Upload
others
View
8
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1. Budowa metali.2. Właściwości metali.3. Podział metali.4. Przewodnictwo elektryczne.4. Przewodnictwo elektryczne.5. Ile jest stanów kwantowych?6.Prawdopodobieństwo obsadzenia P(E).
7.Ile jest stanów obsadzonych?
Wiązanie metaliczne- polega na przekształceniu atomów tego samego metalu lub atomów róŜnych metali w zbiór kationów i swobodnie poruszających się między nimi elektronów.
� bardzo dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne
� połysk metaliczny
� plastyczność-ciągliwość i kowalność
� szybkie wypromieniowanie ciepła
� stały stan skupienia (wyjątek to rtęć) dość wysoka temperatura topnienia
� bezwonność
Amalgamat =mieszanina rtęci +stopy srebra,
cyny i miedzi
Ze względu na właściwości i miejscew układzie okresowym rozróŜnia się:
-metale alkaiczne (litowce, potasowce)
-metale ziem alkaicznych
-metale przejściowe
-metale ziem rzadkich
Metal- przewodzi prąd, poniewaŜ elektrony w najwyŜszym obsadzonym paśmie mogą z łatwością przejść do wyŜszych stanów energetycznych w tym samym paśmie
Rys. Układ pas i przerw tworzących struktur ę izolatora i metalu.
Całkowita liczba elektronów przewodnictwa wynosi:
=
atom nacych przypadaja
ych walencyjnelektronów liczba
próbce w
atomów liczba
próbce wtwaprzewodnic
elektronów liczba
Koncentracja n elektronów przewodnictwa w próbce (liczba elektronów na jednostkę objętości): próbce wtwaprzewodnic elektronów liczba=jednostkę objętości):
V próbki objetosc
próbce wtwaprzewodnic elektronów liczba=n
Liczba atomów w próbce:
( )( )
( ) AA NN /M molowa masa
V próbki (objetoscmaterialu) gestosc
/M molowa masa
M próbki masa
atomowa masa
M próbki masa
próbce w
atomów liczba prpr ===
Masa molowa - masa jednego mola materiału z którego wykonana jest próbka .Na - stała Avogadra(6,02*1023mol-1)
� Ile wynoszą energie poszczególnych stanów w częściowo wypełnionym paśmie???
� Nie jesteśmy w stanie wymienić energii kaŜdego spośród tak wielu stanów.
� Ile stanów w jednostkowej objętości ma energia z przedziału od E do E+ dE.
� N(E) dE , gdzie: N(E) – gęstość stanów dla energii E.� N(E) dE , gdzie: N(E) – gęstość stanów dla energii E.
( ) 2
1
3
2
3
28E
h
mEN
π=gdzie :-m- jest masą elektronu, -E-energia, dla której obliczamy gęstość stanów
)( 13 −− ⋅eVm
Prawdopodobieństwo obsadzenia P(E) to prawdopodobieństwo, Ŝe dany poziom energetyczny jest obsadzony przez elektron.
( ) ( ) 1/
1+−=
kTEE FeEP
Ef – energia Fermiego, prawdopodobieństwo P(E) zaleŜy od róŜnicy energii E- Ef , która moŜe być dodatnia lub ujemna, a nie zaleŜy od energii E.
Energia Fermiego dla danego materiału jest energią stanu kwantowego, który jest obsadzony z prawdopodobieństwem 0,5
Aby znaleźć gęstość stanów obsadzonych N0(E), musimy dodać kaŜdy dostępny stan z wagą odpowiadającą właściwej wartości prawdopodobieństwa obsadzenia, a więc:
No(E)=N(E)P(E)
gęstość stanów prawdopodobieństwoobsadzonych No(E ) = gęstość stanów N(E) dla energii E * obsadzenia P(E)
dla energii E dla energii E
B
A
B
Gęstość stanów obsadzonych No (E) dla miedzi: A- w temperaturze zera bezwzględnego. Pole pod krzywą odpowiada koncentracji elektronów n. Stany o energiach do energii Fermiego są obsadzone, stany o energiach wyŜszych niŜ energia Fermiego są puste. B- w temperaturze 1000K. Zwiększenie temp wpłynęło jedynie na elektrony bliskie energii Fermiego. Tylko takie elektrony zmieniły swoje poziomy energetyczne.
-D. Halliday, R. Resnick, J.Walker, Podstawy fizyki 5, PWN.
-Neil W. Ashcroft, N. David Mermin, Fizyka ciała stałego, PWN.
-Jay Orear, Fizyka tom2 ,Wydawnictwo Naukowo--Jay Orear, Fizyka tom2 ,Wydawnictwo Naukowo-Techniczne
-http://www.metale.pl
-http://www.if.pwr.wroc.pl/~popko/