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: YandexBot [bot]


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