logo
  1. Bosh sahifa
  2. Diplom ishlar
  3. Umumiy
  4. Metallar elektr o’tkazuvchanligining klassik nazariyasi. Drude modeli

Metallar elektr o’tkazuvchanligining klassik nazariyasi. Drude modeli

Yuklangan vaqt:

12.08.2023

Ko'chirishlar soni:

0

Hajmi:

1155.1875 KB
Ko'chirib olish
1 O’zbekiston Respublikasi Oliy va o’rta maxsus ta‘lim vazirligi Sharof Rashidov nomidagi Samarqand davlat universiteti Fizika fakulteti 401”A” - guruhi talabasi Ziyodullayev Azizjon ning Mavzu: Metallar elektr o’tkazuvchanligining klassik nazariyasi. Drude modeli Bajardi: Ziyodullayev Azizjon Qabul qiluvchi: dots. Shodiyev Zokir SAMARQAND -2022 KURS ISHI 2 MUNDARIJA bet KIRISH 3 1. Metallarda tok tashuvchilarning tabiati. 5 2. Metallar elektr o‘tkazuvchanligining Drude – Lorens klassik nazariyasi. 7 3. Metallar o‘tkazuvchanligining klassik nazariyasi asosida Om qonunini keltirib chiqarish. 11 4.Metallar o‘tkazuvchanligining klassik nazariyasi asosida Joul -Lens qonunini keltirib chiqarish. 13 5.Metallarda elektr toki. Elektronlarningmetaldan chiqish ishi. 16 6.M etalarda elektr tokening k las sik electron nazaryasi 25 XULOSA 43 Foydanilgan adabiyotlar ro’yxati 44 3 KIRISH Metalarda tok tashuvchilarni tabiati Metallardagi tokning elektron tabiati elektronlarning inertsiyasigaga doir tajribalarda o’zining ishonchli isbotiga ega bo’ldi. Bu tajribalarning g’oyasi 45 - rasmda bilan tushuntirilgan. Doimiy J tezlik bilan harakatlanayotgan zaryadlanmagan metall parchasini ko’z oldimizga keltiraylik. Metall bilan birga elektronlarn ham shunday tezlik bilan harakatlanadi, shuning uchun elektronlarning kristall panjaralarga nisbatan qanday siljishi bo’lmaydi, binobarin elektr toki ham bo’lmaydi. Biroq elektronlarning zaryaddan tashqari massasi ham bor va shuning uchun ular ma’lum inertsiyaga egadirlar. Metallning harakati har qanday o’zgarganda elektronlar panjara harakatidan yo orqada qoladi, yo oldinga ketadi, buning natijasida elektr tok paydo bo’ladi. Bu hodisani tramvay vagoni keskin to’xtaganida yoki joyidan tusatdan qo’zg’alganda yo’lovchilar oladigan turtqilarga uxshatish mumkin. U J 45 -rasm i+ i- 4 Bu tokning yo’nalishi metallda harakatlanayotgan zarralarning zaryadi ishorasiga bog’liq bo’lishini ko’rish oson. Masalan, metall tormozlanganda zarralar panjaradan ilgarilab ketadi va unga nisbatan ungdan chapga qarab harakatlanadi. Agar zarralar musbat zaryad olib o’tayotgan bo’lsa, hosil bo’lgan i+ tok ham ungdan chapga yo’nalgan bo’ladi. Agar zarralar manfiy zaryadlangan bo’lsa, u holda i- tokning yo’nalishi teskari bo’ladi. Shuning uchun tajribada hosil bo’lgan tokning yo’nalishini tekshirib, metallardagi zaryad tashuvchilarning ishorasini aniqlash mumkin. Bu tok bilan olib utilgan zaryad kattaligini ham ulchasak, zaryad tashuvchilar zaryadining ular massasiga nisbatini aniqlash, binobarin, ularning tabiatini aniqlash mumkin. Bu tajribning g’oyasi 1913 -yilda L.I.Mandelshtam va D.Papaleksi tomonidan aytilgan edi. Ular sifat tajribalar o’tkazdilar va o’z atrofida aylanma tebranishlar qilayotgan simli g’altakda haqiqatdan ham o’zgaruvchan tok vujudga kelishini aniqladilar. So’ngra bu tajribani qaytadan G.Lorens tavsiya qildi va 1916 -yilda Tolmen va Styuart m iqdoriy natijalar oldilar. Tolmen va Styuart tajribasining sxemasi 46 -rasmda keltirilgan Ingichka simdan qilingan o’ramlari soni ko’p bo’lgan g’altak o’z o’qi atrofida tez aylantirilgan. Cho’lg’amlarning uchlari g’altak aylanganda bo’raladigan uzun yumshoq simlar vositasida sezgir ballistik galvanometirga ulangan. G’altak buralib bo’lgandan keyin u maxsus moslama yordamida keskin tormozlangan. Cho’lg’amning umumiy uzunligi taxminan 500 m , sim harakatining chiziqli tezligi 300 ga teng . O’lchashlarda Yer magnit maydonining ta’siri mufassal bartaraf qilingan, chunki u induksional toklarning paydo bo’lishiga sabab bo’lishi mumkin. m e s m 5 46 -rasm Elektr qarshilikning sababi. Tajribalarning natijalari metallarda ular bo’ylab ko’chishi mumkin bo’lgan elektronlar mavjud ekanini ko’rsatadi. Bunday elektronlar o’tkazuvchanlik elektronlari deb ataladi. 47 -rasm Tok bo’lmaganda metallarda hajmiy zaryadlar bo’lmagani sababli, metallarda musbat zaryadlar ham bo’ladi, biroq ular tok hosil bo’lishida ishtirok 6 etmaydi, deb xulosa chiqarish mumkin. Metallarning musbat zaryadlari uning kristall panjarasini hosil qiluvchi ionlardir. Metallarda o’tkazuvchanlik elektronlari erkin harakatlanmaydi, biroq panjaralardagi ionlar bilan to’qnashishlarga duch kela di. Tashqi elektr maydon bo’lganda elektronlar faqat tartibsiz issiqlik harakatida bo’ladi – har bir elektron xuddi biron harakatdagi gaz yoki zarra singari murakkab trayektoriya chizadi (47 - rasm). Issiqlik harakatining tartibsiz bo’lishi tufayli ixtiyoriy yo’nalishda harakatlanayotgan elektronlar miqdori o’rtacha hamma vaqt qarama -qarshi yo’nalishda harakatlanayotgan elektronlar miqdoriga teng bo’ladi. Shuning uchun tashqi maydon bo’lmaganda elektronlarning ixtiyoriy yo’nalishi olib o’tgan yig’ind i zaryadi ionga teng bo’ladi. Tashqi elektron maydon qo’yilganda elektronlar maydonning yo’nalishiga qarama -qarshi yo’nalishda qo’shimcha tartibli harakat oladi. Shuning uchun elektronlarning amaldagi harakati tartibli va tartibsiz harakatlarning yig’indis idan iborat bo’ladi, binobarin, shuning uchun elektronlarning harakat yo’nalishi paytida paydo bo’ladi. Bu holda maydonga qarama -qarshi harakatlanayotgan elektronlar soni maydon yo’nalishi bo’ylab harakatlanuvchi elektronlar sonidan ko’p bo’ladi, ya’ni ele ktr zaryad ko’chishi elektr toki paydo bo’ladi. Elektronlarning biz ko’rib o’tgan harakat manzarasi metallarning elektr qarshiligini tushuntirishga imkon beradi. Ketma -ket ikki to’qnashishlar orasida elektronlar maydon ta’sirida tezlanma harakat qiladi va tegishli energiya oladi. 7 48 -rasm Bu energiya to’qnashishlarda qisman yoki to’la ravishda musbat ionga beriladi va ionlarning tartibsiz tebranishlariga energiyasiga, ya’ni issiqlikka aylanadi. Shuning uchun tok utganda metallar qiziydi. Xuddi shuningdek , tashqi maydon yo’qotilganda elektronlarning tarnibli harakati to’qnashishlar natijasida tartibsiz issiqlik harakatiga aylanadi va elektr tok o’tmaydi. Shunday qilib, elektronlarning metallarga harakati to’qnashishlar tufayli yuzaga keladigan ishqalanish bilan ro’y beradi, bu ishqalanish gazlardagi ichki ishqalanishga uxshaydi. Ko’rinib turibdiki, elektr qarshilikning bo’lishiga sabab metall panjarasidagi musbat ionlar bilan to’qnashishidir. Metallarda elektronlarning ishqalanishi faqat Joul -Lens issiqlig ining hosil bo’lishigina emas, shu bilan birga, o’tkazuvchanlik elektronlari bilan metall panjarasi orasida harakat miqdori almashinishiga ham olib keladi. Buni 48 -rasmda tasvirlangan tajribada namoyish qilish mumkin. Gorizontal uk atrofida kam ishqalanish bilan aylana oladigan metall disk magnit qutblari orasiga joylashtirilgan. Disk elektr zanjirga ulangan, shuning uchun unda diskning o’qi va simobli idishda botib turgan chekkasi orasidan utuvchi tok bor. Diskda tok bo’lganda u 8 aylanadi, tokning yo’nalis hi o’zgarganda diskning aylanishining yo’nalishi ham o’zgaradi. Diskning pastki yarmida harakatlanayotgan elektronlarga, tokka va magnit maydonga tik yo’nalgan Lorens kuchi ta’sir qiladi. Agar elektronlar ishqalanishsiz harakatlanganlarida edi Lorens kuch i elektronlarning metall ichidagi trayektoriyalarinigina o’zgartirar, disk esa qo’zg’almas edi. Elektronlarning ishqalanishi tufayli ular oladigan harakat miqdori diskka beriladi, natijada disk harakatga keladi. Moddalarning turli xossalarini unda elektronlarning mavjudligi va harakati bilan tushuntirish elektron nazariyasining mazmunini tashkil qiladi. Metallarning klassik elektron nazariyasida elektronlarning harakati Nyutonning klassik mexanika qonunlariga bo’ysunadi, deb tasavvur qilinadi. So’ng ra, bu nazariyada elektronlarning o’zaro ta’siri nazarga olinmaydi elektronlarning musbat ionlar bilan o’zaro ta’siri esa faqat to’qnashishlar sifatida qaraladi. Boshqacha aytganda, o’tkazuvchanlik elektronlari metallar fizikasidagi ideal atomar gaz singar i elektron gaz deb qaraladi. Bunday elektron gaz ideal gazning barcha qonunlariga jumladan energiyaning erkinlik darajalari bo’yicha tekis taqsimlash qonuniga ham bo’ysunishi kerak, bu qonunga muvofiq har bir erkinlik darajasiga o’tib keluvchi issiqlik ha rakatining o’rtacha kinetik energiyasi ga teng. Erkin elektron uchta erkinlik darajasiga ega bo’lgani uchun bitta elektronga to’g’ri keladigan tartibsiz issiqlik harakati o’rtacha energiyasi quyidagiga teng bo’ladi: 13.1. bu yerda issiqlik harakati tezligi kvadratining o’rtacha qiymati. Bunday foizlarga qaramay, klassik elektron nazariyasi elektr tokining ko’pchilik qonunlarini sifat jihatdan tushuntirib beradi. Om qonunining tushuntirilishi. kT2 1 kT m T 2 3 2 1 2  2T 9 Bu tushuntirishning fizikaviy mohiyatini aniqlash va hisoblashlarni soddalashtirish uchun barcha elektronlarning ikkita ketma -ket to’qnashishlar orasidagi erkin yugurish vaqti t birday deb faraz qilinadi. So’ngra elektron har bir to’qnashishda to’plagan energiyasining hammasini panjaraga beradi va shuning uchun to’qnashishdan so’ng o’z harakatini boshlang’ich tezliksiz boshlaydi, deb hisoblanadi. E kuchlanganlikli elektr maydon t a’sirida metallda hosil bo’ladigan j tok zichligi hisoblanadi va quyidagi kelib chiqadi: 13.2. bu yerda n – o’tkazuvchanlik elektronlarining konsentratsiyasi, e – elektronning zaryadi,  – elektronlarning tartibli harakati o’r tacha tezligi (dreyf tezligi). Har bir elektronga eE ga teng kuch ta’sir qiladi va elektron tezlanish oladi. Shuning uchun erkin yugurish oxirida elektronning tezligi quyidagiga teng bo’ladi: 13.3. To’qnashishlar orasida elektron tekis tezlanuvchan harakatlangani uchun tezlikning o’rtacha qiymati uning maksimal qiymatining yarmiga teng bo’ladi: 13.4. Dreyf tezligi maydonning E kuchlanganligiga mutanosib, shuning uchun ham 13.5. deb olish mumkin.  ne j m eE m eEt maks   m eEt maks   2 1  bE  10 Bunda kattalik E ga bog’liq bo’lmaydi, b kattalik elektronlarning harakatchanligi deb ataladi. Bu kattalik kuchlanganligi 1 ga teng bo’lgan maydonda dreyf tezligiga teng. Agar tezlikni larda, maydon kuchlanganligi larda o’lchansa, harakatchanlik esa larda o’lchanadi. Barcha elektronlar uchun erkin yugurish vaqti bir xil bo’lmaganligi uchun, 13.6. bo’ladi. Bu yerda t elektronlarning erkin yugurish o’rtacha vaqti. (13.4.) ning qiymatini (13.1.) ga qo’ysak, 13.7. Ko’rinib turibdiki, j tok zichligi maydonning E kuchlanganligiga mutanosib, bu esa Om qonuni bilan ifodalanadi. Solishtirma elektr o’tkazuvchanlikning ifodasi uchun quyidagi kelib chiqadi: 13.8. Bu ifoda o’tkazuvchanlik elektronlarining konsentratsiyasi qancha katta va erk in yugurish vaqti t qancha katta bo’lsa, elektr o’tkazuvchanlik shuncha katta bo’lishini ko’rsatadi. Bu tushunarli, chunki t vaqt qancha katta bo’lsa, elektronlarning tartibli harakati uchun to’qnashishlar shuncha kam bo’ladi. Joul -Lens qonunining tus huntirilishi. Erkin yugurish oxiriga kelib elektronlarning maydon ta’siri 13.9. m et b   2 1 s m m V s V m  2 m et b m E t e n j      2 2 m Ф ne 2 2 1   m E t e m maks 2 22 2 2 1 2 1   11 ga teng kinetik energiya oladi. Yuqoridagilarga muvofiq, bu energiyaning hammasi panjara bilan to’qnashganda issiqlikka aylanadi. Vaqt birligi ichida har bir elektron to’qnashishlarga duch keladi, binobarin, shuncha marta ko’p issiqlik ajratadi. Har bir hajm birligida n ta elektron bo’lgani uchun metallning hajm birligida 1 s da ajraladigan issiqlik miqdori Q1 quyidagiga teng bo’ladi: 13.9a. (13.8.) foydalanib, quyidagi formula olinadi: 13.10. bunda metallning solishtirma qarshiligi. (13.11.) formula differensial shakldagi Joul -Lens qonunini ifodalaydi. Elektronlar konsentratsiyasini aniqlash uchun ko’pincha Xoll effektidan foydalaniladi. To’g’ri burchakli plastinka shaklidagi o’tkazgichda tok zichligi j bo’lgan holni ko’raylik (49 -rasm). Bunday plastinkada tok yo’nalishiga perpendikulyar tekisliklar ekvipotensial sirtlar bo’ladi, shuning uchun bu tekisliklardan birida yotuvchi 1 va 2 metall zondlar orasidagi potensiallar farqi nolga teng bo’ladi. Biroq agar namunada tokka va zondlarga perpendikulyar magnit maydon hosil qili nsa, u holda zondlar orasida potensiallar farqi yuzaga keladi, bu narsa magnit maydon bo’lganida plastinkadagi ekvipotensiallar sirtlar qiya bo’lib qolganligini bildiradi. Xoll effekti ana shu ko’ndalang potensiallar farqining yuzaga kelih hodisasidir. t 1 m E t Q 2 1 2 1      2 2 1 E E Q      1  12 49-rasm Tajriba shuni ko’rsatadiki, zaif magnit maydonlarda ko’ndalang potensiallar farqi U magnit induksiya B ga mutanosib bo’lar ekan, bu farq shuningdek, tokning zichligi j va zondlar orasidagi masofa d ga ham mutanosib ekan: 14.1. bu yerda R moddaning turiga bog’liq bo’lgan doimiy. Bu doimiy Xoll doimiysi deb ataladi. Xoll effekti elektron nazariya bilan oson tushuntiriladi va Lorens kuchining mavjud ekanligi natijasidir. Bu hodisaning fizikaviy mohiyatini yaxshirok aniqla sh uchun biz uning soddalashtirilgan nazariya bilan tanishamiz va taxminan barcha elektronlar ularning tartibli harakati tezligiga teng bo’lgan birday tezlik v bilan harakatlanadi, deb olamiz. Bunda har bir elektronga tokning yo’nalishi va magnit maydonga perpendikulyar bo’lgan va ga teng kuch ta’sir qiladi. Bu kuch ta’sirida elektronlar siljiydi, natijada plastinka yoqlaridan biri manfiy va boshqasi musbat zaryadlanib qoladi, plastinka ichida ko’ndalang elektr maydon E hosil bo’ladi . B dj R U    B ye  13 Muvozanat holatda . Shuning uchun potensiallarning ko’ndalang farqi quyidagiga teng bo’ladi: 14.2. Bu ifodada elektronlarning o’rtacha tezligi  ni j tok zichligi orqali ifodalash mumkin, chunki 14.3. va shuning uchun 14.4. Olingan ifoda (14.1) formula bilan mos tushadi. Xoll doimiysi 14.5. ga teng ekan. Bu doimiy elektronlar konsentratsiyasi n ga bog’liq bo’ladi, shuning uchun Xoll doimiysini o’lchab, o’tkazgich ichidagi elektronlar konsentratsiyasini aniqlash mumkin. a. b. 50 -rasm eE B ye   Bd Ed U    ne j djB ne U       1 ne R 1  14 Ko’ndalang potensiallar farqining ishorasi harakatlanayotgan zarralarning zaryadi ishorasiga bog’liq ekanini ko’rish ham qiyin emas. Haqiqatan ham, o’tkazgich plastinkada tok chapdan o’ngga oqayotgan bo’lsin (50a -rasm). Agar o’tkazgichdagi harakatchan zarralar musbat zaryad tashiyotgan bo’lsa, bu zarralarning tezlig i yo’nalishi tokning yo’nalishi bilan bir xil bo’ladi va magnit maydon rasmda ko’rsatilgan yo’nalishda bo’lganda og’diruvchi kuch pastdan yuqoriga yo’naladi. Bunday holda plastinkaning yuqoriga yoki musbat, pastki yoki manfiy zaryadlanadi. Agar zarrachala r manfiy zaryadlangan bo’lsa, u holda ularning tezligi tokka qarama -qarshi yo’nalgan bo’ladi (50b -rasm). Ogdiruvchi kuch zarralarning zaryadlari va ularning tezligiga bog’liq bo’lgani uchun bu kuchning yo’nalishi o’zgarmaydi va shuning uchun zaryadlangan z arralar yuqori yokda to’planadi. Biroq zarralar manfiy zaryadlangan bo’lgani uchun yuqori yoki bu holda manfiy, pastki yogi esa musbat zaryadlanadi, ya’ni Xoll effekti teskari ishorali bo’ladi. Xoll doimiysi o’lchab zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi n ni aniqlash mumkin. Elektr o’tkazuvchanlik ni bilgan holda nb ko’paytmani aniqlash va binobarin n konsentratsiya va b harakatchanlikni alohida -alohida aniqlash mumkin. Xoll doimiysi qiymatlaridan aniqlangan metallarda o’tkazuvchanlik elektronlarining konsentratsiyasi kattaligi 10 28 m -3 tartibida va atomlar konsentratsiyasiga yaqindir. Metallarda elektronlarning harakatchanligi esa aksincha, juda kichik. Ularni birliklarida ifodalasak, harakatchanl ik uchun 10 -3-10 -4 tartibidagi kattaliklarni olamiz. enb I s m2 V s m  2 15 Metall Ag Na Be Cu Au Li Al Cd Zn Elektronlarning harakatchanligi, 10 -4 da 56 48 44 35 30 19 10 7,9 5,8 Harakatchanlikning qiymatlari kichik ekanligi elektronlarning kristall panjara bilan ko’p sonli to’qnashuvlarga duch kelishini bildiradi. Biz oldingi mavzularimizda elektr toki haqidagi tushuncha va uning asosiy qonunlari bilan tanishdik. Mulohazalarimizda asosan birinchi tur o’tkazgichlar, metallar h aqida fikr yuritdik. Ushbu ikkinchi tur o’tkazgichlar, eritmalar va gazlarda tok qonunlari bilan tanishamiz. Ikkinchi tur o’tkazgichlardagi tok qonunlarining texnikadagi ahamiyati ularni chuqur o’rganishni taqozo etadi. Keyingi paytlarda jadal rivojlanib, kundalik hayotimizning ajralmas qismini tashkil etayotgan radiotexnika qurilmalari, elektron hisoblash mashinalarining asosini tashkil etuvchi yarim o’tkazgichlarda elektr tokining tabiatini o’rganish ayniqsa muhim ahamiyatga ega. Metallarda elektr toki. Metallarda zaryad tashuvchilar. Metallarda zaryad tashuchi zarralarning tabiati haqida turli mulohazalar mavjud bo’lgan. Bunday zarralar kristall panjara ionlariga kuchsiz bog’langan elektronlar degan mulohazani nemis fizigi P. Drude (1863 -1906) olg’a su rgan va metallarda elektr o’tkazuvchanligining klassik nazariyasini yaratgan. Uning bu g’oyasi Gollandiyalik fizik X. Lorents tomonidan rivojlantirilgan va bir qancha tajribalarda o’z isbotini topgan.Nemis fizigi K. Rikke (1845 -1915) 1901 yilda quyidagicha tajriba o’tkazgan . U uchta bir xil radiusli juda yaxshi silliqlangan silindirchalarni ustma -ust qo’yib ulardan o’tgan katta miqdordagi zaryadni o’tkazgan (1 - rasm). Agar bordiyu zaryad tashuvchi zarralar ionlar bo’lganida edi silindirlarda qo’shni met allning namunalari bo’lishi kerak edi. Juda nozik tekshiruvlar ham V s m  2 16 moddalarning xattoki zarracha ko’chishini qayd etmagan. Demak zaryad tashuvchilar har ikkala metalga ham xos zarralar bo’lishi kerak. Bunday zarralar esa 1887 – yilda ingliz fizigi D. Tomso n (1856 -1940) tomonidan kashf etilgan elektron bo’lishi mumkin. Metallarda zaryad tashuvchi zarralar elektron ekanligini tasdiqlovchi yana bir qancha tajribalar rus fiziklari S. Mandelshtam (1879 -1944) va N. Papaleksi (1886 -1947) taklif qilgan g’oyaga asos an o’tkazilgan. G’oyaning mazmuni quyidagicha: agar metalda kuchsiz bog’langan zaryad tashuvchilar mavjud bo’lsa, unda tez harakatlanayotgan metall keskin to’xtatilganda bu zarralar o’z inertsiyalari bilan, keskin tormozlangan avtobusdagi yo’lovchilar kabi , oldinga ko’chishi va natijada elektr toki paydo bo’lishi kerak. O’tkazilgan ko’plab tajribalar bu fikrni to’la tasdiqladi va metallarda zaryad tashuvchi zarralar elektronlar ekanligini isbotladi. Metallarda tok tashuvchilar elektronlar ekanligini tasdiqlash uchun elektronning solishtirma zaryadi va uning ishorasini aniqlash zarur edi. 1916 – yilda metallarda erkin elektronlar tok tashuvchilar ekanligini miqdoriy jihatdan isbot qilish uchun amerikal ik fiziklar T. Styuart va R. Tolmen quyidagi tajribani bajardilar. Ular 500 uzunlikdagi simni g’altakka o’rab, g’altakdagi o’ramlarning chiziqli tezligi 300 ni tashkil etadigan qilib aylantirdilar. G’altak gardishining aylanma harakat tezligini bilan be lgilaylik. G’altak bilan birga o’tkazgichdagi erkin elektronlar ham shunday tezlikda harakatlanadi. Keyin g’altak keskin tormozlanib to’xtatildi. Inertsiya tufayli harakat qilgan erkin elektronlar g’altakning bir uchida to’planib o’zgaruvchi potensiyalla r farqini hosil qiladi. G’altak ballistil galvonometr bilan ulanib, berk zanjir hosil qilingan (2 - rasm). Bu galvonometr maksimal tokni o’lchaydi. Zanjirda hosil bo’lgan E.Y.K ta’sirida vaqt bo’yicha o’zgaruvchan tok hosil bo’ladi. Om qonuniga asosan ( – zanjirning to’liq qarshiligi). G’altakda hosil bo’lgan potensiallar farqi o’tkazgichda elektr maydon hosil qiladi. – g’altakdagi simning uzunligi. Tok tashuvchi zarrachalarning zaryadini bilan belgilaymiz. Erkin zaryadli zarrachalar tormozlanganda ula rning impulsi gacha kamayadi ( – tok tashuvchi 17 zarrachalarning massasi).Tok tashuvchi zarrachaga ta’sir etuvchi kuch ga va kuch impulsi ga teng. Bundan bunda zaryad miqdori. Buni quyidagicha yozamiz: bunda to’liq zaryad miqdori ballistic galvono metrda o’lchanadi, bundan ga ega bo’lamiz. Demak, Styuart va Tolmen o’z tajribalarida solishtirma zaryadni aniqladilar. undan metallarda tok tashuvchi zarrachaning massasini topdilar. Olingan natija amerikalik olim Milliken tomonidan vakuumda harakatla nuvchi elektronlar uchun alingan natija bilan bir xil bo’lganligi uchun, metallarda tok tashuvchilar erkin elektronlar ekanligi isbotlandi. Erkin elektronlar. Xo’sh metallarga erkin elektronlar qaerdan keladi? Ularning paydo bo’lishi quyidagicha tushunti riladi: metalning kristall panjarasi hosil bo’lishida atom yadrosi bilan kuchsiz bog’langan elektronlar atomdan uzilib chiqadi va erkin elektronga aylanib butun hajm bo’ylab harakatlanishi mumkin bo’lib qoladi. Demak panjara tugunlarida metall ionlari joyl ashib, ular orasida go’yoki ideal gazga o’xshash elektron gaz hosil qiluvchi, erkin elektronlar betartib harakatda bo’ladi. Elektronlar o’z harakatlari davomida panjaradagi ionlar bilan to’qnashib turadi va natijada ular o’rtasida termodinamik muvozanat vu judga keladi. Hisoblashlarning ko’rsatishicha da elektronning issiqlik harakat o’rtacha tezligi ni tashkil qiladi. Elektronlarning elektr maydon ta’siridagi yo’naltirilgan harakat o’rtacha tezligi esa atrofida bo’ladi. Ya’ni yuqorida qayd etilganidek el ektronlarning yo’naltirilgan harakat tezligi ularning issiqlik harakat o’rtacha tezligidan qariyib marta kichik. Shuning uchun ham bu tezlik elektr tokining tarqalish tezligi bo’lolmaydi. Elektr toki juda uzoq masofalarga bir lahzadayoq uzatilishiga sabab , elektr zanjiri ulanishidayoq zanjir bo’ylab elektr maydonining, yorug’lik tezligiga teng tezlik bilan tarqalishidir. Natijada butun zanjir bo’ylab o’zgarmas elektr maydoni 18 vujudga keladi va elektronlarni batartib harakatga keltiradi. Shuning uchun ham zanjir ulanishidayoq unda elektr toki vujudga keladi. Metallarda elektr tokining klassik elektron nazariyasi. Metallarda erkin elektronlarning soni bo’lganligi, ular kristall panjara orasida erkin harakat qilganligi uchun bunday elektronlar o’ziga xos electron gazi ham deyiladi. Elektronlar konsentratsiyasi juda katta bo’lib, o’zaro hamda kristall panjaralari bilan to’qnashadi. Ideal gazlarga o’xshash erkin elektronlar ham faqat kinetic energiyaga ega deb tasavvur qilinadi. Metallardagi elektr toki tash qi elektr maydon ta’siridagi erkin elektronlarning kristall panjara oralig’idagi tartibli harakatidan iborat, degan tushunchaga asoslanib, 1900 – yilda nemis olimi P. Drude metallar elektr o’tkazuvchanligining klassik electron nazariyasiga asos soldi. Keyi nchalik bu nazariyani Lorens takomillashtirdi. Drude va Lorens ideal gaz qonunlarini electron gazga qo’lladilar. Elektronlarning o’rtacha xaotik (issiqlik) harakatining kinetic energiyasi absolyut temperaturaga to’g’ri proporsional desak, bundan elektro nlarning o’rtacha kvadratik tezligi ga teng. Boltsman doimiysi va , uy temperaturasi da Elektronning erkin yugirish yo’li ga teng masofani o’rtacha tezlikda bosib o’tadi. Elektronning erkin yugirish yo’lini o’tish vaqti ga teng. Agar metal ichid a bir jinsli elektr maydon hosil qilinsa, u holda erkin electron elektr maydon kuch chiziqlari yo’nalishiga teskari yo’nalgan qo’shimcha tezlik oladi (chunki ). Zaryadning natijaviy tezligi xaotik harakat tezligi va tartibli tezliklar yig’indisiga ten g bo’ladi: Xaotik tezlik bazan maydon tomonga, ba’zida esa maydonga teskari tomonga yo’nalganligidan, ning o’rtacha qiymati nolga teng. Demak, yig’indi tezlik maydon tomonga yo’nalgan o’rtacha tezlik ga teng bo’ladi. 3 – rasmda ko’rsatilgan o’tkazgich metall ichida kesim yuzi bo’lgan silindr kesib olingan bo’lsin. elektr maydon kuchlanganlik vektori o’tkazgich bo’ylab yo’nalgan bo’lsin. Har bir erkin elektron o’tkazgich ichida elektr maydon ta’sirida 19 tartibli harakat tezligi ni oladi. vaqt ichida s irtdan o’tgan elektronlar ga teng bo’lgan uzunlikdagi silindr hajmini egallaydi. O’tkazgich – silindr hajmi ichida ta elektron bor. Agar birlik hajmdagi erkin elektronlar soni bo’lsa, vaqt ichida o’tkazgichning kesim yuzasidan o’tgan zaryad miqdori bo’ladi. Bundan o’tkazgichdagi tok bo’ladi, tok zichligi ga teng. Bu formulani chiqarishda biz erkin zaryadlarni musbat va maydon bo’ylab yo’nalgan deb faraz qildik, erkin elektronlar uchun va bo’ladi. Texnik normada chegaraviy tokning zichligi mis sim uchun qiymatni qo’yib, elektronlarning tartibli harakatining o’rtacha tezligi uchun quyidagini olamiz: Shunday qilib, juda katta tok zichliklarida ham elektronlar tartibli harakatining o’rtacha tezligi o’rtacha issiqlik harakatining tezligi dan tax minan marta kichik ekan, ya’ni hisoblashlarda ni bilan almashtirsa bo’ladi. zaryadga elektr maydonda kuch ta’sir etadi va u tezlanish oladi: Zaryadning tartibli harakat tezligi chiziqli ravishda ortadi, lekin erkin harakat yo’lida elektron panja ra ionlari bilan to’qnashadi va panjara ionlariga energiyasini berib, tartibli harakatdagi erishgan tezligi deyarli nolgacha kamayadi: bo’lganligi uchun Bu ifoda Om qonunining differensial shakliga mosdir. Shunday qilib, klassik electron nazariya met allarda elektr o’tkazuvchanlik mexanizmini tushuntira oladi va metallardagi elektr o’tkazuvchanlik koeffitsienti ga tengligi isbot qilindi. Metallardagi elektr tokining bu klassik electron nazariyasini ba’zan elementar electron nazariya ham deyiladi. K lassik elektron nazariyadan foydalanib, Joul – Lens qonunini ham tushuntirish mumkin. Elektronlarning metalldan chiqish ishi. Oldingi mavzuda bayon etilganidek metallardagi erkin elektronlar odatdagi temperaturalarda ham ma’lum issiqlik harakat tezligi ga va kinetik energiyaga ega bo’ladi. Lekin ular metallni tark etolmaydi. Demak, 20 ularni metallda tutib turadigan qandaydir kuch bo’lmog’i kerak. Elektron metalni tark etishi uchun bu kuchning qarshiligini engishi, ya’ni unga qarshi ish bajarishi zarur. Elektronni metalldan ajratib, vakuumga chiqarish uchun bajarish kerak bo’lgan ishga chiqish ishi deyiladi. Chiqish ishi mavjudligining asosiy sabablari quyidagilardir: 1. Agar elektron biror sababga ko’ra metallni tark etsa, uning o’rnida ortiqcha musbat z aryad vujudga keladi va u Kulon qonuniga muvofiq elektronni o’ziga tortadi (4, a -rasm); 2. Ba’zi elektronlar metalni tark etib, undan atom kattaliklaridek masofaga uzoqlashadi va metall sirtida “elektronlar bulutini” hosil qiladi. Bu bulut panjaradagi mus bat ionlarning tashqi qatlami bilan birga, qush qavatli elektr qatlamini hosil qiladi. U go’yoki zaryadlangan yassi kondensatorga o’xshab, maydoni qoplamalari orasida mujassamlashgan bo’ladi va tashqi fazoda elektr maydoni hosil qilmaydi. Elektron bu qush qavatli qatlamdan o’tishi uchun ma’lum ish bajarish kerak (4, b -rasm). Potentsial to’siq. Demak elektron metalldan chiqishida metall sirti va elektron buluti orasida vujudga keladigan potentsial to’siqdan o’tmog’i kerak. Bu to’siq elektronlarning metal ldan uchib chiqish jarayoniga to’sqinlik qiladi. Chunki elektron metalldan uzilib chiqishida shu to’siqni engish uchun ma’lum ish bajarmog’i zarur. Chiqish ishi quyidagi formula yordamida aniqlanadi. Agar elektronning kinetik energiyasi shartni baja rsa elektron metallni tark etadi aks holda tark etolmaydi. potentsialga ionlashtiruvchi potentsial deyiladi. Odatda chiqish ishi elektron voltlarda hisoblanadi. elektroning potentsial farqini o’tishda oladigan energyasi: Xona temperaturaida metallar ni tark etish uchun etarli energiyaga ega bo’ladigan elektronlarning soni juda kam bo’lib, ular ham metallarning tabiatiga bog’liq. Xona temperaturaida elektronning energiyasi Elektron emissiyasi. Agar metallardagi elektronlarga chiqish ishini bajara oladigan energiya berilsa, elektronlarning bir qismi metalni tark etishi mumkin. Elektronlarni bunday chiqarish hodisasiga elektron emissiyasi deyiladi. 21 Elektronlarga energiya berish usuliga qarab termoelektron, fotoelektron, avtoelektron emissiya hodisala ri mavjud. Termoelektron emissiya. Termoelektron emissiya – bu qizitilgan metalning elektronlar chiqarishidir. Metallardagi erkin elektronlarning kontsentratsiyasi juda katta bo’lib, hattoki o’rtacha temperaturalarda ham chiqish ishini bajarib, metalni ta rk etadigan elektronlar mavjud bo’ladi. Temperatura ko’tarilishi bilan esa kinetik energiyasi chiqish ishidan kattaroq bo’lgan elektronlarning soni ortadi va termoelektron emissiya hodisasi sezilarli bo’lib qoladi. Termoelektron emissiya hodisasining qonun larini ikki elektrodli lampa – vakuumli diod yordamida o’rganish mumkin. Vakuumli diod – ikkitada katod va anod elektrodlardan iborat havosi so’rib olingan ballondir. Katod elektr toki yordamida qizitiladigan bo’lib qiyin eriydigan metaldan (misol uchun volframdan) yasalgan metall simdan iborat bo’ladi. Anod esa katodni o’rab turadigan metall silindr shaklida bo’ladi (5 - rasm). Agar diod rasmdagidek zanjirga ulanib, katod qizdirilsa va anod manbaning musbat, katod manfiy qutblariga ulansa, zanjirda tok v ujudga keladi. Agar batareya ning qutblarini o’zgartirsak katodni qanchalik qizitishimizdan qat’iy nazar zanjirda tok bo’lmaydi. Demak katod manfiy zaryadlangan zarralar elektronlarni chiqaradi. Diodning Volt -Amper harakteristikasi. Endi katodning tempe raturaini o’zgarmas qilib saqlab, anod toki va kuchlanishi larning bog’liqlik grafigini, ya’ni diodning volt -amper harakteristkasini tuzamiz (6 - rasm). Ma’lum bo’lishicha u chiziqli emas ekan va demak vakuumli diod uchun Om qonuni bajarilmaydi. Dastlab k uchlanish ortishi bilan tok sekin ortadi. Bu paytda manfiy zaryadli elektron bulut katoddan uchib chi=Qan elektronlarning harakatiga to’sqinlik qiladi va itarish kuchi ta’sirida elektronlarning bir qismi katodga qaytsa, bir qismi anodga etadi. Anod kuchlan ishi ortishi bilan elektron bulutining zichligi kamayadi va tok kuchi ortadi. Kuchlanishning ma’lum qiymatida katoddan uchib chiqadigan elektronlarning barchasi anodga etib boradi va tok kuchi o’zining maksimal qiymatiga erishib, kuchlanishning yanada ort ishi tok kuchini o’zgartira olmaydi. Tok kuchining bu qiymatiga to’yinish toki deyiladi. Agar katodning temperaturai 22 o’zgarsa to’yinish tokining qiymati ham o’zgaradi. Agar batareyaning qutblari almashtirib ulansa zanjirda tok bo’lmaydi. Demak diodlar bir tomonlama tok o’tkazish xususiyatiga ega. SHuning uchun ham ular to’g’rilagich sifatida ishlatiladi. Suyuqlik va eritmalarda elektr toki Tok metal va elektron o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan yarimo’tkazgichlar orqali o’tganda hech qanday kimyoviy o’zgar ish ro’y bermaydi. Bunday moddalar birinchi tur o’tkazgichlar deyiladi. Tok o’tganda kimyoviy o’zgarish yuz beradigan moddalar ikkinchi tur o’tkazgichlar yoki elektrolitlar deyiladi. Ularga tuz, ishqor va kislotalarning suvdagi yoki boshqa suyuqliklardagi eritmalari kiradi. Distillangan suv elektr tokini o’tkazmaydi. Agar unga ozroq tuz qo’shilsa elektr tokini o’tkazuvchiga aylanadi. Demak ba’zi moddalarning suvdagi eritmasi elektr tokini o’tkazish qobiliyatiga, ya’ni zaryad tashuvchi zarralarga ega bo’lib qolar ekan. Erituvchida eriganda ionlarga ajraladigan moddalarga elektrolitlar deyiladi. Elektrolitlarda zaryad tashuvchi zarralar ionlar bo’ladi. Shuning uchun ham bunday o’tkazuvchanlikka ionli o’tkazuvchanlik deyiladi. Ionlarning vujudga kelishiga saba b, elektrolit eriganda uning molekulalari, erituvchi molekulalarining elektr maydoni ta’sirida musbat va manfiy zaryadlangan ionlarga ajralishidir. Elektrolitdagi ionlarning tashqi maydon ta’siridagi batartib harakatiga elektrolitlarda elektr toki deyiladi . Elektrolitik dissotsiya. Elektrolit eriganda molekulalarining musbat va manfiy zaryadlangan ionlarga ajralishiga elektrolitik dissotsiatsiya deyiladi. Natijada eritmada musbat ionlar (kationlar) va manfiy ionlar (anionlar) hosil bo’ladi. Odatda kationl ar metallar va vodorodning ionlari, anionlar esa kislota qoldiqlari va gidroksil guruhlar bo’ladi. Dissotsiatsiya jarayoni quyidagicha yoziladi: 23 O’ng tomonga yo’nalgan strelka dissotsiatsiyani, chap tomonga yo’nalgan strelka esa – rekombinatsiyani, y a’ni turli ismli zaryadlangan ionlar birlashib neytral molekulalar hosil qilishini ko’rsatadi. Dissotsiyalanish darajasi.. Moddalarning dissotsiatsiyalanishini harakterlash maqsadida dissotsiatsiyalanish darajasi tushunchasi kiritiladi. Dissotsiatsiyalan ish darajasi deb ionlarga dissotsiatsiyalangan molekulalar soni ning moddadagi molekulalarning umumiy soni ga nisbatiga aytiladi. ning qiymatiga qarab moddalar kuchli va kuchsiz elektrolitlarga bo’linadi. Kuchli elektrolitlarga tuzlar, ba’zi orga nik kislotalar va ularning asoslari kirsa, kuchsizlarga – minerallar kiradi. Dissotsiyatsiyalanish darajasi shuningdek erituvchining tabiatiga, temperaturaga, bosimga va boshqa faktorlarga ham bog’liq bo’ladi. Ayniqsa u erituvchining dielektrik singdiruvch anligiga bog’liq. Dielektrik singdiruvchilik qancha katta bo’lsa, molekula tashkil qilgan ionlarning o’zaro ta’sir kuchlari shuncha kichik bo’ladi va Kulon qonuniga muvofiq, ichki molekulyar aloqalarni uzish shuncha oson bo’ladi. Disotsiyatsiyalanish daraj asi shuningdek eritmaning kontsentratsiyasi va temperaturaiga bog’lik. Temperatura ortishi bilan molekulalarning kinetik energiyasi ortadi, bu esa molekulalarning o’zaro to’qnashib ionlashish ehtimolini orttiradi. Elektroliz. Tashqi elektr maydoni bo’lma ganda eritmani tashkil qiluvchi qarama -qarshi ishorali ionlar va molekulalar betartib harakat holatida bo’ladi. Agar eritmaga elektr maydoni ta’sir etsa, ionlarning harakati tartibga tushadi. Elektrolitda elektr tokini sim orqali tok manbaiga ulangan elek trodlarni tushirish bilan hosil qilish mumkin (7 - rasm). Elektr maydoni ta’sirida kationlar manfiy elektrod katodga qarab, anionlar esa musbat elektrod anodga qarab harakatlana boshlaydi. Shuni ta’kidlash lozimki ionlarning tezligi juda kichik (masalan bo’lganda vodorod ionlarining tezligi ) bo’ladi. Natijada elektrolitlarda zaryadlangan zarralarning batartib harakati, ya’ni elektr toki vujudga keladi. Elektrolitlarda ionlarning tartibli harakati 24 ga teng bo’lgan elektr toki zichligini hosil qiladi, bunda birlik hajmdagi musbat ionlar soni, ion zaryadi, musbat ionlar harakatchanligidir, manfiy ionlar ham yuqoridagiga o’xshash va kattaliklarga ega bo’ladi. Qavslar ichida turgan kattaliklar ga bog’liq emas. Demak, elektrolitlardagi tok zichligi maydo n kuchlanganligiga proporsionaldir. Tok kuchi elektrolitning ma’lum kesimidan o’tuvchi zaryadning (har ikkala ishoralisi ham) vaqtga nisbatiga teng. Elektr tokining zichligi esa Om qonuniga muvofiq aniqlanadi. Bu erda elektrolitning solishtirma qarshili gi. Metallardagidan farqli ravishda elektorlitning solishtirma qarshiligi temperatura ko’tarilganda kamayadi, solishtirma o’tkazuvchanligi ortadi. Elektrolitdan tok o’tganda elektroliz hodisasi ro’y beradi. Elektrolitdan tok o’tganda tarkibiga kiruvchi mod dalarning elektrodlarda ajralib chiqishiga elekroliz hodisasi deyiladi. Elektrolitlarda tok o’tishi moddaning ko’chishi bilan bog’liq bo’lganligi sababli ularga ikkinchi tur o’tkazgichlar deyiladi. Elektroliz uchun Faradey qonunlari. Faradeyning birinchi qonuni. 1833 yil M. Faradey elektroliz qonunlarini yaratdi. Faradeyning birinchi qonuni: elektrodda ajralib chiqadigan moddaning massasi , elektrolitdan o’tgan zaryad miqdori ga proportsional. yoki bu yerda elektrolitdan vaqtda oqib o’tgan o’zgarmas tokning kuchi. Birinchi qonunning fizik ma’nosini tushunish uchun elektroliz va ionli o’tkazish mexanizmini batafsilroq o’rganamiz. Elektrolitdan qancha ko’p zaryad miqdori o’tsa, shuncha ionlar elektrodlarga etib keladi. Musbat ionlar katodga et ib kelib o’ziga etmagan elektronlarni oladi va neytral atomga aylanib katodga yopishib qoladi. Manfiy ionlar esa anodga tegishi bilan ortiqcha elektronlarini berib u ham anodga yopishib qoladi. Elektrodlarga yopishadigan har bir ion o’zi bilan qanchadir el ektr zaryadini olib keladi. Demak, barcha ionlar tashiydigan to’la zaryad elektrodlarga yopishib qoladigan ionlar soniga, ya’ni ajraladigan modda massasiga proportsionaldir. 25 Elektrokimyoviy ekvivalent. Yuqoridagi ifodalardagi proportsionallik koeffitsie nti ga moddaning elektrokimyoviy ekvivalenti deyiladi. U elektrolizda elektrodda ajralib chiqqan modda massasining elektrolit orqali o’tgan zaryad miqdoriga nisbatiga tengdir. Ba’zi moddalarning elektrokimyoviy ekvivalenti. 9-jadval Modda Kumush Vodorod Mis Rux 1,118 0,01045 0,3294 0,0388 Faradeyning ikkinchi qonuni. Moddaning elektrokimyoviy ekvivalenti uning atom (molekulyar) massas i ning valentlik ga nisbatiga to’g’ri proportsional Atom (molekulyar) massaning valentlikka nisbatiga kimyoviy ekvivalent deyiladi. Bu ifodadagi ga Faradey doimiysi deyiladi. Uning fizik ma’nosini aniqlash ikkita ifodani birlashtirib quyidagiga ega b o’lamiz: Bu ifodaga Faradeyning elektroliz uchun umumlashgan qonuni deyiladi. Faradey doimiysi elektrolizda elektrodda ajralib chiqadigan massa moddaning kimyoviy ekvivalentiga teng bo’lishi uchun elektrolitdan o’tishi kerak bo’lgan zaryad miqdorini ko’ rsatadi. Faradey doimiysining son qiymati shunday zaryadga tengki, bu zaryadni elektrolit eritmasidan o’tkanda, elektrodlarda massasi kimyoviy ekvivalentga son jihatdan teng bo’lgan modda ajralib chiqadi. Bu zaryadni, moddaning son jihatdan kimyoviy ekviv alentiga teng massasidagi dona ionlar olib o’tadi. Shuning uchun Faradey soni, ko’rinishda yoziladi, bunda ion zaryadi. O’lchashlar ekanligini ko’rsatadi. Elektrolizning texnikada qo’llanishi. Elektroliz hodisasi texnikada va sanoatda keng qo’llani ladi. Bu usul bilan toza moddalar: temir, marganets, xrom, mis, rux, xlor, ftor va boshqa moddalar ajratib olinadi. Masalan toza misni mis sulfat eritmasidan (mis kuporosidan) ajratib olishdan oldin dissotsiyatsiya ro’y beradi: So’ngra esa mis kationla ri elektr maydoni ta’sirida katodga tomon harakat qiladi va unda neytrallashib mis atomini hosil qiladi. 26 Galvanotexnika. Metalldan yasalgan detallar va asboblarni zanglamaydigan qoplama bilan qoplash usuli galvanotexnika ham sanoatda keng qo’llaniladi.Te z oksidlanadigan metallardan yasalagn narsalarning sirti qiyin oksidlanadigan: nikel, kumush, rux va boshqalar balan qoplanadi. Nikellangan buyumlar: samovar, choynik, pichok, qoshiq, sanchqilar shu usul bilan hosil qilinadi. Narsalarning sirtini oksidlanm aydigan metallar bilan qoplashga galvanostegiya deyiladi. Bu usul eng arzon, qulay va tez bajariladigan usuldir. Buyumlarni kumush yoki oltin bilan qoplashda kumush va oltin tuzlarining eritmalaridan foydalaniladi. Biror shaklni hosil qilish uchun buyum si rtiga metallni elektrolitik chuktirish usuliga galvanoplastika deyiladi.Galvanoplastika 1836 yilda rus fizigi B. Yakobi tomonidan kashf etilgan bo’lib, tezda sanoatda keng qo’llanila boshladi. Gazlarda elektr toki. Mustaqil va nomustaqil razryadlar Gaz razryadlari. Uncha yuqori bo’lmagan temperaturalarda gaz elektr tokini o’tkazmaydi. U o’tkazuvchan bo’lishi uchun molekulalarining biror qismi bo’linib, ionlar va erkin elektronlarga ajralishi kerak. Buning uchun esa gazga biror ionlashtiruvchi ta’sir ko ’rsatilmog’i zarur. Ionizator ta’sirida atom yoki molekulalarning elektron qobig’idan bir yoki bir nechta elektronlarning uzilib chiqishi ro’y beradi. Bu esa gazda erkin elektronlar va musbat ionlar vujudga kelishiga olib keladi. Elektronlar ham o’z navbat ida neytral atomlar yoki molekulalar bilan birikib manfiy zaryadlangan ionlarni vujudga keltiradi. Demak ionlashgan gazda erkin elektronlar, musbat va manfiy ionlar mavjud bo’ladi. Gazdan elektr tokining o’tishiga gaz razryadi deyiladi. Gazda ionlashish ja rayoni bilan birga, rekombinatsiya -ionlarning neytral atomlar yoki molekulalarga aylanish jarayoni ham ro’y beradi. Agar tashqi ionizatorning ta’siri to’xtasa gazning o’tkazuvchanligi yomonlasha boradi. Ionizatorning quvvati o’zgarmaydigan bo’lsa, ionlashi sh va rekombinatsiya jarayonlari o’rtasida dinamik muvozanat vaziyati vujudga keladi. Bunda ionlashish natijasida vujudga keladigan zaryadlangan zarralar juftining o’rtacha soni, rekombinatsiya natijasida yo’qoladiganlarining o’rtacha soniga teng bo’ladi. 27 Nomustaqil razryad. 8 – rasmda ko’rsatilgan kondensator qoplamlari orasidagi kuchlanishni orttirib, tok kuchini galvonometr orqali o’lchab, tok kuchining kuchlanishga bog’liqlik grafigini, ya’ni gaz razryadi uchun volt -amper xarakteristikasi (VAX) ni chizish mumkin (9 – rasm). Tok to’y inishga yetmaganda (9 – rasmdagi grafikning AB qismi) ionlashgan gaz molekulalari sonini o’zgarmas deb hisoblasa bo’ladi. Gazda elektronlar va ionlar elektr maydon bo’lmaganda xaotik harakat qiladi, ammo elektr maydon ta’sirida ular yo’nalgan (dreyf) harak atda bo’ladi, musbat ionlar maydon yo’nalishida, manfiy ionlar va elektronlar maydonga teskari yo’nalishda harakat qiladi. Dreyfning o’rtacha tezligi quyidagicha aniqlanadi: Bu yerda elektr maydon kuchlanganligi, ionlarning harakatchanligi. Kuchlanganl ik miqdor jihatdan birga teng bo’lganda maydon ta’sirida ionning o’rtacha tezligi elektronlar harakatchanligiga teng. kattalik ionlar uchun har xil gazlarda har xil qiymat oladi va gaz bosimi hamda maydon kuchlanganligi ga bog’liq emas. Agar hamma neyt ral atomlar ionlashib, musbat va manfiy ionlar hamda elektronlarni hosil qilsa, u holda kondensator plastinkasiga tu shuvchi musbat elektr miqdori quyidagiga teng bo’ladi: bunda ion zaryadi, uning tezligi, musbat yoki manfiy ionlarning birlik hajmdagi son i, plastinkaning yuzi, vaqt. Bu vaqtda kondensator qoplamasiga to’plangan manfiy ionlar soni hosil qilgan elektr miqdori quyidagicha bo’ladi: Maydon olib o’t gan yig’indi elektr miqdori ga teng va bu ifodala rdan tok zichligini topsak, bo’ladi yoki va d an tok zichligi uchun quyidagi ifodani yozamiz: Agar deb belgilasak, yuqoridagi ifoda gazlar uchun Om qonunining differensial shakli kelib chiqadi. Nomustaqil razryad uchun olingan VAX grafigidagi (9 - rasm) qismida tok kuchu kuchlanishga, tok zichl igi elektr maydon kuchlanganligi ga proporsional bo’ladi. Shu sababli bu sohaga Om qonunini qo’llash mumkin. Kuchlanish ortganda ionlarning maydon ta’sirida olgan harakat tezligi ortadi, ammo ularning rekombinatsiyalanish tezligi kamayadi. Shuning uchun vaqt birligi ichida juda ko’p ionlar kondensator qoplamalariga borib 28 yetishga ulguradi vat ok ortadi (9 – rasmdagi grafikning AB qismi). Bu sohada tok gazda qo’zg’aluvchan zaryad tashuvchilar rekombinatsiyasining kamayishi hisobiga ko’payadi. Agar kondensa tor qoplamalaridagi kuchlanish orttirib borilsa, tok tashuvchilar rekombinatsiyasi umuman tugaydigan payt, ya’ni tok kuchi eng katta qiymat ga erishgan holat vujudga keladi, uning kattaligi bundan keyin kuchlanishga bog’liq bo’lmaydi (9 – rasmdagi qism). Bunday holda tok kuchini oshirish uchun ionizatorning intensivligini oshirish kerak. Gazdagi qiymati kuchlanishga bog’liq bo’lmaydigan bunday tokka ( ) to’yinish toki deyiladi.Grafikdagi qismiga Om qonunini qo’llab bo’lmaydi. Grafikning va qismlari no mustaqil razryadning VAX i bo’lib, uni hosil qilish va saqlab turish uchun albatta, tashqi ionizatorning ta’siri bo’lishi shart. Nomustaqil razryad deb, tashqi ionizatorning doimiy ta’siri natijasida hosil bo’ladigan gaz razryadiga aytiladi. Agar tashqi io nizatorning ta’siri to’xtatilsa, nomustaqil razryad o’chib qoladi. Mustaqil razryad. Tashqi ionizatorning ta’siri to’xtagandan keyin ham gaz razryadi davom etadigan razryad mustaqil razryad deyiladi. Grafikdagi qism. Kuchli elektr maydon tashqi ionizato rsiz ham mustaqil gaz razryadini hosil qiladi. Bunda tok kuchining birdaniga ortib ketishiga sabab, zarb bilan ionlanishining ro’y berishidir. Mustaqil razryadda tashqi ionizator vazifasini elektr maydonning o’zi bajaradi. Plazma haqida tushuncha Bu tushuncha nisbatan yangi bo’lib, oldingi asrning yigirmanchi yillarida o’rganila boshlandi. Plazma deb – elektronlarining kontsentratsiyasi musbat ionlarining kontsentratsiyasiga taxminan teng bo’lgan, kuchli ionlashgan gazga aytiladi. Temperatura ko’taril a borgan sari plazmadagi elektronlar va ionlar soni ortib boradi va neytral atomlar shuncha kam qoladi. Bunday plazmaga elektron - ionli plazma deyiladi. Plazmadagi elektronlar kontsentratsiyasi ionlar 29 kontsentratsiyasiga teng bo’lganligi uchun ham uni elekt roneytral, undagi hajmiy zaryad zichligi esa nolga teng deb hisoblash mumkin. Plazmaning xossalari. Plazma – neytral gaz xossalaridan farq qiladigan bir qator maxsus xossalarga egadir. Bu xossalar uni moddaning to’rtinchi agregat holati deb qarashga asos bo’ladi. Neytral gaz molekulalari orasidagi ta’sirdan farqli ravishda, plazmadagi zarralarning o’zaro ta’siri kulon tortishish va itarish kuchlari bilan harakterlanadi. Plazma zarralari, ayniqsa elektronlar elektr maydoni ta’sirida engil ko’chadi. Elektr va magnit maydonlari plazmaga juda kuchli ta’sir qilib, hajmiy zaryadlar va toklarni vujudga keltiradi. Elektr o’tkazuvchanlik hususiyatiga ko’ra, plazma metallarga o’xshab ketadi, ya’ni yaxshi elektr o’tkazuvchidir. Metallardan farqli ravishda esa temper atura ortishi bilan plazmaning elektr o’tkazuvchanligi yaxshilashadi. Plazma yaxshi issiqlik o’tkazuvchanlikka ham ega. Buning natijasida plazma issiqlik miqdorini oson yo’qotadi: elektronlar va ionlar idish devorlariga issiqlikni tez uzatadi. Natijada pl azmaning temperaturai pasayadi va rekombinatsiya jarayoni boshlanadi. Demak plazmani muntazam saqlab turish uchun yoki unga tashqaridan doimo issiqlik miqdori berib turish kerak, yoki qurilma devorlaridan ajratish kerak. Agar plazma magnit maydoniga joylas htirilsa, elektronlar va ionlar parma uchlariga o’xshash traektoriyalar bo’ylab harakat qila boshlaydi. Bunda elektron bir yo’nalishda, ion bo’lsa unga teskari yo’nalishda harakatlanadi. Agar kuch chiziqlari plazmani har tomondan o’rab turadigan magnit ma ydoni hosil qilinsa, ya’ni u magnit turi vazifasini o’tay olsa, plazmani issiqlik uzatishdan saqlash masalasi echilgan bo’lardi. Bu juda murakkab muammo bo’lib, uning echilishi termoyadro sintezini boshqarish muammosi bilan bog’likdir. Yarimo'tkazgichla rda elektr toki Elektr o’tkazuvchanlik qobiliyatiga qarab qattiq jismlar o’tkazuvchilarga, yarim o’tkazuvchilarga va izolyatorlarga bo’linadi. Ular bir -biridan farq qilishiga sabab atom elektron qobig’larining turlichaligidir. 30 Ma’lumki istalgan elementnin g atomi musbat zaryadlangan yadro va yadro atrofida harakatlanadigan elektronlardan tashkil topgan. Yadro musbat zaryadlangan proton va elektroneytrol neytronlardan iborat. Yadro zaryadi undagi prtonlar soni bilan aniqlanadi va shu elementning Mendeleev D avriy sistemasidagi tartib nomeri bilan mos keladi. Atom yadrosi atrofida yopiq orbitlar bo’ylab harakatlanadigan elektronlar soni ham ga teng va shuning uchun ham atom elektroneytral. Atomdagi elektronlar malum , orbitalar(qobig’lar) bo’ylab joylashadi. Har bir orbitada ta elektron joylashishi mumkin va ularning energiyalari ham bir xil. Har bir qobig’dagi elektronlarning energiyalari mos ravishda deb belgilanadi. Orbitalar orasida man qilingan energetik sath mavjud bo’lib, uning kengligi elektron orbi talarda ega bo’lishi mumkin bo’lgan energiyalar farqi bilan aniqlanadi: Elektronni valent zonadan o’tkazish zonasiga o’tkazish uchun tashqaridan malum energiya berish kerak. Elektron turg’un holatdan (to’ldirilgan holatdan) erkin holatga (o’tkazish zon asiga) o’tishda engish kerak bo’lgan man qilingan zonaning kengligi qattiq jismlarni metallar, yarimo’tkazgichlar va izolyatorlarga ajratishning asosiy mezonlaridan biridir. Bunga 10 -rasmda keltirilgan sxemalardan osongina ishonch hosil qilish mumkin. Zona larning elektronlar bilan to’ldirilganligi va man qilingan zonaning kengligiga qarab to’rtta hol bo’lishi mumkin. 10, a -rasm – eng yuqori zona elektronlar bilan qisman to’ldirilgan, ya’ni unda bo’sh sathlar mavjud. Bu holda elektron juda kam energiya olg anda ham shu zonaning yuqoriroq energetik sathiga o’tishi, yani erkin bo’lib, tok o’tkazishga ishtirok etishi mumkin. Demak qattiq jismda qisman to’ldirilgan zona mavjud bo’lsa bu jism elektr tokini o’tkazadi. Aynan shu hususiyat metallarga xosdir. 10, – rasm – agar valent zona va o’tkazish (erkin) zonasi bilan qisman ustma -ust tushsa ham, qattiq jism elektr tokini o’tkazuvchi bo’ladi. Bu Mendeleev elementlar davriy sistemasidagi II -guruh elementlari larga xos hususiyatdir. Energetik sathlari faqat 31 valent zona va o’tkazish zonasidan iborat qattiq jismlar, man qilingan zonasining kengligiga qarab dielektriklar va yarimo’tkazgichlarga ajratiladi. Agar kristalning man qilingan zonasining kengligi bir necha elektron volt bo’lsa, issiqlik harakati elektronni v alent zonadan o’tkazish zonasiga sakrata olmaydi va bunday kristallarga dielektriklar deyiladi (23, v -rasm). Agar man qilingan zona uncha katta bo’lmasa elektronni valent zonadan o’tkazish zonasiga issiqlik yoki biror boshqa tasir bilan ko’chirish mumkin. Bunday kristallarga yarim o’tkazgichlar deyiladi (23, g -rasm). Masalan germaniy uchun kremniy uchun ni tashkil qiladi. Shunday qilib o’tkazgichlar uchun man qilingan zonaning kengligi nolga teng, yarim o’tkazgichlar uchun dan oshmaydi, dielektriklar uc hun esa dan katta bo’ladi. Yarimo’tkazgichlarning o’tkazuvchanligi va uning temperaturaga, yoritilganlikka bog’liqligi. Xususiy o’tkazuvchanlik. Yuqorida qayd etilganidek yarim o’tkazuvchilarning elektr o’tkazuvchanligi metallarning elektr o’tkazuvcha nligidan yomon, dielektriklarnikidan esa yaxshiroqdir. Tabiatda yarimo’tkazgich elementlar va yarim o’tkazgich kimyoviy birikmalar mavjuddir. Shuning uchun ham ularni xususiy va aralashmali yarimo’tkazgichlarga ajratishadi. Kimyoviy toza yarim o’tkazgichla rga xususiy yarim o’tkazgichlar, o’tkazuvchanligiga esa xususiy o’tkazuvchanlik deyiladi. Ularga germaniy – , selen – va bazi kimyoviy birikmalar kiradi. da boshqa tashqi sabablar bo’lmaganda xususiy yarimo’tkazgichlar o’zlarini dielektriklardek tutishadi . tipidagi o’tkazuvchanlik. Temperatura ortishi bilan esa valent zonasining yuqori sathidagi elektronlar o’tkazish zonasining qo’yi sathlariga sakrab o’tadi (11, a - rasm). Kiristallga elektr maydoni qo’yilganda esa ular maydonga qarshi harakatga kelib ele ktr toki hosil qildi. Xususiy yarimo’tkazgichlarning elektron bilan bog’lik o’tkazuvchanligi elektron o’tkazuvchanlik yoki (yunoncha negative – manfiy so’ziga asosan) tipidagi o’tkazuvchanlik deyiladi. 32 tipidagi o’tkazuvchanlik Elektronlar sakrab o’tka zish zonasiga o’tib ketgandan so’ng, valent zonada bo’sh o’rinlari qolib, ularga teshiklar deyiladi (11, b - rasm). Tashqi elektr maydoni tasirida elektronning bo’sh o’rni -teshikni qo’shni sathdagi boshqa elektron egallashi mumkin. Bunda teshik ham ko’chga n elektronning o’rniga o’tadi. Bu jarayon davom etsa go’yoki teshik elektronlar harakati yo’nalishiga teskari yo’nalishda ko’chib yurgandek bo’ladi. Ya’ni go’yoki zaryadi elektron zaryadiga teng, ishorasi musbat bo’lgan zaryadning ko’chishi ro’y beradi. Xu susiy yarimo’tkazgichlarning kvazizarralar -teshiklar harakati bilan bog’liq o’tkazuvchanligiga -teshikli o’tkazuvchanlik yoki (yunoncha positive – musbat so’ziga asosan) tipidagi o’tkazuvchanlik deyiladi. Kimyoviy toza yarim o’tkazgichlarda o’tkazish zonas iga o’tgan elektronlar soni valent zonasida hosil bo’lgan teshiklar soniga teng bo’ladi va ularning har ikkalasi ham elektr toki hosil qilishda ishtirok etadi. SHu bilan birga elektronlarning harakatchanligi teshiklarnikiga nisbatan katta bo’lganligi uchun , teshikli tok umumiy tokning yarmiga teng bo’lolmaydi. SHunday bo’lsada yarim o’tkazgichlarning solishtirma o’tkazuvchanligi elektronli va teshikli o’tkazuvchanliklarning yig’indisidan iborat bo’ladi. Zaryad tashuvchilar,yani elektronlar va teshiklar xusu siy zaryad tashuvchilar bo’lganligi uchun ham ular vujudga keltiradigan o’tkazuvchanlikka xususiy o’tkazuvchanlik deyiladi. Aralashmali o’tkazuvchanlik. Yuqorida takidlanganidek, yarim o’tkazuvchilarning o’tkazuvchanligi elektronlarning va teshiklarning ko ntsentratsiyasi,va ularning harakatchanganligiga bog’liq. SHuning uchun ham turli usullar bilan yarimo’tkazgichlardagi zaryad tashuvchilar sonini ko’paytirishga harakat qilinadi. Bunday usullardan biri aralashmalar kiritishdir. Yarim o’tkazgichlarning ko’p chiligiga aralashmalar kiritilib, ularning elektr o’tkazuvchanligi yaxshilanadi. Aralashmalar ikki xil: donar va aktseptor bo’lishi mumkin. Donor aralashma. Agar to’rt valentli germaniyning kristall panjarasiga beshta valent elektronli mishyak, surma va shunga o’xshash moddalarning atomlari aralashma sifatida kiritilsa, yarim o’tkazgichdagi elektronlarning kontsentratsiyasi 33 keskin ortadi. Bunga sabab aralashma atom elektronlarining to’rttasi germaniy atomi bilan kimyoviy bog’lanish hosil qilishda qatnash ib, beshinchisining bo’sh qolishidir. Natijada uning o’z atomi bilan bog’lanishi juda kuchsiz bo’lib, uni osongina tark etishi va “erkin” elektronga aylanishi mumkin (12, a - rasm). Shunday qilib bu holda aralashma atomlar o’z elektronlarini beradi, ya’ni elektronlar donori bo’ladi va shuning uchun ham donor aralashma deyiladi. Donor aralashmada elektr o’tkazuvchanlik erkin elektronlar harakatining natijasi bo’lganligi sababli, unga elektronli yoki tipdagi o’tkazuvchanlik deyiladi. Aktseptor aralashma. A gar germaniyning kristall panjarasiga uchta valent elektronli indiy, galliy va shunga o’xshash moddalarning atomlari aralashma sifatida kiritilsa, yarimo’tkazgich o’tkazuvchanligining xarakteri o’zgaradi. Bunga sabab germaniyning atomi bilan juft elektron bog’lanish hosil qilish uchun indiy atomida bitta elektron etishmaydi. Boshqacha aytganda bu ikki atom orasida to’ldirilmagan valent bog’lanish ya’ni teshik vujudga keladi va shuning uchun ham aralashmaga aktseptor aralashma deyiladi (12, b - rasm). Krista lldagi teshiklar soni aralashma atomlar soniga teng bo’ladi.Aktseptor aralashmada elektr o’tkazuvchanlik teshiklar harakatining natijasi bo’lganligi sababli, unga teshikli yoki tipdagi o’tkazuvchanlik deyiladi. Yarim o’tkazgichlar o’tkazuvchanligining te mperaturaga bog’liqligi. Bizga ma’lumki temperatura ortishi bilan metallarning elektr o’tkazuvchanligi yomonlashadi va bunga sabab molekulalar bilan ko’proq to’qnashishi natijasida elektronlar harakatchanligining yomonlashishidir. Garchi yarim o’tkazgichla rda ham temperatura ortishi bilan xuddi metallardagidek sabablarga ko’ra, elektronlarning va teshiklarning harakatchanligi yomonlashsada u muxim rol o’ynolmaydi. Chunki yarimo’tkazgichlar qizishi bilan valent elektronlarning kinetik energiyasi ortadi va ul ar ma’n qilingan zonadan o’ta olish qobiliyatiga ega bo’lib qolishadi. Natijada erkin elektronlarning soni ortib, yarim o’tkazgichning elektr o’tkazuvchanligi yaxshilanadi. Shu bilan birga past temperaturalarda metallar va yarim o’tkazgichlar orasidagi far q ortadi, chunki yarim 34 o’tkazgichlarning o’tkazuvchanligi yomonlashadi. Demak past temperaturalarda yarim o’tkazgichlar dielektriklarga o’xshab ketib, ular orasidagi farq kamayadi. Yarim o’tkazgichlar yoritilganda elektr o’tkazuvchanligi yaxshilanadi. Bung a sabab yorug’lik ta’sirida qo’shimcha zaryad tashuvchilarning paydo bo’lishidir. Ular quyidagi jarayonlar natijasida vujudga kelishi mumkin: 1. Etarli darajada katta energiyaga ega bo’lgan yorug’lik valent zonadagi elektronni o’tkazish zonasiga o’tkazib q o’yadi. Natijada erkin elektronlar va teshiklar soni ortadi, ya’ni yarim o’tkazgichning xususiy o’tkazuvchanligi yaxshilanadi. 2. Yorug’lik donor aralashmaga tushib undagi elektronni o’tkazish zonasiga o’tkazadi va erkin elektronlar soni ortadi. 3. Yorug’l ik valent zonadagi elektronni aktseptor aralashmaga chiqaradi va valent zonada qo’shimcha teshiklar paydo bo’ladi. Metalllarning elektr o'tkazuvchanligi. Elektr o'tkazuvchanlikning klassik nazariyasi Savollar. Qattiq jismlarning tasnifi (o'tkazgichlar, dielektriklar va yarim o'tkazgichlar). Metalllardagi tokning tabiati. Mandelstam va Papaleksi, Styuart va Tolmanning tadqiqotlari. Metalllarning elektr o'tkazuvchanligining klassik elektron nazariyasi. Om, Joule - Lenz va Wiedemann - Franz qonunlarini tushuntirish. Metalllarning qarshiligining haroratga bog'liqligi. Supero'tkazuvchanlik. Metalllarning elektr o'tkazuvchanligining klassik elektron nazariyasining qiyinchiliklari. 12.1. Metallarda elektr tokining tabiat i Elektr o'tkazuvchanligiga ko'ra barcha moddalar o'tkazgichlar, dielektriklar va yarim o'tkazgichlarga bo'linadi. Supero'tkazuvchilar uchun elektr o'tkazuvchanligi 10 oralig'ida yotadi6 - o'nsakkizsm m -bir, dielektriklar uchun u 10 dan kam -6sm m -bir, va yar im o'tkazgichlar uchun u berilgan qiymatlar orasida oraliq pozitsiyani egallaydi (10 -4- o'n4sm m -bir). Bunday bo'linish asosan shartli hisoblanadi, chunki elektr o'tkazuvchanligi moddaning holatining o'zgarishi bilan keng diapazonda o'zgaradi. Mutlaq nolga yaqin haroratlarda yarimo'tkazgichlar dielektriklardir. Haroratning 35 oshishi bilan yarimo'tkazgichlarning o'tkazuvchanligi ortadi. Metalllarda, aksincha, harorat oshishi bilan o'tkazuvchanlik kamayadi. Supero'tkazuvchilar birinchi navbatda metallardir. Meta lllardagi oqim tashuvchilarning tabiatini aniqlash uchun o'tgan asrning boshlaridayoq bir qator tajribalar o'tkazildi. Bu turkumning birinchisi nemis fizigi Viktor Eduard Rikkening (1845 –1915) tajribasi bo'lib, u 1901 yilda o'rnatgan. Ikkita mis va bitta alyuminiy tsilindrni ehtiyotkorlik bilan sayqallangan uchlari birma -bir joylashtirilgan. Yil davomida ular orqali elektr toki o'tdi. Muallifning fikriga ko'ra, agar elektr zaryadi atomlar tomonidan uzatilsa, u holda silindrlarning massasi o'zgaradi. Biroq, tortish tsilindrlarning massasi o'zgarmasligini ko'rsatdi, garchi zaryad 3,5 10 bo'lsa ham.6Cl. Bu tajribadan kelib chiqadigan xulosa shuki, metallarda zaryad almashinuvi barcha metallar tarkibiga kiruvchi ba’zi zarralar tomonidan amalga oshiriladi. Bunday zarracha elektron bo'lishi mumkin edi (1897, V. Tomson). Elektronlarning metallardagi elektr zaryadlarining tashuvchisi ekanligining isboti 1916 yilda amerikalik fiziklar Richard Cheyz Tolman (1881 -1948) va Styuart tomonidan tashkil etilgan tajribadir. Ta jriba g'oyasini H.A. Lorenz (1853 -1928). Agar metallda massaga ega bo'lgan erkin zaryadlar bo'lsa, ular inertsiya qonuniga bo'ysunishlari kerak. Tez harakatlanuvchi o'tkazgich to'xtaganda, uning barcha atomlari to'xtaydi va erkin zaryadlar bir muncha vaqt harakat qilishda davom etadi. Natijada, o'tkazgichda ro'yxatga olinishi mumkin bo'lgan oqim zarbasi paydo bo'ladi (12.1 - rasm). Styuart va Tolman eksperimentining sxemasi shaklda ko'rsatilgan. 12.2. Ko'p sonli burilishli lasan 300 m / s chiziqli aylanish t ezligi bilan o'z o'qi atrofida tez aylanishga keltirildi. Tel o'rashning uchlari sezgir galvanometrga uzun egiluvchan simlar orqali ulangan, lasanning aylanishi paytida o'ralgan. Erning magnit maydoni maxsus qo'zg'almas bobinlar yordamida kompensatsiya qil indi. Simlarning uzunligi 500 m ga yetdi.G'altakning keskin sekinlashuvidan keyin galvanometr ignasi og'di. O'qning burilish yo'nalishiga ko'ra, metallardagi oqim 36 tashuvchilar manfiy zaryadlar ekanligi aniqlandi. Zaryadning uning tashuvchisi massasiga nisb ati (o'ziga xos zaryad) quyidagi fikrlardan kelib chiqqan holda hisoblab chiqilgan vaqt uchun tormozlash jarayoniga ruxsat bering dt kineti - bitta zaryad tashuvchining kal energiyasi kamayadi o'lcham iga tikilgan dw ê. Shu darajada qayerda m tashuvchining m assasi; - o'tkazgichning chiziqli tezligi, u holda dw ê - md - ; - o'tkazgichdagi barcha zaryad tashuvchilarning kinetik energiyasining kamayishi dW ê - Ndw ê - Nm - d- - nSlm - d- , (12.1) qayerda N - o'tkazgichdagi zaryad tashuvchilar soni, n - konsentratsiya (tashuvchilar soni) o'tkazgichning birlik hajmiga zaryad tashuvchilar) o'tkazgichdagi zaryad tashuvchilar, S o'tkazgichning tasavvurlar maydoni, l - o'tkazgich uzunligi; bir vaqtning o'zida o'tkazgichda issiqlik energiyasi chiqariladi, bu Joule -Lenz qonuni ga ko'ra, quyidagilarga teng: - dW Q - i 2 Rdt - iRi dt - iR dq - jSR dq - en - SR dq , (12.2) qayerda i oqimning oniy qiymati, R - o'tkazgichning qarshiligi, dq - ro'yxatdan o'tish - vaqt o'tishi bilan o'tkazgichda oqadigan chiziqli zaryad dt , j - uz - - zichlik 2 10.6 ga muvofiq o'tkazgichdagi oqim, e tashuvchining to'lovi, - - yo'nalish tezligi zaryad tashuvchining harakati yo'q (bu holda o'tkazgichning tezligi); energiyaning saqlanish qonuniga muvofiq - dW ê - dW Q , - nSlmd - - en - SR dq . Oddiy o'zgarishl ardan so'ng biz quyidagilarni olamiz: mldq - - d- . eR Oxirgi ifoda lasan aylanish tezligi o'zgarganligini hisobga olgan holda birlashtirilgan - 0 ga va oqim zaryadi 0 dan ba'zi bir qiymatga q . Chiqib ketgan zaryad q , bevosita tajribada aniqlangan. Natij ada biz quyidagilarni olamiz: ml -q - . eR Maxsus to'lov qayerda e m l - qR - . (12.3) (12.3) ning o'ng tomoniga kiritilgan barcha miqdorlar bevosita tajribadan aniqlanadi. Elektronning o'ziga xos zaryadi shu tarzda aniqlandi. Styuart va Tolman o'z tadqiqotl arini mis, kumushdan yasalgan o'tkazgichlar yordamida olib borishdi e va alyuminiy, va qabul qilindi e m -1,6 - 10o'n birMis uchun C/kg, -1, 49 -10o'n birC/kg uchun m e -1,54 -10o'n birAlyuminiy uchun C/kg.kumush va m Styuart va Tolman tajribalariga o'xshas h tajribalar 1913 yilda Strasburgda rus olimlari L.I. Mandelstam (1879 –1944) va 37 N.D. Papaleksi (1880 -1947). Biroq yaqinlashib kelayotgan Birinchi jahon urushi tufayli ular tadqiqotni yakunlashga ulgurmadilar. Bu tajribalarni o'tkazish, aslida, metallar o't kazuvchanligining klassik nazariyasini yaratish bo'yicha ishlarning davomi edi. 1901 yilga kelib, bu nazariyaning asoslari nemis fizigi P.Drude (1863 – 1906) tomonidan ishlab chiqildi va birozdan keyin Lorentz tomonidan takomillashtirildi va to'ldiriladi. Na zariyaga ko'ra, metallardagi atomlar qisman qattiq metallni tashkil etuvchi kristallarning panjara joylarida joylashgan elektronlar va musbat ionlarga ajraladi. Ko'pgina hollarda erkin elektronlar soni metall atomlari soniga, ya'ni erkin kontsentratsiyaga to'g'ri keladi. 3 elektronlar n -o'n28 -o'n29m -3. O'rtacha har bir atom bitta elektronni beradi, deb ishoniladi. Elektronlar kristall panjarada erkin harakatlanishi mumkin. Tashqi elektr maydoni bo'lmasa, ular tasodifiy termal harakatni amalga oshiradilar. Drude ham, Lorents ham erkin elektronlarni ideal gaz qonunlariga bo'ysunadigan elektron gazning bir turi sifatida ko'rib chiqishni taklif qilishdi. Biroq, bir -biri bilan to'qnashadigan ideal gaz molekulalaridan farqli o'laroq, elektronlar kristall panjaran ing ionlari bilan to'qnashadi. Tashqi elektr maydoni qo'llanilganda, tartibli harakat elektronlarning xaotik harakati ustiga, maydon yo'nalishi bo'yicha qo'yiladi. Elektronlarning xaotik harakati tezligi va yo'naltirilgan harakat tezligining (drift tezligi ) mutlaq qiymatlarini baholaylik. Bitta elektronning kinetik energiyasi quyidagi ifoda bilan aniqlanadi: mu 2 w ê - , 2 qayerda m elektron massasi; u elektronning xaotik harakatining o'rtacha tezligi. 3Molekulyar kinetik nazariyaga ko'ra, xuddi shu energiya w ê - kT , qayerda k - on - 2 tik turgan Boltzmann; T - harorat. Ushbu iboralardan 3 kTu - . m Xona harorati uchun ( T -300 K) 3 -1,38 -10 -23 - 300 9.1 -10 -31 Mis o'tkazgichdagi elektronlarning yo'naltirilgan harakatining o'rtacha tezligini (10.6) dan aniqlaym iz ( j - uz - ), joriy zichlikni o'rnatish j -10 À ì ì2 -1-107À m2 u - -o'n5Xonim. va konsentratsiya n -1-1029m -3. Qayerda jv - o'n7 o'n29 -1,6 -10 - o'n to'qqiz - -o'n - 3Xonim. yo'q Shunday qilib, - -- u . Drude -Lorents nazariyasi o'tkazgichlarda elektr toki o qimining asosiy qonunlarini, xususan, Om qonunini, Joul -Lenz 38 qonunini, Videmann -Frans qonunini va boshqalarni tushuntiradi. Ba'zi kvant mexanik tushunchalari bilan to'ldirilgan holda, u kontaktni qoniqarli tarzda tushuntiradi. ikkita o'tkazgich chegarasida gi hodisalar. Biroq, u yarim o'tkazgichlarning elektr o'tkazuvchanligi mexanizmini va quyida muhokama qilinadigan o'tkazgichlardagi bir qator hodisalarni tushuntirib bera olmaydi. 12.2. Ohm qonuni tushuntirish Supero'tkazuvchilar ichidagi elektr maydoni ma vjud bo'lganda, har bir elektron uchun - - - kuch harakat qilmoqda F - eE , qayerda E elektr maydon kuchidir. Harakat ostida Bu kuch bilan, Nyutonning ikkinchi qonuniga ko'ra, elektron harakat qiladi tezlashuv bilan - - eE - Fa - - . m Elektronning tezlash tirilgan yo'naltirilgan harakati faqat panjara joylari bilan ikkita to'qnashuv o'rtasida kuzatiladi. To'qnashuvdan so'ng, Drudega ko'ra, elektron tezligi nolga teng va to'qnashuvdan oldin u quyidagi formula bilan aniqlanadi: m - maks - a - - - , (12.4) bepul ishlash vaqti qayerda. Elektronlarning yo'naltirilgan harakatining o'rtacha tezligi - - eE 2 m - -maks0 - - , (12.5), 2 bu erda elektronning erkin yo'l vaqtining o'rtacha qiymati -- - - u - , u - - kabi u -- - . Bu erda - elektronning o'rtacha erkin yo'li . Keyin (12.5) dan biz quyidagilarni olamiz: e - 2 mu - - E . (12.6) (12.6) ni (10.6) o'rniga qo'yib, o'tkazgichdagi oqim zichligini hisoblash uchun ifodani olamiz. e - 2 mu yo'q 2 - 2 mu j - uz - - uz E - E . (12.7) (12.7) ni Ohm qonuni bilan differentsial shaklda solishtirish ( j - - E ), olamiz Supero'tkazuvchilarning elektr o'tkazuvchanligini ifodalash: yo'q 2 -- - yo'q 2 2 m - - . (12,8) 2 mu Oxirgi formula elektronlarning o'rtacha erkin yo'lini o'z ichiga oladi, ya'ni elektronlarning kristall panjara joy lari bilan ikki to'qnashuvi orasidagi o'rtacha vaqt. Bu vaqt qancha uzoq bo'lsa, o'tkazgichning elektr o'tkazuvchanligi shunchalik yuqori bo'ladi. Shuning uchun metallarning elektr o'tkazuvchanligining klassik nazariyasi metallarning elektr qarshiligini el ektronlarning kristall panjaraning tugunlari bilan to'qnashuvi bilan izohlaydi. 12.3. Joule -Lenz qonunining izohi To'qnashuv paytida bitta elektron tugunga o'tkazadigan energiyani hisoblash uchun biz (12.4) ifodadan va yuqorida aytib o'tilgan Drude holatid an foydalanamiz (to'qnashuvdan keyingi elektron tezligi nolga teng): m - 2 w - maks meni 2 E 2 -2 2 m 2 e 2 E 2 -2 2 m ê - - . 2 Vaqt birligi uchun elektron 39 o'rtacha panjara joylari bilan to'qnashadi z - bir marta. Bunday holda, o'tkazgichning birlik hajmida vaqt birligi uchun energiya chiqariladi: nze 2 E 2 -2 2 m yo'q 2 -2 2 - m 2 -- nzw - ê - E 2 yo'q - 2 m - E 2. (12,9) Oxirgi ifodani (12.8) bilan taqqoslab, biz Joule -Lenz qonunini differentsial shaklda olamiz: -- - E 2. 12.4. Videman -Frans qonunining izohi Q onun 1853 yilda empirik tarzda yaratilgan va metallarning elektr va issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientlari bilan bog'liq: - - DA , - bu erda - issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti; A -2.21 -10 -sakkizW/K2 - ma'lum bir sobiq - perimental, doimiy, barcha m etallar uchun bir xil. Metallar issiqlikni yaxshi o'tkazuvchi, dielektriklar esa yomon bo'lganligi sababli, metallarning issiqlik o'tkazuvchanligi erkin elektronlar bilan bog'liq deb taxmin qilish mantiqan to'g'ri keladi. Keyin, gazlarning molekulyar -kinet ik nazariyasiga ko'ra - 2 - - nku , (12.10) bu holatda qayerda n , u , - – konsentratsiya, o‘rtacha tezlik va o‘rtacha uzunlik metalldagi elektronlarning erkin yo'li; k Boltsman doimiysi. Bo'lish (12.10) dan (12.8) biz quyidagilarni olamiz: - - nku - -2 mu yo'q 2- -2 ku 2 m e 2 - - . qayerda - A - -2.23 -10 -sakkizW/K2. Eksperimental tasodif 2 doimiy qiymatlar A va klassik elektrotexnika nazariyasiga ko'ra hisoblangan. o'tkazuvchanlik ishonchli. 12.5. Metalllarning qarshiligiga bog'liqligi harorat Klassik naz ariyaga ko'ra (12.1 ga qarang) metallarning qarshiligi elektronlarning kristall panjaraning ionlari bilan to'qnashuvi bilan izohlanadi. Haroratning oshishi bilan kristall panjara tugunlarida ion tebranishlarining amplitudasi oshishi kerak. Binobarin, elekt ronlarning tugunlar bilan to'qnashuvlari soni ham ortishi kerak, bu (12.8) ga ko'ra, elektr o'tkazuvchanligining pasayishiga yoki o'tkazgichning qarshiligining oshishiga olib keladi. Oddiy haroratlarda qarshilik harorat bilan chiziqli ravishda o'zgarishi e ksperimental ravishda aniqlandi: R - R 0 -bitta - - t -. qayerda t Selsiy gradusida ifodalangan harorat; - - R (12.11) - harorat dR dt qarshilik koeffitsienti, son jihatidan o'tkazgichning harorati 1 K ga o'zgarganda qarshiligining nisbiy o'zgarishiga teng. Harorat koeffitsienti haroratga bog'liq. Metallar uchun u har doim ijobiy bo'lib, harorat kichik oraliqlarda o'zgarganda, uni doimiy qiymat deb hisoblash mumkin va bu oraliqdagi o'rtacha qiymatga teng. 40 Ko'pgina sof metallar uchun bitta Formulada (12.11) R va R 0 - mos ravishda haroratlarda o'tkazgichning qarshiligi t va t 0. bilan geometrik o'lchamlarning o'zgarishini hisobga olmasak Supero'tkazuvchilar qarshiligining haroratga bog'liqligini tavsiflash uchun harorat o'zgarishi formulasidan (12.11) foydalanis h mumkin: - - -0-bitta - - t -. (12.13) (12.12) ni hisobga olgan holda, T - - - T 0 Tenglama (12.13) metallar qarshiligining haroratga to'g'ridan -to'g'ri proportsional bog'liqligini ko'rsatadi. Nazariyaga ko'ra, harorat mutlaq nolga moyil bo'lganligi sababl i, sof metalning qarshiligi Guruch. 12.3 nolga moyil bo'lishi kerak (egri bitta , guruch. 12.3). Haqiqiy metallarda har qanday nopoklik atomlari yoki kristall panjara nuqsonlari haroratga bog'liq bo'lmagan qoldiq qarshilikka olib keladi (egri chiziq). 2 ). 12.6. Supero'tkazuvchanlik 1911 yilda golland fizigi X. Kamerling -Onnes (1853 - 1926) o'ta o'tkazuvchanlik deb nomlangan hodisani kashf etdi. Simob qarshiligining haroratga bog'liqligini o'rganib, u 4,15 K haroratda uning elektr qarshiligi keskin nolga tush ishini aniqladi (12.3 -rasm, egri chiziq 3). Hozirgi vaqtda 20 dan ortiq sof metallar va 1000 dan ortiq turli xil kimyoviy birikmalarga ega ekanligi ma'lum. Har bir o'tkazgich o'z haroratiga ega, bunda supero'tkazuvchi holatga o'tish sodir bo'ladi. Bu tanqi diy deb ataladi Ò ê). Sof metallar orasida eng yuqori kritik harorat niobiy 9,22 K. O'ta o'tkazuvchanlikni eksperimental kuzatishning ikkita imkoniyati mavjud: - yopiq elektr zanjiriga supero'tkazuvchi qarshilik kiritilganda. Uning uchlaridagi potentsialla r farqi nolga teng. - magnit maydonda supero'tkazuvchi materialning halqasini joylashtirishda. Halqa kritik haroratdan past haroratgacha sovutilgandan so'ng, magnit maydon o'chiriladi va halqada elektr toki paydo bo'ladi, bu normal sharoitda deyarli darhol to'xtaydi. Supero'tkazuvchanlik mavjud bo'lganda, u halqada cheksiz kuzatilishi mumkin. Laboratoriyada bir necha yillar davomida bunday oqimlar saqlanib qolgan holatlar ma'lum. Supero'tkazuvchanlik nazariyasi juda murakkab. Klassik nazariya o'ta o'tkazuvc hanlikni tushuntira olmaydi. O'ta o'tkazuvchanlikning kvant mexanik 41 tushuntirishi qattiq jismlar fizikasining dolzarb nazariy muammolaridan biri bo'lib, umumiy fizika kursi o'quv dasturi doirasidan tashqariga chiqadi. Hozirgi vaqtda o'ta o'tkazuvchanlikni amaliy qo'llashning asosiy yo'nalishlari: - kuchli magnit maydonlarni yaratadigan magnitlar. Supero'tkazuvchi o'rashli ko'plab elektromagnitlar allaqachon yaratilgan bo'lib, ular magnit maydonlarni yaratadi . kam yo'qotishlarga ega elektr uzatish liniyalar i. Supero'tkazuvchi elektr uzatish liniyalari elektr yo'qotishlaridan ozod bo'ladi. Muqobil manbalardan, masalan, quyosh panellari yordamida olinadigan elektr energiyasining tannarxi atom va issiqlik elektr stansiyalarida ishlab chiqariladigan energiya qiy matiga tenglashganda, uni ishlab chiqarish maydonlaridan iste'mol joylariga etkazib berish muammosini hal qilish mumkin. Supero'tkazuvchi elektr uzatish liniyalarining yordami. Bu vaqtga kelib, elektr uzatish liniyalarini sovutish uchun ko'p miqdorda suyuq geliy olish zarurati kabi iqtisodiy muammolar allaqachon hal qilingan bo'lishi mumkin. yuqori tezlikdagi transport vositalari. 10 T - - 12.7. Metalllarning elektr o'tkazuvchanligining klassik nazariyasining qiyinchiliklari Klassik nazariya Om, Joule -Lenz, Wiedemann -Franz va boshqalar qonunlarini qoniqarli tarzda tushuntiradi. Biroq, u tushuntirib bera olmaydi: - - supero'tkazuvchanlik; metallarning haroratga bog'liqligi. (12.8) ga binoan yo'q 2 -- - 12 mu - 2 m 3 kT m , - - - , 2 mu - yo'q 2 - yo'q 2 - ya'ni o'tkazgichning qarshiligi proportsionaldir (12.13) ga ko'ra u birinchi darajali mutlaq haroratga to'g'ridan - to'g'ri proportsionaldir; Dyulong (1785 -1838) va Petit (1791 -1820) dirijyorlar qonuni. Ushbu tajriba qonuniga ko'ra, doimiy hajmdagi barcha qattiq j ismlarning molyar (atom) issiqlik sig'imi Ñ V -3 R -25 J/(K mol). Biroq, elektr T , birgalikda - Metalldagi o'tkazuvchan elektronlar elektron (monatomik) gaz bo'lib, ular metallning issiqlik sig'imiga hissa qo'shishi kerak. Atom 3 R bunday gazning issiqlik sig'imi formula bilan aniqlanadi ñ - -12,5 J/(K mol). 2 Bunday holda, barcha metallarning atom issiqlik sig'imi bo'lishi kerak Ñ - Ñ V - c -37,5 J/(K mol). Darhaqiqat, Dulong va Petit qonuni yomon emas 42 barcha metallar uchun bajariladi. Bu shuni anglatadik i, elektronlar - elektr o'tkazuvchanligi va issiqlik o'tkazuvchanligi jarayonlarining bevosita ishtirokchilari o'tkazgichlarning issiqlik quvvatiga ta'sir qilmaydi; (12.8) ga muvofiq hisoblangan elektronning o'rtacha erkin yo'li, agar metallning solishtirm a o'tkazuvchanligining tajriba yo'li bilan olingan qiymati hisoblash uchun olingan bo'lsa, kristall panjara tugunlari orasidagi masofadan yuzlab marta katta bo'ladi. 43 XULOSA Elektr oʻtkazuvchanlik — tashki elektr maydon ta ʼsirida moddada elektr zaryadlarning ko ʻchishini ifodalaydigan tushuncha ; jismning elektr tokini oʻtkazish xususiyati va bu xususiyatni miqdoran ifodalaydigan fizik kattalik . Elektr tokini oʻtkazadigan jismlarni oʻtkazgichlar deyiladi . O ʻtkazgichlarda doimo erkin zaryad eltuvchilar — elektronlar va ionlar bo ʻladi (ana shularning tartibli yo ʻnalgan harakatlari elektr toki hisoblanadi ). Elektr oʻtkazuvchanlik miqdor jihatdan oʻtkazgichdagi elektr maydon kuchlanganligi bir birlik bo ʻlganda undan oʻtayotgan tok zichligi bilan aniklanadi . Yarimo ʻtkazgichlar va dielektriklarda elektronlarning zonalarda energetik sathlar bo ʻyicha joylashishi bir xil , lekin taqiqlangan zonaning kengliligi dielektriklarda kattaroq . Yarimo ʻtkazgichlarda elektronlar issiqlik energiyasi hisobiga taqi qlangan zona orqali bo ʻsh zonaga oʻta oladi . Tra ortishi bilan bunday oʻtishlar ehtimoli ortadi. Oʻtgan elektronlar metallarda oʻtkazuvchanlik elektronlari turgan sharoitga oʻxshash boʻlgan sharoitda boʻladi va oʻtkazuvchanlikda ishtirok etadi. Dielektriklarda bunday natijaga ancha yuqori trada erishish mumkin. Shunday qilib, yarimoʻtkazgichlar va dielektriklarda temperatura koʻtarilgan sari Elektr oʻtkazuvchanlik ortib boradi. 44 Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati  A.Teshaboev, S.Zaynobidinov, Sh.Ermatov. Qattiq jismlar fizikasi., T.,―Moli ya‖, 20 01 y.  S.Z.Zaynobiddinov, A.Teshaboev. Yarimo’tkazgichlar fizikasi. Toshkent, «O’qituvchi», 1999 y.  A.Teshaboev, E.Musaev, A.Akbarov, M.Nosirov. Yarimo’tkazgichlar va dielektriklar texnologiyasi. Andijon, 2004 y.  P.N.Nurmatov, K.I.Dieva, B.Q.Xabibullaev. Fizika (o’zbekcha -ruscha iz ox li lug’at), T., ―O ’qituvchi‖, 1986 y.  S.Z.Zaynobiddinov, A.Teshaboev. Yarimo’tkazgichli asboblar fizikasi. Andijon, «Hayot», 2002 y.  Arzikulov E.U., Abdukarimova X.R. Elektron -kovak o’tishining hosil bo’lishi va uning elektr sig’imi. SamDU., 2011y.  http://electro -t.info/ref/pr6jkovo1_provodimosti.html  http://irc.spbu.ru/Library/Method/index.html  http://www.college.ru/physics/index.php

1 O’zbekiston Respublikasi Oliy va o’rta maxsus ta‘lim vazirligi Sharof Rashidov nomidagi Samarqand davlat universiteti Fizika fakulteti 401”A” - guruhi talabasi Ziyodullayev Azizjon ning Mavzu: Metallar elektr o’tkazuvchanligining klassik nazariyasi. Drude modeli Bajardi: Ziyodullayev Azizjon Qabul qiluvchi: dots. Shodiyev Zokir SAMARQAND -2022 KURS ISHI

2 MUNDARIJA bet KIRISH 3 1. Metallarda tok tashuvchilarning tabiati. 5 2. Metallar elektr o‘tkazuvchanligining Drude – Lorens klassik nazariyasi. 7 3. Metallar o‘tkazuvchanligining klassik nazariyasi asosida Om qonunini keltirib chiqarish. 11 4.Metallar o‘tkazuvchanligining klassik nazariyasi asosida Joul -Lens qonunini keltirib chiqarish. 13 5.Metallarda elektr toki. Elektronlarningmetaldan chiqish ishi. 16 6.M etalarda elektr tokening k las sik electron nazaryasi 25 XULOSA 43 Foydanilgan adabiyotlar ro’yxati 44

3 KIRISH Metalarda tok tashuvchilarni tabiati Metallardagi tokning elektron tabiati elektronlarning inertsiyasigaga doir tajribalarda o’zining ishonchli isbotiga ega bo’ldi. Bu tajribalarning g’oyasi 45 - rasmda bilan tushuntirilgan. Doimiy J tezlik bilan harakatlanayotgan zaryadlanmagan metall parchasini ko’z oldimizga keltiraylik. Metall bilan birga elektronlarn ham shunday tezlik bilan harakatlanadi, shuning uchun elektronlarning kristall panjaralarga nisbatan qanday siljishi bo’lmaydi, binobarin elektr toki ham bo’lmaydi. Biroq elektronlarning zaryaddan tashqari massasi ham bor va shuning uchun ular ma’lum inertsiyaga egadirlar. Metallning harakati har qanday o’zgarganda elektronlar panjara harakatidan yo orqada qoladi, yo oldinga ketadi, buning natijasida elektr tok paydo bo’ladi. Bu hodisani tramvay vagoni keskin to’xtaganida yoki joyidan tusatdan qo’zg’alganda yo’lovchilar oladigan turtqilarga uxshatish mumkin. U J 45 -rasm i+ i-

4 Bu tokning yo’nalishi metallda harakatlanayotgan zarralarning zaryadi ishorasiga bog’liq bo’lishini ko’rish oson. Masalan, metall tormozlanganda zarralar panjaradan ilgarilab ketadi va unga nisbatan ungdan chapga qarab harakatlanadi. Agar zarralar musbat zaryad olib o’tayotgan bo’lsa, hosil bo’lgan i+ tok ham ungdan chapga yo’nalgan bo’ladi. Agar zarralar manfiy zaryadlangan bo’lsa, u holda i- tokning yo’nalishi teskari bo’ladi. Shuning uchun tajribada hosil bo’lgan tokning yo’nalishini tekshirib, metallardagi zaryad tashuvchilarning ishorasini aniqlash mumkin. Bu tok bilan olib utilgan zaryad kattaligini ham ulchasak, zaryad tashuvchilar zaryadining ular massasiga nisbatini aniqlash, binobarin, ularning tabiatini aniqlash mumkin. Bu tajribning g’oyasi 1913 -yilda L.I.Mandelshtam va D.Papaleksi tomonidan aytilgan edi. Ular sifat tajribalar o’tkazdilar va o’z atrofida aylanma tebranishlar qilayotgan simli g’altakda haqiqatdan ham o’zgaruvchan tok vujudga kelishini aniqladilar. So’ngra bu tajribani qaytadan G.Lorens tavsiya qildi va 1916 -yilda Tolmen va Styuart m iqdoriy natijalar oldilar. Tolmen va Styuart tajribasining sxemasi 46 -rasmda keltirilgan Ingichka simdan qilingan o’ramlari soni ko’p bo’lgan g’altak o’z o’qi atrofida tez aylantirilgan. Cho’lg’amlarning uchlari g’altak aylanganda bo’raladigan uzun yumshoq simlar vositasida sezgir ballistik galvanometirga ulangan. G’altak buralib bo’lgandan keyin u maxsus moslama yordamida keskin tormozlangan. Cho’lg’amning umumiy uzunligi taxminan 500 m , sim harakatining chiziqli tezligi 300 ga teng . O’lchashlarda Yer magnit maydonining ta’siri mufassal bartaraf qilingan, chunki u induksional toklarning paydo bo’lishiga sabab bo’lishi mumkin. m e s m

5 46 -rasm Elektr qarshilikning sababi. Tajribalarning natijalari metallarda ular bo’ylab ko’chishi mumkin bo’lgan elektronlar mavjud ekanini ko’rsatadi. Bunday elektronlar o’tkazuvchanlik elektronlari deb ataladi. 47 -rasm Tok bo’lmaganda metallarda hajmiy zaryadlar bo’lmagani sababli, metallarda musbat zaryadlar ham bo’ladi, biroq ular tok hosil bo’lishida ishtirok

O'xshashlar

Metallar issiqlik xossalarining klassik (Eynshteyn va Debayning issiqlik sig'imi nazariyalari) va kvant nazariyalari (garmonik ossilyator)
Dielektriklarda elektr maydon
Paramagnetiklarning elektr o’tkazuvchanligi
TERMOELEKTRIK EFFEKTLAR
BILISH NAZARIYASI