8.5 Закон Відемана-Франца по класичній теорії електропровідності металів

Дослідами встановлено, що метали наряду з високою електропровідністю мають і хорошу теплопровідність, які значно перевищують електропровідність і теплопровідність діелектриків. Логічно припустити, що ця різниця властивостей зумовлена наявністю електронного  газу в металах і його відсутністю в діелектриках.

У 1853 році два німецьких фізики: Г. Відеман і Р. Франц експериментально встановили закон, який носить їхнє ім’я:для всіх металів при одній і тій же температурі відношення коефіцієнта теплопровідності  до питомої електропровідності σ однакове і пропорційне абсолютній температурі Т

(8.19)

С – константа, яка не залежить від природи металу.

Розглянемо пояснення цього закону в рамках класичної теорії електропровідності. Коефіцієнт теплопровідності електронного газу, як одноатомного молекулярного газу (6.34) з рахуванням (6.49), дорівнює

Враховуючи (8.9 ) і (6.25), а також положення про рівність усіх теплових швидкостей електрона (положення 2 розд.8.2), знаходимо відношення

(8.20)

Одержали закон (8.19). Числове значення Стеор=2,23∙10-8(В/К)2 близьке до Сексп= 2,21∙10-8(В/К)2, що підтверджує справедливість теорії.

 

 

You must be logged in to post a comment.

Фізика