Fizyka - pasma energetyczne

Nasza ocena:

3
Pobrań: 14
Wyświetleń: 833
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Fizyka - pasma energetyczne - strona 1 Fizyka - pasma energetyczne - strona 2

Fragment notatki:

Pasma energetyczne W odróżnieniu od atomów (i cząsteczek) gdzie ruch elektronów jest ograniczony do małego  obszaru przestrzeni, w ciałach stałych elektrony walencyjne mogą się poruszać w całej objętości  ciała przechodząc od atomu do atomu. Ruch elektronów w kryształach jest więc czymś pośrednim pomiędzy ruchem wewnątrzatomowym  a ruchem swobodnych elektronów w próżni. • Energia elektronu w atomie może przyjmować tylko określone wartości tworząc  zbiór  dyskretnych poziomów energetycznych . • Elektron swobodny może poruszać się z dowolną energią, mamy więc do czynienia z  ciągłym  przedziałem energii  od zera do nieskończoności. W kryształach mamy sytuacje pośrednią. Gdy duża liczba atomów jest zbliżana do siebie  następuje  poszerzenie atomowych poziomów energetycznych tworzą się tzw. pasma energetyczne  tak jak  pokazano na rysunku poniżej. r0 - odległość międzyatomowa w krysztale. Silnie związane elektrony wewnętrzne w atomie pozostają zlokalizowane w atomach. Elektronom  tym odpowiadają najniższe dyskretne (atomowe) poziomy energii. Energie elektronów walencyjnych układają się w przedziały - pasma. Pasma są tym szersze im  słabsza więź elektronów z jądrami atomowymi (czyli im bardziej przypominają elektrony  swobodne). Pasma energetyczne są oddzielone obszarami wzbronionymi czyli przedziałami energii nie  dostępnych dla elektronów. Pasmowa struktura widma energetycznego elektronów pozwoliła wyjaśnić wiele podstawowych  właściwości ciał stałych. Przede wszystkim pozwoliła wytłumaczyć dlaczego, mimo że odległości międzyatomowe i energie  oddziaływań w metalach, półprzewodnikach i dielektrykach są tego samego rzędu to oporność  elektryczna tych substancji różni się o 25 rzędów wielkości: od około 10-6 w metalach do 1019  Ωcm  w dielektrykach. • Jeżeli pasmo jest puste to nie może wnosić wkładu do przewodnictwa (nie ma elektronów o  energiach w takim przedziale). • Także pasmo całkowicie zapełnione nie bierze udziału w przewodnictwie. Jeżeli przykładamy  napięcie (aby popłynął prąd) to w polu elektrycznym elektrony będą przyspieszane, a to oznacza  wzrost ich energii. Ale ten proces jest niemożliwy bo nie ma wolnych (nie obsadzonych) energii  w paśmie. r E n e rg ia  e le kt ro n u r 0 • Takich ruch elektronów jest możliwy dopiero w paśmie częściowo wypełnionym czyli takim, w  którym są nie obsadzone stany energetyczne. Substancje o częściowo wypełnionych pasmach są więc metalami a substancje, w których  występują tylko całkowicie zapełnione lub puste stany energetyczne są dielektrykami lub  ... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz