DSCF6625

206

Po zastosowaniu skali funkcyjnej (T¹, ln J?_r) i (T~^l, ln/₀) można związać współczynniki nachylenia b_t i b₂, odnoszące się odpowiednio do tennistora i diody, z szerokością przerwy energetycznej AE i energią Fermiego E_f.

Obliczmy teraz temperaturowy współczynnik zmiany oporu tennistora:

[

-1^-1 °^T~RdT~ R

1

b

Zwykle interesuje nas wartość tego współczynnika w temperaturze pokojowej, np. fl₃₀o-

6. Pomiary i opracowanie

Kąpiel olejową, w której umieszczone są badane opory, termistor i dioda, należy podgrzać do ok. 350 K, a następnie wyłączyć grzejnik i utrzymując za pomocą mieszadełka stałą temperaturę w całej objętości oleju, mierzyć opory elementów w odstępach ok. 5K. Prąd wsteczny diody mierzymy przy ustalonej różnicy potencjałów pomiędzy anodą i katodą.

Pomiary należy przedstawić w formie wykresów (dla termistora i diody po zastosowaniu skali funkcyjnej), a następnie metodą najmniejszych kwadratów znaleźć współczynniki termicznej zmiany oporu próbki metalowej i stopu oraz 0300, AE i E_F dla elementów półprzewodnikowych (por. wzory 11 f 13).

Pytania

1.    Jak zmienia się przewodność półprzewodnika przy temperaturze T dążącej do zera?

2.    Współczynnik a_T we wzorze 13 zależy jawnie od temperatury. Czy zależy od temperatury współczynnik /?„ we wzorze 5?

1-9. Badanie zależności oporności elektrolitu od temperatury. Oszacowanie średniego promienia jonów 1. Wstęp

Większość soli, zasad i kwasów nieorganicznych ulega w wodzie (i w niektórych innych rozpuszczalnikach) dysocjacji, tzn. rozpadowi na jony. Stwierdzono, że powodujące dysocjację osłabienie wiązań elektrostatycznych jest szczególnie duże w rozpuszczalnikach o wysokiej wartości przenikalności dielektrycznej.

W roztworach soli, kwasów i zasad (ogólnie elektrolitów) zwykle nie wszystkie cząsteczki są zdysocjowane. W przypadku elektrolitów silnych, do których zaliczamy prawie wszystkie sole, kwasy: HBr, HC1, HJ, HN0₃, zasady: NaOH, KOH i in., stosunek liczby jonów w roztworze do liczby jonów, która istniałaby w wypadku całkowitej dysocjacji (współczynnik dysocjacji), jest bliski jedności. Współczynnik dysocjacji zależy m. in. od stężenia roztworu i od temperatury. Jeśli stężenie roztworu jest bardzo małe, można przyjąć, szczególnie w przypadku elektrolitów silnych, że dysocjacji uległy wszystkie molekuły.

2. Przewodność elektrolitów

Nośnikami prądu w elektrolitach nie są elektrony, jak w przypadku metali, lecz jony, naładowane cząstki o wymiarach atomów lub molekuł. Ponadto, inaczej niż w metalach, przewodzenie prądu przez elektrolit związane jest z przenoszeniem masy.

Rozpatrzmy elektrolit umieszczony pomiędzy dwiema równoległymi elektrodami. Jeśli różnica potencjałów elektrod wynosi U, a odległość między nimi d, wówczas jony poruszają się w polu elektrycznym o natężeniu E — U/d, czyli na jon o ładunku Ze, gdzie e oznacza ładunek elementarny, działa siła:

F = ZeE = —t~    O)

d

Ponadto na jony działa siła tarcia F,. Zakładając, że jony mają kształt kuli o promieniu r, możemy znaleźć opór ośrodka w oparciu o prawo Stokesa (por. ćw. C-3):