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.

13 Апр 2019 в 19:52
158 +2
1
Ответы
1

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.

28 Мая 2024 в 18:33
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир