Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

IV. Zależność oporu właściwego od ruchliwości nośników ładunku

1

Symulacja pokazuje jakościowo wpływ temperatury na ruchliwość elektronów w metalach, a przez to i na opór elektryczny.

RgMkuSRtec8fj
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Na ekranie symulacji widoczne są dwie naładowane elektrycznie okładki w postaci poziomych prostokątów równoległych względem siebie. Lewa okładka jest niebieska i zgromadzono na niej ładunek ujemny, co jest widoczne w postaci białych pięciu znaków minus jeden pod drugim. Prawa okładka jest czerwona i zgromadzona na niej ładunek dodatni co jest widoczne w postaci pięciu znaków plus jeden pod drugim. Na czarnym tle przestrzeni pomiędzy okładkami widoczne są atomy w postaci czerwonych kulek tworzących prostokątną sieć, w której w kierunku poziomym widocznych jest dziesięć atomów jeden obok drugiego, a w kierunku pionowym widocznych jest pięć atomów jeden nad drugim. Atomu tworzące sieć nie są nieruchome, wykonują nieznaczne drgania co symbolizuje drgania termiczne. Z lewej i ujemnie naładowanej okładki wylatują elektrony w postaci małych niebieskich kulek. Poruszają się one w prawo ku dodatnio naładowanej okładce. W trakcie ruchu elektrony zderzają się z atomami, w wyniku czego kierunek ich ruchu zostaje zmieniony. W ogólnym przypadku ruch elektronów w prawo, ku dodatnio naładowanej okładce jest wymuszony odziaływaniami elektrostatycznymi, jednak poza tym kierunek ruchu poszczególnych elektronów jest chaotyczny ze względu na zderzenia z atomami. Nad symulacja widoczne są trzy poziome suwaki, jeden nad drugim. Górnym suwakiem użytkownik może regulować temperaturę. Zwiększenie temperatury powoduje wzrost częstotliwości drgań termicznych atomów. Poniżej znajduje się suwak, którym użytkownik może regulować koncentrację nośników. Zwiększenie koncentracji nośników powoduje wzrost liczby elektronów poruszających się między naładowanymi okładkami. Najniżej znajduje się suwak, którym użytkownik może regulować rozmiar atomów. Zwiększenie rozmiaru  atomów powoduje wzrost rozmiaru czerwonych kulek pomiędzy naładowanymi okładkami a tym samym zwiększa ilość zderzeń nośników z nimi. Większa ilość zderzeń skutkuje zmniejszeniem prędkości dryfu nośników pomiędzy okładkami. Pod suwakami widoczna jest informacja o wartości prędkości dryfu w zadanych warunkach.

Polecenie 1

Przeanalizuj wpływ rozmiaru atomów na prędkość dryfu w symulacji.

RFlXsjKPdBXWZ
Ćwiczenie 1
Wybierz poprawne zakończenie zdania: Wzrost rozmiaru atomów w przewodniku... Możliwe odpowiedzi: 1. skutkuje wzrostem prędkości dryfu elektronów swobodnych., 2. nie zmienia prędkości dryfu elektronów swobodnych., 3. skutkuje spadkiem prędkości dryfu elektronów swobodnych.