Przykładowe zagadnienia

1. Jak powstaje ładunek przestrzenny?

Ładunek elektryczny rozłożony w przestrzeni. Ł.p. określa rozkład przestrzenny potencjału elektrycznego i natężenie pola elektrycznego E. Ł.p. powstaje wówczas, gdy koncentracje ładunków dodatnich i ujemnych są różne w pewnym elemencie przestrzeni, np. w chmurze elektronów wokół termokatody w stanie równowagi bez obecności pola elektrycznego. Ł.p. występuje podczas przepływu prądu przez elektrolit, w trakcie wyładowania w gazach rozrzedzonych, na kontakcie dwóch półprzewodników o różnych typach przewodności.

2. Dlaczego stałą dielektryczną przedstawiamy w postaci zespolonej?

Można uogólnić tę definicję na zespoloną przenikalność jeśli się wprowadzi pojęcie zespolonej pojemności. Przenikalność elektryczna, o której była mowa dotąd jest jej rzeczywistą składową a jej część urojona jest związana z przewodnością. W ośrodkach anizotropowych wektory natężenia i indukcji pola elektrycznego mogą być nierównoległe. Dla takich ośrodków stosuje się ogólniejszą definicję przenikalności elektrycznej.

3. Co to jest struktura domenowa materiałów ferroelektrycznych?

Atomy mają tendencję do ustawiania się w ten sposób, aby ich pole magnetyczne miało ten sam kierunek, co pole magnetyczne atomów sąsiednich. W rezultacie tworzą się duże obszary (w porównaniu z rozmiarami pojedynczego atomu), w których pole magnetyczne ma stały kierunek. Te obszary nazywamy domenami magnetycznymi. Ale pole magnetyczne każdej z domen może być ustawione w zupełnie dowolnym kierunku. Dlatego ferromagnetyk może nie wytwarzać zewnętrznego pola magnetycznego, czyli może nie być magnesem. Gdy jednak umieścimy ferromagnetyk w zewnętrznym polu magnetycznym (np. pochodzącym od magnesu), wówczas domeny zaczynają ustawiać się zgodnie z tym zewnętrznym polem magnetycznym i ferromagnetyk sam staje się magnesem. Poniżej temperatury T_C w nieobecności zewnętrznego pola ferroelektryk dzieli się na obszary, zwane domenami. Chociaż w pojedynczej domenie polaryzacja spontaniczna ma określony kierunek, to wypadkowy moment dipolowy kryształu wielodomenowego jest równy zero.

4. Jak wpływa obecność barier potencjału wiązanych z ładunkiem przestrzennym na transport nośników ładunku?

5. Co to jest liczba przenoszenia?

Liczba przenoszenia jonu jest to stosunek ładunku przenoszonego przez ten jon do całkowitego ładunku przenoszonego przez wszystkie jony elektrolitu; Suma liczb przenoszenia kationów i anionów elektrolitu równa się 1.

6. Model gazu elektronowego (model Drude'go).

Elektrony poruszają się w polu elektrycznym . Jednocześnie wykonują chaotyczne ruchy termiczne zderzając się z jonami sieci krystalicznej, a ich prędkość ruchu termicznego jest tak duża, że pomiędzy zderzeniami zachodzącymi średnio co czas τ uzyskują jedynie niewielki pęd. Model zakłada, że wszystkie kierunki rozproszenia elektronu w wyniku zderzenia z jonami sieci są jednakowo prawdopodobne, zatem można zaniedbać średni pęd elektronu bezpośrednio po zderzeniu. Prosty klasyczny model Drudego wyjaśnia przewodnictwo metali (choć nie daje informacjo o zależności przewodnictwa od temperatury), klasyczny efekt Halla, elektronowe przewodnictwo cieplne i prawo Wiedemanna-Franza.

7. Jakiego typu materiałami pod względem przewodnictwa są tworzywa ceramiczne?

Typowe materiały ceramiczne o budowie kowalencyjnej i jonowej są izolatorami. Charakteryzują się wysoką wartością energii przerwy energetycznej oraz oporności właściwej. Wykorzystywane są jako materiały elektroizolacyjne oraz dielelektryczne.