金属的电阻和电场的非局域效应

本文局限于电磁学电动力学中所涉及的有关金属的电阻和金属中电场的非局域效应等问题,着重从物理概念上深入地进行一些讨论。 (一)金属电阻的来源从金属的经典理论来看,欧姆定律中的电导率σ=1/ρ(ρ为电阻率)所反映的是自由电子与晶体点阵上的离子碰撞造成对电子定向运动的破坏,这也是电阻元件中产生焦耳热的原因.按经典理论,电导率为其中e,m分别为电子的电量及质量,为平均自由程,为平均速度。与实验相比较,按(1)式计算出的电导率σ的数值与实际相差甚远。且因平均自由程与温度无关,而平均热运动速率与T~(1/2)成正比,因此按照经典理论得出σ∞1/T~(1/2)。实际这个关系也不对,按实     

关于电极电势与锌镀的几个问题

镀锌液中含有Na~+、H~+、Zn~(2+)等阳离子,通电后哪个离子先得到电子在阴极上析出呢?为了解决这个问题,我们先谈一下电极电势问题。一、电极电势金属晶体是由金属离子和自由电子组成的,当把金属放入含有该金属离子的盐溶液时,就有两种倾向存在:一方面,金属表面的离子有进入溶液和水分子结合成水合离子的倾向,另一方面,溶液中的水合离子有从金属表面获得电子而沉积到金属上的倾向。金属开始溶解时,溶液中金属离子浓度较小,溶解趋势占优势。随着溶液中金属离子的     

非简谐振动对固体物态方程的影响

应用热力学理论建立了固体格林乃森物态方程 ,在对格林乃森参量进行热力学分析基础上 ,考虑到原子振动的非简谐效应 ,对金属、惰性元素晶体、离子晶体的格林乃森参量作定量计算 ,并与实验结果比较 ;最后应用索末菲自由电子理论 ,计算了自由电子对金属材料压强的修正 .结果表明 :只有考虑到原子振动的非简谐效应 ,才能得到与实验较为一致的结果 ;固体物态方程取决于固体的结构和原子相互作用势的具体形式 .     

布拉菲晶格布里渊区及费米面的分析和计算

布里渊区和费米面是固体电子论建立的基础.在研究和分析晶体电子态、晶体材料中波的性质以及原子点阵振动理论中都会涉及到布里渊区的概念;费米面的研究对深化材料电导率、热导率等物理性质的认识提供了重要的理论基础.本文结合自由电子波函数理论描绘出二维晶格的布里渊区与相应的自由电子气费米面的构造图.由于晶体中离子实在平衡位置的微弱振动对实际费米面的构造及形状具有一定的影响,从自由电子的微扰论出发可以对真实金属费米面的畸变进行合理的理论解释.     

长直管道燃烧器中离子电流信号的特征分析及其在发动机中的应用

离子电流法作为一种新型的发动机检测方法已经得到了越来越广泛的应用。本试验用离子电流法,在长直管道燃烧器中对压缩天然气-空气混合气的燃烧特性进行了实验研究。实验发现,在天然气燃烧中,离子电流信号由火焰前锋区和燃烧后区两个峰值部分组成,火焰前锋区的离子主要由H3O 和自由电子组成,而燃烧后区的离子主要由NO 和自由电子组成。同时还发现,在火焰前锋区和燃烧后区内,随着偏置电压的升高,电场力加大,电场荷电作用增强,离子电流会增大。本试验为离子电流法在汽车代用燃料燃烧研究领域中的应用进行了一些基础研究。     

乔特鲁德再嫁的另一种诠释

在莎翁《哈姆雷特》戏剧研究中,乔特鲁德不该是一个被忽略的角色,她与哈姆雷特的母子关系直接影响了哈姆雷特的命运.文章试图用批判的眼光审视对乔特鲁德的传统偏见,从女性主义批评立场分析乔特鲁德的再嫁,从男性视角揭示对女性的压抑贬低,还乔特鲁德一个客观公正的评价.     

试论德拜模型与固体热容量的关系

文章通过对德拜模型的研究，分析了利用德拜模型解决金属固体热容量与实验结果不一致的原因，并且研究了金属自由电子气对热容量的贡献．最终达到了由统计理论得到的金属固体热容量与实验结果一致的结论．     

对安培力机理的分析

安培力是电磁学中一个重要的物理概念。在电磁学教材中对安培力机理只作简单的叙述:(1)导线受的安培力就是作用在各自由电子上洛仑兹力的宏观表现。虽然这个力作用在金属内的自由电子上,但是自由电子总是与金属的晶体点阵不断碰撞的,自由电子获得的动量最终都会传递给金属的晶格骨架,宏观上看起来将是金属导线本身受到这个力。(2)磁场中的载流导体内的每一定向运动的电荷,都要受到洛仑兹力。由于这些电荷受到导体的约束,而将这个力传递给导体,表现为载流导体受到的一个磁场力,称为安培力。     

旋波近似下光场与原子电四极矩的相互作用对原子基态的修正

光场与原子的相互作用是量子光学研究的最主要问题之一,处理光场和物质的相互作用可以在不同的理论框架中进行.本文依照半经典理论对该问题进行研究,考虑了一个金属碱原子与振荡光场的谐振耦合在旋波近似下的结果,研究并对比了不同原子序数的碱金属原子的电偶极项和电四极项与光场相互作用对原子基态的影响.     

F—H汞管阴极电子逸出功的测定

许多电子设备中使用的电子管（如直热式二极管、Ｆ—Ｈ汞管等），其灯丝必须通以一定的电流才有电子发射出来，这是因为要使电子逸出金属表面，必须克服阻力作功，加热就是使电子动能增加便于作功的方法之一。金属最简单的模型是自由电子的模型，金属离子实形成均匀分布的正电荷背景，价电子已脱离原来所属的离子实的束缚在空间点阵内自由运动，而价电子间的库仑力可以忽略，这时金属中的自由电子气可以看作在均匀正电荷背景上自由运动的近独立粒子组成的费密系统，而且电子质量很小，密度大，乃是理想的简并性气体，故金属中电子能级的分配…     

有关金属自由电子气模型的光学性质及计算机仿真

首次利用在金属中大量的自由电子在晶格中自由运动,像气体系统性质的自由电子气体模型,从光的电磁本质角度研究金属的一些光学性质并进行计算机仿真.其研究结果可广泛应用于各种反射膜,增透膜的金属镀膜技术.     

基于双层辉光离子渗金属的离子轰击金属靶材的计算机模拟

轰击离子的产生、输运以及离子对靶材的溅射过程是实现双层辉光等离子渗金属的重要一环。基于辉光放电的理论以及COMSOL Multiphysics软件对典型的双层辉光等离子渗金属装置进行了建模，分析了轰击离子的能量范围，结合经典散射理论和蒙特卡罗方法，使用SRIM软件详细地模拟了Ar⁺对金属靶材的溅射过程。结果表明：溅射原子的位置集中在金属靶材入射位置的附近，形成环状的溅射坑。溅射原子的能量集中在20 eV内，随着入射离子能量的增加，会出现一些高能量、大角度的溅射原子。溅射产额随着靶材原子d壳层电子填满程度的增加而增大，溅射产额主要来自低能反冲原子。溅射产额越大意味着低能反冲原子越多，能量传递越分散，溅射原子能量越低。     

固体中自由电子气屏蔽问题

在固体中用Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ方程处理自由电子气问题时出现了“奇异性”。从屏蔽理论出发，对固体中的Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ方程的奇异性进行修正，给出了消除奇异性后的Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ方程形式。     

大电流弧光放电机理讨论

用电磁学理论结合能带理论讨论了弧光放电机理问题,认为在大电流的条件下,电极上能够产生大量的焦耳热使得阴极上的自由电子在晶格势场中的能态升高;由于大电流可以使得大量载流子参与定向运动,当电极断开时,大量载流子的定向运动动能转化为阴极上自由电子在晶格势场中的电势能,进一步升高阴极上自由电子在晶格势场中的能态;由于大电流使得阴极上聚集的自由电子数量巨大,从而在阳极和阴极间产生强电场,在两极间强电场的作用下,可以产生场致发射。解释了弧光放电过程申的负伏安特性;分析了弧光放电过程,比较了热电子发射和场致发射的联系与区别。     

关于integral from n=0 to ∞(f~((0))(■(u~sl)/■u)du)的一种近似计算——读“导体与半导体”的一点管见

一、引言早在1900年,德鲁特就已提出金属的电与热的性质可以通过假设金属中含有自由电子来解释。并且,引进了自由电子碰撞平均自由程的概念,从而推导出电导率与热导率的近似公式。     

评介《界面电子结构与界面性能》

材料科学的研究进入电子结构的层次已有近百年的历史.1928年,Sommerfeld为了解决Lorentz理论在研究电子对比热贡献上所面临的困难,采用波函数来描述金属中自由电子的状态,提出电子的分布应遵从Pauli原理,并使总能量最小,建立了电子的量子统计理论.     

溶剂合电子

溶剂合电子的发现,是近代无机化学、物理化学和放射化学领域中出现的一个重大的研究成果。 按照以往的看法,只有在金属晶格中才存在着自由电子,而在溶液中,电子只能从属于某个原子或原子团形成离子。那么,在溶液中到底有没有象在金属中单独存在的自由或者“半自由”的电子呢?近代的放射化学以及电子的自旋共振的研究表明,这种自由或者“半自由”的电子是存在的,而且它象溶液中离子一样,能与溶剂分子发生所谓溶剂合。这就是溶剂合电子。     

关于经典场变分原理和能量一动量张量的分析研究

尽管经典理论比起量子理论来，有很大的不足，但是它仍然是一个自洽的理论，并且它是量子理论的基础，对于量子理论有很大的指导意义。本文分析研究了经典场论的基本理论问题，即应用经典场变分原理处理电磁能量－动量张量问题。     

氢在金属熔体中的溶解度计算模型

通过文献调研,总结了氢在不同金属熔体中溶解度变化规律。通过比较不同影响因素的作用,指出氢与金属熔体的电子相互作用是决定氢在金属熔体中溶解度的主要因素。基于近自由电子模型,提出了表征这种电子相互作用和计算氢在金属熔体中溶解度的金属熔体有效电荷密度模型。结果表明:氢在过渡族金属熔体中的溶解度远高于在其他金属熔体中的溶解度,而且随着原子序数的变化呈现有规律的变化,金属熔体有效电荷密度模型很好地解释了这种变化规律。     

自由电子颤动的双波函数描述

本文给出了自由电子颤动的双波函数描述，讨论了它所引起的动量与速度的分离及其经典对应等问题。