自由电子的平均能量与温度有何种关系?温度如何影响费米能级?根据自由电子近似下的量子导电理论,试分析温度如何影响材料的导电性。
正确答案:
①温度升高,自由电子的平均能量升高。
②温度升高时,因为部分电子被激发,费米半径减小,材料原子的费米面略微下降,但在很大的温度范围内,可近似认为不受温度影响。
③对于自由电子,温度上升使其能量提高,运动速度加快,但均匀的温度场只能使其作方向随机的热运动,只有不均匀的温度场才能使其产生定向漂移;对于费米面以下靠近费米面的价电子,温度场能促进其激发,能增加材料的有效电子数量;对于离子,增加温度则显著提高其热振动的振幅和频率,即增加声子的数量,其效果是极大地增加了离子实对电子的散射几率;另外还可能改变晶格周期场和电子的有效质量。总体上材料的电阻率随温度增加而增加,但材料不同,温度范围不同,二者的相关规律不同。
②温度升高时,因为部分电子被激发,费米半径减小,材料原子的费米面略微下降,但在很大的温度范围内,可近似认为不受温度影响。
③对于自由电子,温度上升使其能量提高,运动速度加快,但均匀的温度场只能使其作方向随机的热运动,只有不均匀的温度场才能使其产生定向漂移;对于费米面以下靠近费米面的价电子,温度场能促进其激发,能增加材料的有效电子数量;对于离子,增加温度则显著提高其热振动的振幅和频率,即增加声子的数量,其效果是极大地增加了离子实对电子的散射几率;另外还可能改变晶格周期场和电子的有效质量。总体上材料的电阻率随温度增加而增加,但材料不同,温度范围不同,二者的相关规律不同。
答案解析:有
微信扫一扫手机做题