Lớp 11Vật Lý

Hạt tải điện trong kim loại là

Câu hỏi: Hạt tải điện trong kim loại là

A. ion dương.    

B. electron tự do.    

Bạn đang xem: Hạt tải điện trong kim loại là

C. ion âm.        

D. ion âm và ion dương.

Lời giải: 

Đáp án đúng: B. electron tự do.    

Giải thích :

Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường.

Cùng THPT Ninh Châu đi tìm hiểu về hạt tải điện trong các môi trường nhé.

1. Dòng điện trong kim loại:

a. Bản chất của dòng điện trong kim loại

– Trong kim loại, các nguyên tử bị mất êlectron hoá trị trở thành các ion dương. Các ion dương liên kết với nhau một cách có trật tự tạo thành mạng tinh thể kim loại. Các ion dương dao động nhiệt xung quanh nút mạng.

[CHUẨN NHẤT] Hạt tải điện trong kim loại là

– Các êlectron hoá trị tách khỏi nguyên tử thành các êlectron tự do với mật độ n không đổi. Chúng chuyển động hỗn loạn toạ thành khí êlectron tự do choán toàn bộ thể tích của khối kim loại và không sinh ra dòng điện nào.

– Điện trường E do nguồn điện ngoài sinh ra, đẩy khí êlectron trôi ngược chiều điện trường, tạo ra dòng điện.

– Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của êlectron tự do, là nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại

b. Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ

Điện trở suất ρ của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất 

[CHUẨN NHẤT] Hạt tải điện trong kim loại là (ảnh 2)

Hệ số nhiệt điện trở không những phụ thuộc vào nhiệt độ, mà vào cả độ sạch và chế độ gia công của vật liệu đó.

c. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn

Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại giảm liên tục. Đến gần 0oK, điện trở của kim loại sạch đều rất bé.

Một số kim loại và hợp kim, khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn Tc thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0. Ta nói rằng các vật liệu ấy đã chuyển sang trạng thái siêu dẫn.

Các cuộn dây siêu dẫn được dùng để tạo ra các từ trường rất mạnh.

d. Hiện tượng nhiệt điện

Nếu lấy hai dây kim loại khác nhau và hàn hai đầu với nhau, một mối hàn giữ ở nhiệt độ cao, một mối hàn giữ ở nhiệt độ thấp, thì hiệu điện thế giữa đầu nóng và đầu lạnh của từng dây không giống nhau, trong mạch có một suất điện động ξxiξ. ξxiξ gọi là suất điện động nhiệt điện, và bộ hai dây dẫn hàn hai đầu vào nhau  gọi là cặp nhiệt điện.

Suất điện động nhiệt điện

[CHUẨN NHẤT] Hạt tải điện trong kim loại là (ảnh 3)

Cặp nhiệt điện được dùng phổ biến để đo nhiệt độ.

2. Dòng điện trong chất điện phân

Trong dung dịch, các muối, bazơ, axit bị phân li thành ion. Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion ở trong điện trường theo hai hướng ngược nhau.

Hiện tượng gốc axit trong dung dịch điện phân sẽ tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan trong dung dịch và làm cực dương đi gọi là hiện tượng dương cực tan.

Nội dung các định luật Faraday:

+ Định luật 1: Khối lượng chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân sẽ tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó.

m = kq

+ Định luật 2: Đương lượng hóa học của nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là 1/F , trong đó F ở đây gọi là số Faraday.

Biểu thức kết hợp nội dung hai định luật:

3. Dòng điện trong chất khí:

– Trong điều kiện thường chất khí sẽ không dẫn điện. Chất khí chỉ dẫn điện khi trong lòng ở đó có sự ion hóa các phân tử.

– Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion âm, ion dương và các electron do chất khí bị ion hóa sinh ra.

– Khi dùng nguồn điện gây hiệu điện thế lớn thì sẽ xuất hiện hiện tượng nhân hạt tải điện trong lòng chất khí.

– Quá trình phóng điện vẫn tiếp tục được duy trì khi không còn tác nhân ion hóa chất khí từ bên ngoài gọi là quá trình phóng điện tự lực.

– Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực hình thành dòng điện qua chất khí có thể giữ được nhiệt độ cao của catot để nó phát được electron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử.

4. Dòng điện trong chân không

– Là dòng chuyển động ngược chiều điện trường của các electron được bứt ra từ điện cực.

– Diot chân không chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều, nó gọi là đặc tín chỉnh lưu.

– Dòng electron được tăng tốc sau đó đổi hướng bằng điện trường và từ trường và nó được ứng dụng ở đèn hình tia catot (CRT).

5. Dòng điện trong chất bán dẫn

[CHUẨN NHẤT] Hạt tải điện trong kim loại là (ảnh 4)

– Một số chất ở phân nhóm chính nhóm 4 như Si, Ge trong những điều kiện khác nhau có thể dẫn điện hoặc không dẫn điện, gọi là bán dẫn.

– Bán dẫn dẫn điện hằng hai loại hạt tải sẽ là electron và lỗ trống.

– Ở bán dẫn tinh khiết, mật độ electron sẽ bằng mật độ lỗ trống. Ở bán dẫn loại p, mật độ lỗ trống sẽ rất lớn hơn mật độ electron. Ở bán dẫn loại n, mật độ electron sẽ rất lớn hơn mật độ lỗ trống.

– Lớp tiếp xúc n – p có đặc điểm cho dòng điện đi theo một chiều từ p sang n.

– Đây gọi là đặc tính chỉnh lưu. Đặc tính này được dùng để chế tạo diot bán dẫn.

– Bán dẫn còn được dùng chế tạo transistor và có đặc tính khuếch đại dòng điện.

Đăng bởi: THPT Văn Hiến

Chuyên mục: Lớp 11, Vật Lý 11

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button