Основы специальной теории относительности и релятивистская механика Билеты к экзамену Прикладная математика и физика Электромагнитное и электростатическое поле Физика твердого тела Основы квантовой механики Релятивисткая механика

Задачник на основы электротехники

Отто Ган, Хан (Hahn) (8.3.1879, Франкфурт-на-Майне, — 28.7.1968, Гёттинген), немецкий физик и радиохимик. Учился в Марбургском и Мюнхенском университетах. В 1910—1934 годах профессор в Берлине. С 1912 года работал в Химическом институте им. императора Вильгельма в Берлине, где до 1938 года проводил исследования совместно с Л. Майтнер (с 1928 года Ган — директор этого института). В 1946—1960 годах президент Общества М. Планка в ФРГ, с 1960 года почётный президент.

По железному проводнику, диаметр d сечения которого равен 0,6 мм, течет ток 16 А. Определить сpeднюю скорость <υ> направленного движения электронов, считая, что концентрация n свободных электронов равна концентрации п' атомов проводника. Р е ш е н и е. Средняя скорость направленного (упорядочен­ного) движения электронов определяется по формуле

<υ>=l/t, (1)

где t- время, в течение которого все свободные электроны, нахо­дящиеся в отрезке проводника между сечениями I и II, пройдя че­рез сечение II (рис. 20.1), перенесут заряд Q=eN и создадут –ток

  (2)

где е - элементарный заряд; N- число электронов в отрезке проводника; l- его длина.

Число свободных электронов в отрезке проводника объемом V можно выразить следующим образом:

N=nV=nlS, (3)

где S - площадь сечения.

По условию задачи, п=п'. Следовательно,

 (4)

где NA - постоянная Авогадро; Vm - молярный объем металла; М - молярная масса металла; ρ - его плотность.

Подставив последовательно выражения п из формулы (4) в ра­венство (3) и N из формулы (3) в равенство (2), получим

Отсюда найдем

Подставив выражение l в формулу (1), сократив на t и выразив площадь S сечения проводника через диаметр d, найдем среднюю скорость направленного движения электронов:

 (5)

Произведем по этой формуле вычисления:

Математика Примеры решения задач физика