ПІДБИВАЄМО ПІДСУМКИ РОЗДІЛУ 1

• До змісту відповідей

ПІДБИВАЄМО ПІДСУМКИ РОЗДІЛУ 1

1. Яка природа електричного струму в металах та як їхній опір залежить від температури?

Електричний струм у металах являє собою напрямлений рух вільних електронів. Вільні електрони з’являються в металах завдяки тому, що їхні валентні електрони слабко утримуються ядром і легко стають вільними. Питомий опір металів при збільшенні температури зростає майже лінійно за формулою:

$\rho = \rho_0 \cdot (1 + \alpha \cdot t)$

де $\alpha$ — температурний коефіцієнт електричного опору. На цій залежності базується робота термометрів опору. За температур, близьких до 0 К, деякі метали переходять у стан надпровідності, коли їхній опір стрибкоподібно падає до нуля.

2. Що є носіями заряду в електролітах та за яким законом визначається маса речовини, що виділяється при електролізі?

Вільними носіями заряду в розчинах і розплавах електролітів є позитивні й негативні іони, які утворюються внаслідок електролітичної дисоціації. Питомий опір електролітів зменшується зі збільшенням температури. Процес виділення речовин на електродах (катоді й аноді) під час проходження струму називається електролізом. Маса речовини, що виділяється, визначається за першим законом Фарадея:

$m = k \cdot q$ або $m = k \cdot I \cdot t$

де $k$ — електрохімічний еквівалент речовини. Електроліз застосовують для рафінування металів, їхнього виробництва, а також у гальваностегії та гальванопластиці.

3. Які існують види газових розрядів та що є носіями заряду в газах?

Електричний струм у газах (газовий розряд) — це напрямлений рух вільних електронів, а також позитивних і негативних іонів. Розрізняють два основні види газових розрядів: несамостійний, який відбувається лише за наявності зовнішнього іонізатора, та самостійний, що триває після припинення дії іонізатора за рахунок процесів ударної іонізації та електронної емісії.

4. Як виникає електричний струм у вакуумі та де він застосовується?

Електричний струм у вакуумі створюється напрямленим рухом вільних електронів, які потрапляють у вакуум унаслідок електронної емісії (наприклад, термоелектронної емісії — випускання електронів нагрітим металом). На властивостях електронних пучків у вакуумі базується робота електровакуумних пристроїв: вакуумного діода, що має однобічну провідність, та рентгенівської трубки, яка випромінює рентгенівські промені.

5. Які особливості провідності напівпровідників та їхніх контактів?

Електричний струм у напівпровідниках зумовлений рухом вільних електронів і дірок. Власна провідність характеризується рівною кількістю електронів і дірок. Домішкова провідність виникає при введенні домішок: донорні домішки створюють напівпровідники $n$-типу (переважає електронна провідність), а акцепторні — $p$-типу (переважає діркова провідність). Контакт двох напівпровідників із різними типами провідності утворює $p$-$n$-перехід, головною властивістю якого є однобічна провідність.

ЗАВДАННЯ

Заповніть узагальнювальну таблицю “Електричний струм у різних середовищах” на основі вивченого матеріалу.