Giáo án Vật Lí Lớp 11 - Chương 5: Dòng điện trong kim loại dòng điện trong chất bán dẫn

BÀI BÁO CÁO CHƯƠNG 5DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠIDÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪNChương 5: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪNA. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:I. Sơ lược về thuyết electron cổ điển: 1. Bản chất của dòng điện trong kim loại 2. Nội dung thuyêt electron cổ điểnII. Hiệu ứng hiệu điện thế tiếp xúc: 1. Định nghĩa 2. Công thoát 3. Hiệu điện thế tiếp xúc trong 4. Hiệu điện thế tiếp xúc ngoài 5. Hệ quảIII. Ứng dụng: 1. Hiện tượng nhiệt điện 2. Đo nhiệt độI. SƠ LƯỢC VỀ THUYẾT ECLECTRON CỔ ĐIỂN:1. Bản chất của dòng điện trong kim loại: - Kim loại có cấu trúc mạng tinh thể - Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử chuyển động hỗn loại gọi là electron tự do - Các KL khác nhau mật độ electron khác nhau. Bản chất của dòng diện trong kim loại: là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do.EỨng dụng nhiệt trong kim loại:2. Nội dung thuyết electron cổ điển- Electron tự do tham gia chuyển động nhiệt trong khoảng không gian giữa các nút mạng tinh thể.- Chất khí electron tuân theo định luật khí lý tưởng.Động năng trung bình của một electron: k = 1,38.10-23J/K: hằng số Bolzman; T: nhiệt độ tương đối.Electron trong nguyên tửProtonII. HIỆU ĐIỆN THẾ TIẾP XÚC:1. Định nghĩa: Volt làm thí nghiệm cho hai kim loại khác nhau đặt gần nhau, kết quả là xuất hiện 1 hiệu điện thế Hiệu điện thế tiếp xúc trong: 1 2 Hiệu diện thế tiếp xúc trong: U’12 = V’1- V’2 Hiệu điện thế tiếp xúc ngoài: U12 = V1- V2 1’ 2’ V2V1 V’1 V’22.Công thoát:Công thoát electron: Acản= -eUAthoát= - Acản= eU1eV = 1,6.10-19J Công thoát phụ thuộc vào bản chất và trạng thái bề mặt kim loại3. Hiện tượng tiếp xúc trong: Hai kim loại tiếp xúc nhau thì giữa chúng xuất hiện một hiệu điện thế tiếp xúc gọi là hiệu điện thế tiếp xúc trong. k: hằng số Bolzman T: nhiệt độ tuyệt đối e = 1,6.10-19Cn1 + - n2 + - 1 + - 2 U’12n1 + + + 1 + _ n2 _ _ _ 2 Hiện tượng tiếp xúc trongHiệu điện thế xuất hiện giữa hai vật dẫn khác loại khi chúng tiếp xúc với nhau. Nguyên nhân chủ yếu là sự khác nhau về mật độ điện tử dẫn điện và về năng lượng cần thiết để các điện tử thoát ra khỏi bề mặt. Được ứng dụng trong một số dụng cụ đo (vd. cặp nhiệt điện). Có vai trò đáng kể trong quá trình mòn rỉ của các kim loại khác nhau khi ghép chúng với nhau 4. Hiệu điện thế tiếp xúc ngoài U2Điện thế trong kim loại 1: Điện thế trong kim loại 2:IIIU1 Cho 2 kim loại tiếp xúc nhau thì giữa chúng xuất hiện hiệu điện thế U’1, ta có: U’12=V’1-V’2 U 1 2 U’12 U1 U2 U12 1’ 2’ I IINguyên nhân gây ra hiệu điện thế tiếp xúc ngoài là do công thoát electron trong các kim loại khác nhauIII. ỨNG DỤNG Hiện tượng nhiệt điệna. Cặp nhiệt điện: Cho hai dây dẫn kim loại khác nhau tiếp xúc với nhau ở hai đầu thành một mạch kín (có thể hàn hai đầu của chúng với nhau). Khi cho hai chỗ tiếp xúc ở hai nhiệt độ khác nhau thì thí nghiệm chứng tỏ trong mạch xuất hiện một dòng điện gọi là dòng nhiệt điện; tức là trong mạch xuất hiện một suất điện động để gây ra dòng nhiệt điện gọi là suất nhiệt điện động (suất điện động nhiệt điện). Dụng cụ có cấu tạo như vừa nói trên được gọi là cặp nhiệt điện (hay pin nhiệt điện).Hai thanh kim loại tiếp xúc nhau và nhiệt độ 2 mối nối thì khác nhau. Ta có dòng điện trong kim loại: Thế điện động nhiệt điện: với hằng số (trong khoảng nhiệt độ không lớn lắm Ccoi nhưkhông đổi)IIT1U21T2ÙU12IIIMột số giá trị của hệ số nhiệt điện động C của một số cặp kim loạiCặp kim loạiC (V/K)Platin – Platin pharôđi 6,5Sắt – Đồng8,6Sắt – Niken 32,4Đồng – Constantan40Sắt - Constantan50,4Các loại cặp nhiệt điện đo nhiệt độ chuẩn xácCặp nhiệt điện đo nhiệt độ chính xác2. Đo nhiệt độTrên 2 cặp nhiệt điện có mắc 1 mili vôn kế.Bình 1 có nhiệt độ T1 cần đo, bình 2 đựng nước đá đang tan. Ta hoàn toàn xác định được T1.Nhờ cặp nhiệt điện ta có thể xác định được nhiệt độ rất cao ở từng điểm trên vật và cho kết quả nhanh.Ta có thể ghép nhiều cặp nhiệt điện để có điện thế lớn và cho phép đo chính xác hơn.Có thể biến năng lượng mặt trời thành năng lượng điện với hiệu suất khoảng 10% (trước đây chỉ 0,01%).Ứng dụng của cặp nhiệt điện : * Dùng để đo nhiệt độ : + Khi đo được hiệu điện thế tại điểm tiếp xúc thì có thể xác định được nhiệt độ của mối hàn đó. + Cặp nhiệt điện cho phép đo nhiệt độ trong những khoảng rất rộng, với độ chính xác cao.Một số ứng dụng khác của cặp nhiệt điệnCÁM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ ÝGOOD NICE TO DAY !