2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Возбуждение свободных электронов в металлах
Сообщение13.06.2013, 22:16 


13/06/13
25
Заинтересовал меня один вопрос.
Электрический ток в медном проводнике переносят свободные электроны.
А если поместить этот проводник в переменное электромагнитное поле, увеличится ли число свободных электронов, и увеличится ли ток в проводнике?
На какой, примерно, частоте внешнего поля может происходить подобное возбуждение свободных электронов?
Существует ли резонансная частота, на которой число свободных электронов увеличивается до максимума?

 Профиль  
                  
 
 Re: Возбуждение свободных электронов в металлах
Сообщение13.06.2013, 22:22 
Заблокирован
Аватара пользователя


10/03/13

438
Запорожская сечь
Vlad IM в сообщении #736418 писал(а):
А если поместить этот проводник в переменное электромагнитное поле, увеличится ли число свободных электронов, и увеличится ли ток в проводнике?

А с какой стати число электронов должно увеличиться? Откуда они возьмутся?

 Профиль  
                  
 
 Re: Возбуждение свободных электронов в металлах
Сообщение14.06.2013, 00:12 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Если обстреливать проводник каким-то инфракрасным, оптическим или ультрафиолетовым излучением, то в нём количество свободных электронов может повыситься (внутренний фотоэффект, например). Но подозреваю, это далеко от того, что имел в виду ТС.

 Профиль  
                  
 
 Re: Возбуждение свободных электронов в металлах
Сообщение14.06.2013, 11:52 


13/06/13
25
В моем эксперименте проводник (медный провод) находится в индукционном поле, которое создает катушка-индуктор.
В проводнике возникает эдс, и по нему начинает течь ток через нагрузку.

Рассмотрел структуру атома меди.
Один электрон на внешней орбите легко оторвать. Так пишут.
А можно ли оторвать, например, еще один электрон (или несколько электронов), воздействуя на проводник индукционным полем? Как-то изменив параметры поля, например, частоту?

Если таким способом удастся оторвать еще один электрон, то что произойдет с током в проводнике?
Свободных электронов станет больше. Значит больший заряд будет переноситься, и ток, по-идее, увеличится (?).

Может сделать так:
Определить энергию электромагнитного кванта внешнего поля, умножив частоту на постоянную Планка; затем смотрим по справочникам энергию сродства электрона к кристаллической решетке металла - как только энергия кванта превысит ее, можно ожидать увеличения числа свободных электронов.

 Профиль  
                  
 
 Re: Возбуждение свободных электронов в металлах
Сообщение14.06.2013, 12:58 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Vlad IM в сообщении #736524 писал(а):
Рассмотрел структуру атома меди.

В медном проводе - не атомы меди. Там другая структура, ионы меди и электронный газ. В школе про это не говорят, надо читать сложные учебники.

Vlad IM в сообщении #736524 писал(а):
В моем эксперименте проводник (медный провод) находится в индукционном поле, которое создает катушка-индуктор.
В проводнике возникает эдс, и по нему начинает течь ток через нагрузку.

Ну и что показал эксперимент?

 Профиль  
                  
 
 Re: Возбуждение свободных электронов в металлах
Сообщение14.06.2013, 13:24 
Заблокирован
Аватара пользователя


10/03/13

438
Запорожская сечь
Munin в сообщении #736539 писал(а):
Vlad IM в сообщении #736524 писал(а):
В моем эксперименте проводник (медный провод) находится в индукционном поле, которое создает катушка-индуктор.
В проводнике возникает эдс, и по нему начинает течь ток через нагрузку.

Ну и что показал эксперимент?



А эксперимент, в очередной раз показал справедливость закона электромагнитной индукции.

 Профиль  
                  
 
 Re: Возбуждение свободных электронов в металлах
Сообщение14.06.2013, 13:36 


13/06/13
25
Munin в сообщении #736539 писал(а):
Vlad IM в сообщении #736524 писал(а):
В моем эксперименте проводник (медный провод) находится в индукционном поле, которое создает катушка-индуктор.
В проводнике возникает эдс, и по нему начинает течь ток через нагрузку.

Ну и что показал эксперимент?

Нагрузка - лампочки, они светятся. :-)
Но меня интересует, можно ли так подобрать частоту индуктора, чтобы свободных электронов в медном проводнике стало больше?

 Профиль  
                  
 
 Re: Возбуждение свободных электронов в металлах
Сообщение14.06.2013, 13:47 
Заблокирован
Аватара пользователя


10/03/13

438
Запорожская сечь
Vlad IM в сообщении #736554 писал(а):
Но меня интересует, можно ли так подобрать частоту индуктора, чтобы свободных электронов в медном проводнике стало больше?

