную проволоку.
3.Результаты и их обсуждение
Для изучения свойств проводимости металлов мы взяли медную проволоку длиной l=24см, намотали ее на ручку, посчитали количество витков, измерили длину всех витков и разделили на их количество, получив диаметр проволоки:
[pic 1]
После мы подключили концы проволоки к вольтметру, который показал сопротивление R=0,554 Oм (рис.1)
[pic 2]
Рисунок 1
Далее мы рассчитывали удельное сопротивление и удельную проводимость медной проволоки:
[pic 3]
[pic 4]
;
Полученное значение отличается от табличного. Это может быть связано с погрешностью измерений, таких как: температура, несовершенство образца, погрешность измерительного прибора.
После мы нашли концентрацию электронов на 1 : по формуле:[pic 5]
[pic 6]
[pic 7]
Где A - атомный вес вещества, Z - валентность меди, Na - число Авогадро, = 8,96- плотность меди[pic 8][pic 9]
[pic 10]
[pic 11]
Находим время релаксации:[pic 12]
Находим длину свободного пробега:
Примем среднюю скорость электрона в любом направлении за , тогда:[pic 13]
[pic 14]
Находим расстояние между атомами:
Так как распределение ионов в пространстве хаотично (понятием кристаллической решётки в модели Друде не апеллируют), то значение расстояния определяем как среднее значение:
[pic 15]
Далее подключаем проволоку к источнику питания и постепенно повышаем напряжение. Снимаем показания тока и напряжения и наблюдаем за проволокой.
Таблица 1
I,A | U,B | I,A | U,B |
0,2 | 0 | 2,6 | 3,6 |
0,4 | 0 | 2,7 | 5,2 |
0,6 | 0 | 2,75 | 5,8 |
0,8 | 0 | ||
1 | 0 | ||
1,2 | 0,2 | ||
1,4 | 0,4 | ||
1,6 | 0,6 | ||
1,8 | 0,8 | ||
2 | 1,2 | ||
2,2 | 1,6 | ||
2,4 | 2,2 |
[pic 16]
Рисунок 2
При напряжении 2,2В плавится лак на проволоке. В этот момент вокруг проволоки образуется магнитное поле (так как по проволоке течет ток) из-за этого металлические предметы намагничиваются и притягивают к себе проволоку.
Далее мы наблюдаем покраснение проволоки по краям, это может быть связанно с неравномерным сопротивлением проволоки, которое по краям больше, из-за чего температура на них выше.
...