Metais Capítulo Condução Eléctrica nos Metais

Apresentação em tema: "Metais Capítulo Condução Eléctrica nos Metais"— Transcrição da apresentação:

1 Metais Capítulo 10 10.1 Condução Eléctrica nos Metais
10.2 Capacidade Calorífica dos Metais

2 O que acontece quando aumentamos a temperatura ?
10.1 Condução de Eléctrica nos Metais Os electrões que ocupam a banda parcialmente são os electrões de valência Os electrões ocupam a banda até o nível de Fermi para T = 0 K para O que acontece quando aumentamos a temperatura ?

3 Os electrões permanecerão aprisionados nesta banda
Os electrões que estão próximos do nível de Fermi irão para os níveis vazios que estão acima do nível de Fermi A distribuição de electrões não difere muito da distribuição no zero absoluto Os electrões permanecerão aprisionados nesta banda PORQUE ? energia cedida ao electrão através do aumento da temperatura Cálculo da energia térmica kT para pouca alteração na energia do electrão

4 electrão

5 O resultado é um movimento líquido na direcção oposta à do campo E, com velocidade vd.
Expressão para a resistividade baseada no modelo de electrões livres (gás de electrões) - os electrões de condução Esta fórmula é formalmente idêntica à do modelo clássico, onde Uma diferença básica é que a velocidade média não é dada pela estatística de Boltzmann Na teoria quântica esta velocidade é substituída pela velocidade de Fermi, Note que ela não é mais a velocidade média dos electrões O motivo é que somente os electrões ocupando estados em torno da energia de Fermi participam dos processos de colisão

6 O coeficiente de temperatura da resistividade

7 Cálculo do Número de Electrões (Nec) de Condução num Sólido

8 Estudo quantitativo da electricidade num metal

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11 T=0

12 n é a área sob a curva P(E)=1

13 Sabendo n (número de electrões de condução) calcula-se EF

14 >

15 Existe uma certa probabilidade dos electrões serem
termicamente excitados para níveis acima do nível de Fermi T=0

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18 A capacidade calorífica do gás de electrões será
10.2 Capacidade Calorífica dos Metais Energia de Fermi obtida através da equação de Schrödinger No estado fundamental para N electrões livres, os orbitais ocupados podem ser representados por pontos no espaço recíproco kF são os vectores de onda na superfície de Fermi onde Velocidade dos electrões na superfície de Fermi A capacidade calorífica do gás de electrões será A temperatura de Fermi, TF, não é a temperatura dos electrões mas sim uma forma de expressar a energia de Fermi em termos de temperatura equivalente

19 A capacidade calorífica nos metais será a soma das contribuições dos electrões e dos fonões (Debay):
e A são constantes e dependem do material Resultado teórico (recta) e resultados experimentais (pontos) para o potássio