В физике есть такое понятие как "красная граница" фотоэффекта. Вам придётся использовать другой частотный диапазон.Обычный индуктор для этого врядли подойдёт.

 Профиль  
                  
 
 Re: Возбуждение свободных электронов в металлах
Сообщение14.06.2013, 14:31 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Vlad IM в сообщении #736554 писал(а):
Нагрузка - лампочки, они светятся.

То есть, ничего не показал. Поздравляю!

Совет: когда ставите эксперимент, начните с того, чтобы более чётко разобраться, чего вы от него ожидаете, и как вы намерены наблюдать то, что ожидаете, и то, что может произойти неожиданного. Хотя бы измерьте чего-нибудь количественно, а не "на глаз".

 Профиль  
                  
 
 Re: Возбуждение свободных электронов в металлах
Сообщение14.06.2013, 15:04 


13/06/13
25
Насчет этого (нашел в интернете):
Цитата:
Определяем энергию электромагнитного кванта внешнего поля, умножив частоту на постоянную Планка; затем смотрим по справочникам энергию сродства электрона к кристаллической решетке металла - как только энергия кванта превысит ее, можно ожидать увеличения числа свободных электронов.

можете что-то посоветовать?
Здесь "частота" имеется ввиду частота индуктора? Измерил частоту индуктора = 25 кГц.
Постоянная Планка: 6.626 069 57(29) х 10-34 Дж·с (4.135 667 516 х 10-15 эВ·с)
Скажите, как это правильно перемножить? :-)
Нашел энергию сродства атома меди к электрону, но только для процесса присоединения электрона к свободному атому, а не отделения электрона от атома в зависимости от орбиты...
Помогите рассчитать энергию электромагнитного кванта внешнего поля для заданной частоты поля.
И где бы найти энергию отделения электрона от атома?

 Профиль  
                  
 
 Re: Возбуждение свободных электронов в металлах
Сообщение14.06.2013, 15:22 
Заблокирован
Аватара пользователя


10/03/13

438
Запорожская сечь
Vlad IM в сообщении #736586 писал(а):
Измерил частоту индуктора = 25 кГц.
Постоянная Планка: 6.626 069 57(29) х 10-34 Дж·с (4.135 667 516 х 10-15 эВ·с)
Скажите, как это правильно перемножить?

Два числа не можете перемножить? Ну вы даёте... :-)
Vlad IM в сообщении #736586 писал(а):
И где бы найти энергию отделения электрона от атома?

Энергия отделения электрона от атома это обычная энергия связи электрона с ядром.

 Профиль  
                  
 
 Re: Возбуждение свободных электронов в металлах
Сообщение14.06.2013, 15:23 
Заслуженный участник


27/07/12
1405
САФУ Архангельск
джоули в секунды переведите в электронвольт секунды и перемножайте

 Профиль  
                  
 
 Re: Возбуждение свободных электронов в металлах
Сообщение14.06.2013, 15:26 
Заблокирован
Аватара пользователя


10/03/13

438
Запорожская сечь
Sergey K в сообщении #736589 писал(а):
джоули в секунды переведите в электронвольт секунды и перемножайте

Всё зависит от того, в каких единицах требуется получить энергию.

 Профиль  
                  
 
 Re: Возбуждение свободных электронов в металлах
Сообщение14.06.2013, 15:47 


13/06/13
25
graviton в сообщении #736592 писал(а):
Sergey K в сообщении #736589 писал(а):
джоули в секунды переведите в электронвольт секунды и перемножайте

Всё зависит от того, в каких единицах требуется получить энергию.

Вот именно это я и имел в виду (Sergey K, спасибо). Нужно сначала найти в каких единицах измеряется энергия отделения электрона от атома. Это обычная энергия связи электрона с ядром? Э-э, а где бы глянуть? Эта энергия указывается для электронов в зависимости от орбиты? Щас поищу. :)

 Профиль  
                  
 
 Re: Возбуждение свободных электронов в металлах
Сообщение14.06.2013, 16:18 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Vlad IM в сообщении #736601 писал(а):
Нужно сначала найти в каких единицах измеряется энергия отделения электрона от атома.

Измеряется она вообще неважно в чём. А записать её можно в разных единицах, достаточно перевести из одних единиц в другие по известным коэффициентам. Просто удобно пользоваться теми единицами, в которых удобные числа получаются. В джоулях - получаются неудобные.

Vlad IM в сообщении #736601 писал(а):
Э-э, а где бы глянуть?

В гугле, под названием "энергия ионизации".

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 21 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group