Найдите средний промежуток времени между двумя последовательными соударениями свободного электрона с ионами в медном проводнике. Удельное сопротивление меди =1,7×10 в минус 8 степени Ом×м, концентрация электронов n=8,4×10 в 28 степени.
Для нахождения среднего промежутка времени между двумя последовательными соударениями свободного электрона с ионами в медном проводнике можно воспользоваться формулой:
τ = mv / (e^2 n * S)
где: τ - средний промежуток времени между соударениями, m - масса электрона (9.11 10^-31 кг), v - средняя скорость свободного электрона, e - заряд электрона (1.6 10^-19 Кл), n - концентрация электронов, S - площадь поперечного сечения проводника.
Площадь поперечного сечения проводника S можно найти, зная его диаметр. Допустим, диаметр проводника равен 1 мм, тогда радиус будет 0.5 мм и площадь S будет равна π(0.510^-3)^2 = 7.85*10^-7 м^2.
Средняя скорость свободного электрона можно оценить через среднюю скорость теплового движения электрона:
v = sqrt((3kT) / m)
где: k - постоянная Больцмана (1.38*10^-23 Дж/К), T - температура проводника.
Пусть температура проводника равна комнатной (T = 300 К), тогда средняя скорость электрона будет приблизительно равна 1.6*10^6 м/с.
Подставляя все значения в формулу, получим:
τ = (9.1110^-31 кг 1.610^6 м/с) / ((1.610^-19 Кл)^2 8.410^28 м^-3 7.8510^-7 м^2) ≈ 1.37 * 10^-14 с
Таким образом, средний промежуток времени между двумя последовательными соударениями свободного электрона с ионами в медном проводнике составляет примерно 1.37*10^-14 с.
Для нахождения среднего промежутка времени между двумя последовательными соударениями свободного электрона с ионами в медном проводнике можно воспользоваться формулой:
τ = mv / (e^2 n * S)
где:
τ - средний промежуток времени между соударениями,
m - масса электрона (9.11 10^-31 кг),
v - средняя скорость свободного электрона,
e - заряд электрона (1.6 10^-19 Кл),
n - концентрация электронов,
S - площадь поперечного сечения проводника.
Площадь поперечного сечения проводника S можно найти, зная его диаметр. Допустим, диаметр проводника равен 1 мм, тогда радиус будет 0.5 мм и площадь S будет равна π(0.510^-3)^2 = 7.85*10^-7 м^2.
Средняя скорость свободного электрона можно оценить через среднюю скорость теплового движения электрона:
v = sqrt((3kT) / m)
где:
k - постоянная Больцмана (1.38*10^-23 Дж/К),
T - температура проводника.
Пусть температура проводника равна комнатной (T = 300 К), тогда средняя скорость электрона будет приблизительно равна 1.6*10^6 м/с.
Подставляя все значения в формулу, получим:
τ = (9.1110^-31 кг 1.610^6 м/с) / ((1.610^-19 Кл)^2 8.410^28 м^-3 7.8510^-7 м^2) ≈ 1.37 * 10^-14 с
Таким образом, средний промежуток времени между двумя последовательными соударениями свободного электрона с ионами в медном проводнике составляет примерно 1.37*10^-14 с.