Вопрос школьника
Найти скорость упорядоченного движения электронов v в стальном проводнике, концентрация электронов проводимости в котором n = 1028 м-3, при напряженности поля Е = 96 мВ/м
Ответ от учителя
Для нахождения скорости упорядоченного движения электронов в стальном проводнике необходимо использовать формулу для дрейфовой скорости электронов:
v = μE
где v — скорость упорядоченного движения электронов, μ — подвижность электронов, E — напряженность поля.
Для нахождения подвижности электронов в стальном проводнике можно использовать формулу:
μ = σ / (nq)
где σ — проводимость материала, n — концентрация электронов проводимости, q — заряд электрона.
Значение проводимости материала стали можно найти в таблицах физических величин и оно составляет примерно 1.0 * 10^7 Ом^-1 * м^-1.
Таким образом, подставляя известные значения в формулы, получаем:
μ = 1.0 * 10^7 Ом^-1 * м^-1 / (1028 м^-3 * 1.6 * 10^-19 Кл) ≈ 6.1 * 10^-3 м^2 / (В * с)
v = 6.1 * 10^-3 м^2 / (В * с) * 96 мВ/м ≈ 0.58 м/с
Таким образом, скорость упорядоченного движения электронов в стальном проводнике при данной концентрации электронов и напряженности поля составляет примерно 0.58 м/с.
