早教吧作业答案频道 -->物理-->
根据经典力学,热平衡电子气中电子的平均能量为3kT/2,计算T=300K时,电子的平均能量(用ev表示).
题目详情
根据经典力学,热平衡电子气中电子的平均能量为3kT/2,计算T=300K时,电子的平均能量(用ev表示).
▼优质解答
答案和解析
仅供参考:1、金属导体中自由电子热运动的平均速率 因为自由电子可以在金属晶格间自由地做无规则热运动,与容器中的气体分子很相似,所以这些自由电子也称为电子气.根据气体分子运动论,电子热运动的平均速率v=((8kT)/(πm))1/2式中k是玻耳兹常数,其值为1.38×10-23焦/开,m是电子质量,大小为0.91×10-30千克,T是热力学温度,设t=27℃,则T=300K,代入以上公式可得v=1.08×105米/秒. 2、金属导体中自由电子的定向移电速率 设铜导线单位体积内的自由电子数为n,电子定向移动为v,每个电子带电量为e,导线横截面积为S.则时间t内通过导线横截面的自由电子数N=nvtS,其总电量Q=Ne=nvtSe.根据I=Q/t得v=I/neS,代入数字可得v=7.4×10-5米/秒,即0.74毫米/秒.从以上数据可知,自由电子在导体中定向移动速率(约10-4米/秒)比自由电子热运动的平均速率(约10105米/秒)少约1/109倍.这说明电流是导体中所有自由电子以很小的速度运动所形成的.这是为什么呢?金属导体中自由电子定向移动速度虽然很小,但是它是叠加在巨大的电子热运动速率之上的.正象声速很小,如将声音转换成音频信号载在高频电磁波上,其向外传播的速度等于光速(c=3×108米/秒).电流的传导速率(等于电场传播速率)却是很大的(等于光速). 3、自由电子在交流电路中的运动速率 当金属中有电场时,每个自由电子都将受到电场力的作用,使电子沿着与场强相反的方向相对于晶格做加速的定向运动.这个加速定向运动是叠加在自由电子杂乱的热运动之上的.对某个电子来说,叠加运动的方向是很难确定的.但对大量自由电子来说,叠加运动的定向平均速度方向是沿着电场的反方向.电场大小变化或电场方向改变,其平均速度大小和方向都变化.对50赫的交流电而言,可推导出自由电子的定向速度v=-(eεmτ/m)sin(t-ψ),τ为自由电子晶格碰撞时间,其数量级为10-14秒.所受到的合力F=-2eεmsin(ψ/2)cos(ωt-ψ/2),即电子所受的力满足F=-kx.这说明自由电子在交流电路中是做简谐运动.其电子定向运动的最大速率为:vm=eεmτ/m≈10-4米/秒,振幅约为10-6米.
看了根据经典力学,热平衡电子气中电...的网友还看了以下:
真空中、一平面电磁波沿x轴正向传播,Ex=0,Ey=E0cosw(t-x/c),E z 真空中、一 2020-07-14 …
关于电脑的英语作文急呐T=T电脑在我们生活中无处不在,无论是学习还是娱乐购物,我们都可以借助电脑完 2020-07-15 …
一物体静止在光滑的水平面上,先对物体施一水平向右的恒力F1经过t秒后撤去F1,立即再对它施加一个水 2020-07-23 …
如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间△t.测量遮 2020-11-01 …
如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间△t,测得遮 2020-11-01 …
1:一个质量为M=2kg的物体,在F=8N的水平推力作用下,从静止开始沿水平面运动了t=5s,然后推 2020-11-02 …
根据经典力学,热平衡电子气中电子的平均能量为3kT/2,计算T=300K时,电子的平均能量(用ev表 2020-11-08 …
如图,边长为a电阻为R的正方形闭合线框ABCD在匀强磁场中绕AB边匀速转动,磁感应强度为B,初始时刻 2020-11-11 …
质量为m的带正电小球由空中A点无初速自由下落,在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场,再经过t秒 2020-12-09 …
一列横波在x轴上沿正方向传播,A、B为x轴上相距为20m两点,A在波峰时,B恰在平衡位置,经过△t= 2020-12-27 …