Найти время релаксации τ, среднюю величину свободного пробега λ и скорость дрейфа электрона в электрическом поле

Содержание: Физика

Описание: Чтобы найти время релаксации, среднюю величину свободного пробега и скорость дрейфа электрона в данном случае, мы будем использовать некоторые формулы, связанные с электрическим полем и теплопроводностью.

1. Время релаксации (τ) - это время, за которое электрон приобретает термодинамическое равновесие с окружающей средой. Оно может быть вычислено с использованием формулы:

τ = m / (e * v * λ)

где m - масса электрона, e - его заряд, v - электрическое поле, λ - теплопроводность материала.

2. Средний свободный пробег (λ) - это среднее расстояние, которое электрон проходит между столкновениями. Он может быть вычислен с использованием формулы:

λ = v * τ

3. Скорость дрейфа электрона - это средняя скорость, с которой электрон движется под действием электрического поля. Она может быть найдена с помощью формулы:

v_d = e * E * τ / m

где E - величина электрического поля.

Демонстрация:

Найти время релаксации (τ), среднюю величину свободного пробега (λ) и скорость дрейфа электрона (v_d) для меди со значением теплопроводности равным 390 Вт/м•К и электрическим полем 2.0 В/см.

Решение и объяснение:

Дано:
- Значение теплопроводности меди (λ) = 390 Вт/м•К
- Значение электрического поля (E) = 2.0 В/см

По формулам, мы можем вычислить время релаксации(τ), средний свободный пробег (λ) и скорость дрейфа электрона (v_d):

1. Вычисляем время релаксации (τ):
τ = m / (e * v * λ)
= (9.1х10^(-31) кг) / ((1.6х10^(-19) Кл) * (2.0 В/см) * (390 Вт/м•К))

2. Вычисляем среднюю величину свободного пробега (λ):
λ = v * τ

3. Вычисляем скорость дрейфа электрона (v_d):
v_d = e * E * τ / m

Подставляем значения и рассчитываем ответы.

Рекомендации: