电场下电子的平均漂移速率
『壹』 高悬赏!电子在导体中最快运动速度有多快不要理论分析,我要的是实际测量结果。
所谓的电传播速度指的是电场传播速度,30万公里/秒 。电子传播速度比较慢10-4米/版秒。
金属导权电的原因,是其中存在着可以自由移动的电子。在电场的作用下,导体中的自由电子在热运动的基础上,逆着电场方向产生一个附加的定向速度,这个速度的平均值,称为漂移速度。
通常情况下,其他金属导体中电子的漂移速度也约为10-4米/秒这个数量级。而金属中自由电子的平均热运动速度的大小为105米/秒数量级,可见自由电子在电场作用下的定向漂移速度远小于平均热运动速度。
『贰』 当有电场后,满带中的电子能永远漂移下去吗
通常情况下,其他金属导体中电子的漂移速度也约为10-4米/秒这个数量级
金属导电的原因,是其中存在着可以自由移动的电子。在电场的作用下,导体中的自由电子在热运动的基础上,逆着电场方向产生一个附加的定向速度,这个速度的平均值,称为漂移速度。
通常情况下,其他金属导体中电子的漂移速度也约为10-4米/秒这个数量级。而金属中自由电子的平均热运动速度的大小为105米/秒数量级,可见自由电子在电场作用下的定向漂移速度远小于平均热运动速度。
既然金属导体中电子的漂移速度如此之小,为什么平常还说“电”的传播速度非常快?谁都知道,在很远的地方把开关接通,它所控制的电灯就会立刻亮了起来,若按估计出的电子漂移速度的大小,似乎接通开关后要等很久电灯才会亮。
其实这并不奇怪,平常说的“电”的传播速度,不是导体中电子的漂移速度,而是电场的传播速度。电场的传播速度非常快,在真空中,这个速度的大小约为3×108米/秒。“电”的传播过程大致是这样的:电路接通以前,金属导电子线中虽然各处都有自由电子,但导线内并无电场,整个导线处于静电平衡状态,自由只做无规则的热运动而没有定向运动,当然导线中也没有电流。当电路一接通,电场就会把场源变化的信息,以大约3×108米/秒的速度传播出去,使电路各处的导线中迅速建立起电场,电场推动当地的自由电子做漂移运动,形成电流。那种认为开关接通后,自由电子从电源出发,以漂移速度定向运动,到达电灯之后,灯才能亮,完全是一种误解。
我们可以用一个形象的比喻来说明以上的道理。一队将要进入展览馆参观的学生,排成直线队形,队首在展览馆门口,队尾还在学校内;指挥队伍的老师在校内,队伍静止不动,等候参观。当老师发布命令:“参观开始!”命令以声速V(约为332米/秒)沿队伍传播出去。而听到命令的学生,则以某一慢得多的速度V′(约1米/秒)前进。当声音传达到展览馆门口时,站在门口的学生就可以走进馆内参观。假设学校到展览馆的距离为S米,命令传达到馆门口所用的时间t≈S/332秒,一个人从学校走到馆门口要用的时间是T=S秒。这里,从发出命令到开始有人进入展览馆的时间是t,而不是T。如果把学校比作电源,展览馆比作用电器,教师发布命令相当于开关接通电路,声音传播的速度相当于电场的传播速度,则人行进的速度相当于电子沿导线定向移动的速度。这个过程和接通电源后,电场以光速沿导线传播,电场传到哪里,哪里的自由电子就开始定向移动的情况相似。接通电源后,电场传到用电器的时间极短,所以接通电源后,可以认为电流立即传到用电器,使其开始工作。我们所用的这个力学模型,可以形象、直观地加深学生对这个问题的理解。
『叁』 电子漂移速度不变的原因
电子漂移速度不变的原因主要是在你的设置当中呢还是要把这个漂移的速度呢定时。或者是确定上一个不同的状态下的速度,这样的话比较合适一些,而且呢不会出现。And断电现象。
『肆』 自由电子在金属中的速度
通常情况下,其他金属导体中电子的漂移速度也约为10-4米/秒这个数量级
金属导电的原因,是其中存在着可以自由移动的电子。在电场的作用下,导体中的自由电子在热运动的基础上,逆着电场方向产生一个附加的定向速度,这个速度的平均值,称为漂移速度。
通常情况下,其他金属导体中电子的漂移速度也约为10-4米/秒这个数量级。而金属中自由电子的平均热运动速度的大小为105米/秒数量级,可见自由电子在电场作用下的定向漂移速度远小于平均热运动速度。
既然金属导体中电子的漂移速度如此之小,为什么平常还说“电”的传播速度非常快?谁都知道,在很远的地方把开关接通,它所控制的电灯就会立刻亮了起来,若按估计出的电子漂移速度的大小,似乎接通开关后要等很久电灯才会亮。
其实这并不奇怪,平常说的“电”的传播速度,不是导体中电子的漂移速度,而是电场的传播速度。电场的传播速度非常快,在真空中,这个速度的大小约为3×108米/秒。“电”的传播过程大致是这样的:电路接通以前,金属导电子线中虽然各处都有自由电子,但导线内并无电场,整个导线处于静电平衡状态,自由只做无规则的热运动而没有定向运动,当然导线中也没有电流。当电路一接通,电场就会把场源变化的信息,以大约3×108米/秒的速度传播出去,使电路各处的导线中迅速建立起电场,电场推动当地的自由电子做漂移运动,形成电流。那种认为开关接通后,自由电子从电源出发,以漂移速度定向运动,到达电灯之后,灯才能亮,完全是一种误解。
我们可以用一个形象的比喻来说明以上的道理。一队将要进入展览馆参观的学生,排成直线队形,队首在展览馆门口,队尾还在学校内;指挥队伍的老师在校内,队伍静止不动,等候参观。当老师发布命令:“参观开始!”命令以声速V(约为332米/秒)沿队伍传播出去。而听到命令的学生,则以某一慢得多的速度V′(约1米/秒)前进。当声音传达到展览馆门口时,站在门口的学生就可以走进馆内参观。假设学校到展览馆的距离为S米,命令传达到馆门口所用的时间t≈S/332秒,一个人从学校走到馆门口要用的时间是T=S秒。这里,从发出命令到开始有人进入展览馆的时间是t,而不是T。如果把学校比作电源,展览馆比作用电器,教师发布命令相当于开关接通电路,声音传播的速度相当于电场的传播速度,则人行进的速度相当于电子沿导线定向移动的速度。这个过程和接通电源后,电场以光速沿导线传播,电场传到哪里,哪里的自由电子就开始定向移动的情况相似。接通电源后,电场传到用电器的时间极短,所以接通电源后,可以认为电流立即传到用电器,使其开始工作。我们所用的这个力学模型,可以形象、直观地加深学生对这个问题的理解。
『伍』 在电场的作用下,电子在金属中的传播速度是多少
电子在金属中的传播速度是多少
所谓的电传播速度指的是电场传播速度,30万公里/秒 。电子传播速度比较慢10-4米/秒。
金属导电的原因,是其中存在着可以自由移动的电子。在电场的作用下,导体中的自由电子在热运动的基础上,逆着电场方向产生一个附加的定向速度,这个速度的平均值,称为漂移速度。
通常情况下,其他金属导体中电子的漂移速度也约为10-4米/秒这个数量级。而金属中自由电子的平均热运动速度的大小为105米/秒数量级,可见自由电子在电场作用下的定向漂移速度远小于平均热运动速度。
既然金属导体中电子的漂移速度如此之小,为什么平常还说“电”的传播速度非常快?谁都知道,在很远的地方把开关接通,它所控制的电灯就会立刻亮了起来,若按估计出的电子漂移速度的大小,似乎接通开关后要等很久电灯才会亮。
其实这并不奇怪,平常说的“电”的传播速度,不是导体中电子的漂移速度,而是电场的传播速度。电场的传播速度非常快,在真空中,这个速度的大小约为3×108米/秒。“电”的传播过程大致是这样的:电路接通以前,金属导线中虽然各处都有自由电子,但导线内并无电场,整个导线处于静电平衡状态,自由电子只做无规则的热运动而没有定向运动,当然导线中也没有电流。当电路一接通,电场就会把场源变化的信息,以大约3×108米/秒的速度传播出去,使电路各处的导线中迅速建立起电场,电场推动当地的自由电子做漂移运动,形成电流。那种认为开关接通后,自由电子从电源出发,以漂移速度定向运动,到达电灯之后,灯才能亮,完全是一种误解。
『陆』 载流子漂移速度的重要参数
|表征漂移运动的重要参量是迁移率μ,定义为μ= vd / |E| ,从而有μ= qτ/ m* [cm/V-s] 。只有在低电专场、欧姆定律成属立的情况下,漂移速度正比于电场强度,迁移率才为常数(这时电子在主能谷中漂移)。
实际上,在强电场时,电子将成为具有高能量的热电子——动能高于平均热运动能量kT的电子,致使载流子的漂移速度与电场的关系比较复杂。对n型GaAs等双能谷半导体,热电子将由有效质量较小的主能谷往有效质量较大的次能谷跃迁,则出现负电阻;在更强电场时,次能谷中高能量热电子还将与光学波声子散射而损失能量,致使漂移速度饱和(漂移速度vd 趋于热运动速度)。对于n-Si,因为导带不存在双能谷,所以热电子仅在主能谷中通过与光学波声子散射而损失能量,使漂移速度达到饱和(vs),则不出现负电阻。
对各种半导体中的空穴,因为价带都不存在次能谷,故空穴漂移速度与电场的关系曲线都不会出现负电阻段。
由此可以想见,如果要利用半导体的负电阻来工作的话(例如Gunn二极管),那么就应该选用n型GaAs等具有双能谷的半导体材料。
『柒』 导体中自由电子定向运动的平均速率与什么有关
当导体内没有电场时,从微观角度上看,导体中的自由电荷都在做无规则的热运动,它们的运动方向是杂乱无章的,在没有外电场或其它原因(如电子数密度或温度的梯度)的情况下,它们朝任何一方运动的几率都一样。因此从宏观角度上看,自由电子的无规则热运动没有集体定向的效果,因此并不形成电流。自由电子在做热运动的同时,还不时地与晶体点阵上的原子实碰撞,所以每个自由电子的轨迹都是一条迂回曲折的折线。 当有电场时,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。这时可认为自由电子的总速度是由它的热运动速度和因电场产生的附加定向速度两部分组成,而前者的矢量平均仍为零,后者的平均叫做漂移速度,也就是我们开头题目中所求的定向移动速度,正是这种宏观上的漂移运动形成了宏观电流。 当存在电场时,自由电子在电场中获得的加速度为。 就这样,自由电子在运动的过程中不断地和晶体点阵上的原子实碰撞,在碰撞时把定向运动能传递给原子实,使它的热运动加剧,因而导体的温度就升高,也就是说,导体就发热了,所以从这里也可以看出,“电阻” 所反映的是自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞造成对电子定向运动的破坏作用,这也是电阻元件中产生焦耳热的原因。
『捌』 导体中自由电子定向运动的平均速率与什么有关
当导体内没有电场时,从微观角度上看,导体中的自由电荷都在做无规则的热运动,它们的运动方向是杂乱无章的,在没有外电场或其它原因(如电子数密度或温度的梯度)的情况下,它们朝任何一方运动的几率都一样。因此从宏观角度上看,自由电子的无规则热运动没有集体定向的效果,因此并不形成电流。自由电子在做热运动的同时,还不时地与晶体点阵上的原子实碰撞,所以每个自由电子的轨迹都是一条迂回曲折的折线。当有电场时,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。这时可认为自由电子的总速度是由它的热运动速度和因电场产生的附加定向速度两部分组成,而前者的矢量平均仍为零,后者的平均叫做漂移速度,也就是我们开头题目中所求的定向移动速度,正是这种宏观上的漂移运动形成了宏观电流。当存在电场时,自由电子在电场中获得的加速度为。就这样,自由电子在运动的过程中不断地和晶体点阵上的原子实碰撞,在碰撞时把定向运动能传递给原子实,使它的热运动加剧,因而导体的温度就升高,也就是说,导体就发热了,所以从这里也可以看出,“电阻” 所反映的是自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞造成对电子定向运动的破坏作用,这也是电阻元件中产生焦耳热的原因。
『玖』 谁知道电传播速度,和通电导线中电子传播速度
所谓的电传播速度指的是电场传播速度,30万公里/秒 。电子传播速度比较慢10-4米/秒。
金属导电的原因,是其中存在着可以自由移动的电子。在电场的作用下,导体中的自由电子在热运动的基础上,逆着电场方向产生一个附加的定向速度,这个速度的平均值,称为漂移速度。
通常情况下,其他金属导体中电子的漂移速度也约为10-4米/秒这个数量级。而金属中自由电子的平均热运动速度的大小为105米/秒数量级,可见自由电子在电场作用下的定向漂移速度远小于平均热运动速度。
既然金属导体中电子的漂移速度如此之小,为什么平常还说“电”的传播速度非常快?谁都知道,在很远的地方把开关接通,它所控制的电灯就会立刻亮了起来,若按估计出的电子漂移速度的大小,似乎接通开关后要等很久电灯才会亮。
其实这并不奇怪,平常说的“电”的传播速度,不是导体中电子的漂移速度,而是电场的传播速度。电场的传播速度非常快,在真空中,这个速度的大小约为3×108米/秒。“电”的传播过程大致是这样的:电路接通以前,金属导线中虽然各处都有自由电子,但导线内并无电场,整个导线处于静电平衡状态,自由电子只做无规则的热运动而没有定向运动,当然导线中也没有电流。当电路一接通,电场就会把场源变化的信息,以大约3×108米/秒的速度传播出去,使电路各处的导线中迅速建立起电场,电场推动当地的自由电子做漂移运动,形成电流。那种认为开关接通后,自由电子从电源出发,以漂移速度定向运动,到达电灯之后,灯才能亮,完全是一种误解。