|
«Elektron gaz» nazariyasi. 1900 yilda Drude taklif etgan «elektron gaz» nazariyasiga muvofiq, metall musbat zaryadli ionlar va ular orasida tartibsiz harakat qiluvchi erkin elektronlardan iborat, bu elektronlar gaz molekulalariga xos bo’lgan qonunlarga bo’ysunadi. Shunga ko’ra, «elektron gaz» atamasi kiritilgan. Drude fikricha, «elektron gaz» o’zining «harorat», «bosim» va «zichligi» ga ega.
Metallda «elektron gaz» ning zichligi ham nihoyatda kata: 1 sm3 metallda 1022-1023dona elektron bor.
Shunday bo’lsa ham , odatdagi haroratda elektronlar metall sirtidan chiqib keta olmaydi, chunki metalda erkin elektronlarni musbat zaryadli ionlar katta kuch bilan tortib turadi.
Klassik elektron nazariyaga muvofiq metallarning solishtirma qarshiligi sovishda barcha temperaturalarda chekli, qolgan holda monoton kamayishi kerak. Qarshilikning bunday temperaturaviy bog`lanishi anchagina ham yuqori temperaturalarda kuzatiladi. Biroq temperaturalarni yetarlicha past (bir necha kelvin) olinsa, bu bog`lanish batamom boshqacha bo`ladi. Avvalo solishtirma qarshlik temperaturaga bog`liq bo`lmay qoladi va biror chegaraviy qoldiq qiymatga erishadi. Bu qiymat turli moddalar va hatto bir moddaning turli namunalari uchun ham turlicha bo`ladi. Bu qoldiq qarshilik ayniqsa qotishmalarda katta bo`ladi, biroq sof metallarda ham bo`ladi. Tajribada metal qanchalik toza bo`lsa va tekshirilayotgan namuna qanchalik strukturaviy nuqsonlardan holi bo`lsa, qoldiq qarshilik shuncha kichik bo`lishini ko`rsatadi.
Absolyut nolga yaqin temperaturalarda ba`zi metallarning elektr qarshiligini birdaniga butunlay yo`qotish hodisasi bilan bog`liq o`ta o`tkazuvchanlik holati 1911-yilda gollandiyalik fizik G.Kamerling-Onnes tomonidan kashf qilingan. U toza simobning elektr qarshiligi juda past temperaturalarda birdaniga nolgacha kamayib ketishini aniqladi. Keyinchalik, ba`zi boshqa metallarda ham o`ta o`tkazuvchanlik hodisasi kuzatiladi. O`ta o`tkazuvchanlik hodisasi tashqi ta`sirlarga kuchli bog`liq.Masalan, materialning temperaturasining oshishi, elektr va magnet maydonlarning ta`siri tufayli moddaning o`ta o`tkazuvchanlik holati buziladi. Ushbu kurs ishimda moddalarning o`ta o`tkazuvchanlik holatidagi xossalari va ularga elektr va magnit maydonlarining ta`siri o`rganilib chiqiladi.
Hozirgi paytgacha o`ta o`tkazuvchanlik hodisasi ustida keng miqyosda izlanishlar olib borilmoqda va bu hodisani tushuntirish borasida katta yutuqlarga erishilgan. O`rganishlar asosida hozirgi vaqtda yigirmadan ortiq sof metallar, yuzdan ortiq qotishma va ximiyaviy birikmalardan iborat o`ta o`tkazgichlar aniqlangan. Shu narsa qizikki, odatdagi temperaturalarda eng yaxshi o`tkazgichb bo`lib hisoblanadigan metallar absolyut nol temperaturada o`ta o`tkazgichlarga aylanmaydi.
Metallning o`ta o`tkazuvchanlik holatiga o`tish temperaturasi kritik temperature Tk deb yuritiladi. Masalan, o`ta otkazgichlardan talliy, qalayi va qo`rg`oshin uchun kritik temperatura, mos ravishda 2.35K, 3.73K va 7.19K ga teng.
Uzunligi 1 metr va ko’ndalang kesim yuzi 1 mm2 bo’lgan o’tkazgichning qarshiligi metallarning solishtirma elektr o’tkazuvchanligi deyiladi. Metallning issiqlik O’tkazuvchanlikgi bilan elektr O’tkazuvchanligi orasida to’g’ri mutanosib (proportsional) bog’lanish mavjud, ya’ni uncha past bo’lmagan temperaturada sof metallar uchun elektr O’tkazuvchanlik koeffisientining issiklik O’tkazuvchanlik koeffisientiga nisbati o’zgarmas kattalikdir. O’tkazgichlar temperaturasi ma’lum kritik temperatura (tk) dan pasayganida ularning elektr o’tkazish qarshiligi nolgacha pasayish xossasi o’ta o’kazuvchanlik deyiladi. O’tkazgichlarning normal holatdan o’ta O’tkazuvchanlik holatiga o’tish chegarasi bilan bog’liq bo’lgan sirt energiyaga ega. Bu energiyaning musbat yoki manfiy bo’lishiga qarab, o’ta o’tkazgichlar 1 va 2 turga bo’linadi.
Niobiy, vanadiy va texnisiy kabi metallar 2 tur, qolgan metallar 1 tur o’ta o’tkazgichlarga kiradi; 2) issiqlik o’tkazuvchanlik — temperatura ta’sirida modda zarralarining issiqlik harakati tufayli issiqlikning uzatilishi. Suyuqlik issiqlikni metallga nisbatan yomon, gazga nisbatan esa yaxshiroq o’tkazadi. temperatura orta borishi bilan metall va gazlarning issiqlik O’tkazuvchanligi orta boradi, suyuqliklarniki esa kamaya boradi. Ichki va tashqi issiqlik O’tkazuvchanligi mavjud. Agar vaqt o’tishi bilan temperatura o’zgarmasa, ichki issiqlik O’tkazuvchanlik ro’y beradi, tashqi O’tkazuvchanlik esa ikki muhit — metall va gaz oqimi, metall va suyuklik oqimi chegarasida ro’y beradi. O’tkazuvchanlikdan hisoblash va o’lchash texnikasida hamda boshqa qurilmalarda foydalaniladi.
http://fayllar.org
Do'stlaringiz bilan baham: |
