Носители тока в газах положительные и отрицательные ионы и электроны

ОК – 13 Ток в разных средах.

(Таблица «Ток в разных средах»)

 

Металлы

 

Классическая электронная теория квантовая

Проводимости

+ + + +

-- -- -- -- -- --

- электроны образуют электронный газ, подчиняющийся газовым законам; - не учитывается взаимодействие электронов между собой; - кинетическая энергия электронов пропорциональна температуре Ек = kT - тепловая скорость электронов изменяется с температурой пропорционально √Т, что приводит к изменению удельного сопротивления; - закон Джоуля – Ленца Q = ,   где V – объём проводника, t – время, ρ – уд. сопротивление.

Объясняет проводимость тел на основе представлений об энергетических уровнях распределения электронов в атоме. Е Е Е Зона проводимости • • • •   Запретная зона • • • • • • • • • • • • Валентная зона Металлы Полупроводники Изоляторы   Высокая проводимость металлов объясняется отсутствием запретной зоны и наличием в зоне проводимости достаточного количества электронов при комнатной температуре.

Термоэлектрические явления – явления, связанные с процессом вылета электронов с поверхности металлов при их нагревании

 

А _вых = e Δφ 1821г. нем. физик Зеебек.

 

условия выполнения: термопара – устройство, в котором

Возникает ЭДС в месте спая двух

Е_к ≥ А _вых разных металлов.

железо

[А _вых] = [эВ]

1 эВ = 1,6 *10 ^-19 Дж. медь Т₁ > T₂

Δφ

(потенциальный барьер)

1834 г фр. физик Пельтье Т₁ Т₂

ε = ε₀ Δ T (ε₀ – термоЭДС.)

 

при прохождении тока в одном сосуде Т↑, в другом Т↓.

Q = n I t, n- коэффициент Пельтье. n = Δ α Т

+ -

 

Носители тока в металлах – электроны.

 

Жидкости

 

К А

Электролиты – вещества, растворы и расплавы которых обладают ионной проводимостью

- +

 

 

 

- +

Г англ. физики Николсон, Карлейль.

обнаружили химическое действие

электрического тока

NaCl + H₂O = ⁺NaOH + H ^-Cl

+ _

Электролиз – явление выделения на электродах веществ, входящих в состав электролита, при прохождении через него электрического тока.

-

+ _

_ +

_ +

Электролитической диссоциацией называется расщепление молекул электролита на положительные и отрицательные ионы под действием растворителя.

1833 г. фр. физик Фарадей – законы электролиза .

Первый закон Масса вещества выделяющегося на электроде, пропорциональна электрическому заряду, прошедшему через электролит. m = k Qили m = k I Δt   k – электролитический коэффициент вещества. [k] = [ ]

Второй закон Электролитический коэффициент вещества пропорционален его химическому эквиваленту. k = *   F- постоянная Фарадея   F = e Na = 9, 648 * 104 Кл/моль – химический эквивалент вещества, где А – атомная масса, n – валентность элемента.

Первый гальванический элемент

Носители тока в жидкостях – «+» и «-» ионы.

Газы

 

 

Несамостоятельный разряд – разряд, происходящий под действием внешнего ионизатора.

Самостоятельный разряд – разряд, который не прекращается, если убрать внешний ионизатор.

Явление протекания тока через газ называется разрядом.

 

Ионизация – явление отрыва электрона от атома.

виды ионизации: самостоятельный разряд возникает

• Термоионизация – ионизация за счёт при ионизации электронным ударом.

столкновения атомов при высокой температуре.

Напряжение при котором начинается

Самостоятельный разряд называется

Напряжением зажигания

I

 

 

A B

3 I_H

 

 

Частично или полностью ионизованный газ в котором

плотности положительных и отрицательных зарядов

практически одинаковы называется плазмой. 0 U_H U₃ U

 

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Фотоионизация – ионизация газа под действием

света (ультрафиолетового или рентгеновского).

 

 

 

 

 

+ + + + + + + +

• Ионизация электронным ударом – ионизация

за счёт бомбардировки нейтральных атомов потоком

электронов.

W _k ≥ A _иониз e E λ ≥ A _иониз λ – длина свободного пробега.

 

Явление выбивания электронов с поверхности катода

А

называется вторичной эмиссией.

 

V

схема установки для изучения самостоятельного

и несамостоятельного разряда при ионизации

электронным ударом.

Типы самостоятельных разрядов:

1.Коронный разряд – появление светящихся точек на выступающих частях предметов («огни святого Эльма»);

 

+ + + + + +

 

 

 

- - - - - - - - - - - -

2.Кистевой и искровой разряд– при росте напряжения возникает мощная электронная лавина или искра, после чего наблюдается спад напряжения (молния Iмол = 500 кA, Uмол = 108 – 109В);

 

 

 

+ + + + + + +

 

3.Дуговой – при высоком напряжении между электродами возникает термоэлектронная эмиссия, газ разогревается образуя дугу (температура в кратере дуги ≈ 4000⁰С)

1802г рус. профессор медико-хирургической Академии Петербурга В.В. Петров.

 

4. Тлеющий разряд – свечение воздушного столба в лампе с низким давлением при напряжении в несколько сотен вольт.

1 – тонкий светящийся слой (катодная плёнка); 2 – тёмное катодное пространство; 3 – светящийся слой (тлеющее свечение); 4 – фарадеево тёмное пятно; 5 – светящийся положительный столб.

 

 

К А

 

 

Носители тока в газах положительные и отрицательные ионы и электроны

 

 

Вакуум – это такая степень разряжения газа в сосуде, при которой длина свободного пробега молекулы больше линейных размеров сосуда и соударениями между молекулами газа можно пренебречь.

 

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: