1 Izolatory i metale – teoria pasmowa ciał stałychAlicja Basista Grupa 1 Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Kierunek: Górnictwo i Geologia Kraków,

2 O czym będziemy mówić? Prąd Teoria pasmowa Izolatory MetalePrzewodnictwo Teoria pasmowa Izolatory Metale

3 Prąd elektryczny

4 Prąd elektryczny - definicjaPrąd elektryczny to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. Ruchowi chaotycznemu nie towarzyszy przepływ prądu.

5 Materiały przewodząceDo materiałów przewodzących prąd elektrycznych zaliczamy materiały, których rezystywność mierzona w temperaturze +20◦C jest mniejsza bądź równa 10−4 [Ωm]

6 Ciała stałe Komórka elementarna miedzi krzemu

7 Właściwości elektryczne ciał stałychOpór elektryczny właściwy ρ [Ω·m] Temperaturowy współczynnik oporu α [K-1] Koncentracja nośników ładunku n

8 Podział ciał stałych Przewodniki Izolatory Półprzewodniki miedźdiament krzem

9 Klasyczna elektronowa teoria przewodnictwaPrzewodnictwo zależy od temperatury, defektów struktury krystalograficznej oraz od występowania w strukturach zanieczyszczeń

10 Kryształ idealny miałby opór równy zero

11 Poziomy energetyczne w krysztale

12 Teoria pasmowa – proste podejście

13 Wzajemne ułożenie pas energetycznych a rodzaj ciała stałego

14 Izolatory - definicja Ciało stałe jest izolatorem kiedy po przyłożeniu do niego różnicy potencjałów nie powoduje przepływu prądu elektrycznego. Czyli najprościej mówiąc izolatory nie przewodzą prądu, gdyż nie posiadają swobodnych cząstek  naładowanych.

15 Izolatory Skok wzwyż rekord: 2,45 mEg diamentu odpowiadałaby w takim przypadku wysokości: 518 m

16 Metale - definicja Ciała stałe, które przewodzą prąd, ponieważ elektrony w najwyższym obsadzonym paśmie mogą z łatwością przejść do wyższych stanów energetycznych istniejących w tym samym paśmie.

17 Metale Istnieje wiele nieobsadzonych stanów o zbliżonych energiach, do których mogą przejść elektrony powodując przepływ prądu

18 Podsumowanie Znaczenie materiałów przewodzących w technice jest ogromne, ponieważ mają one za zadanie przeciwdziałać przepływowi prądu elektrycznego w niepożądanym kierunku lub kierować prąd w odpowiednim kierunku.

19 Literatura Halliday, Resnick, Walker Podstawy Fizyki tom 5Pietnoczka A. Pasmowa teoria przewodnictwa elektrycznego Azaroff L. V. Struktura i własności ciał stałych Kąkol Z. Fizyka Notatki własne

20 Dziękuję za uwagę