12-Ma’ruza Elektr toki Reja

Termoelektrik hodisalar. Metallarda tok tashuvchilarning tabiatini aniqlash uchun qator tajribalar qilingan.
Metallarda juda kichik potensiallar farqi bilan ham tokni yuzaga keltirish mumkin. Bu hol, tok tashuvchilar – elektronlar metallar bo‘ylab erkin siljiy oladi deb aytishga asos bo‘ladi. Tajribalarning natijalari ham shu xulosaga olib keladi.
Erkin elektronlar mavjudligini shu bilan tushuntirish mumkinki, kristall panjaralar hosil bo‘lganida eng bo‘sh bog‘langan (valentli) elektronlar metall atomlaridan ajralib, metall bo‘lagining “kollektiv tashkil etuvchisi” bo‘lib qoladi. Agar har bir atomdan bittadan elektron ajarlib qolsa, erkin elektronlarning konsentratsiyasi, ya’ni hajm birligidagi ularning soni, hajm birligidagi atomlar soniga teng bo‘ladi.
Erkin elektronlar haqidagi tasavvurdan foydalangan holda Drude, keyinchalik Lorens bu nazariyani mukammallashtirib, metallarning klassik nazariyasini ishlab chiqqan. Drude metallardagi o‘tkazuvchi elektronlar tabiati ideal gaz molekulalariga o‘xshagan bo‘ladi, deb faraz qilgan. To‘qnashish orasidagi vaqtlarda ular deyarli erkin harakatlanib, o‘rtacha λ yo‘lni bosib o‘tadi. Yugurish yo‘llari molekulalarning o‘zaro to‘qnashishi bilan belgilanuvchi gaz molekulalaridan farqli ravishda, elektronlar o‘zaro emas, balki ko‘proq metallarning kristall panjaralarini tashkil etuvchi ionlar bilan to‘qnashadi. Bu to‘qnashishlar elektron gaz bilan kristall panjara orasida issiqlik muvozanati o‘rnatilishga olib keladi.
Drudening hisobicha, elektronning kristall panjara ioni bilan navbatdagi to‘qnashuvdanoq elektronning tartibli harakat tezligi nolga teng bo‘ladi. Faraz qilaylik, maydon kuchlanganligi o‘zgarmas bo‘lsin. U holda maydon ta’siri ostida elektron ga teng bo‘lgan o‘zgarmas tezlanishga ega bo‘lib, yugurishning oxirida tartibli harakat tezligi quyidagi o‘rtacha qiymatga ega bo‘ladi:


(12.10)

bu yerda  - elektronning panjara ionlari bilan o‘zaro ikkita ketma-ket urilishdagi o‘rtacha vaqt.

Drude elektronlarning tezliklar bo‘yicha taqsimotini hisobga olmasdan, barcha elektronlar bir xil qiymatli tezlik bilan harakat qiladi deb oldi. Bu taxminda


(12.11)

bunda λ – erkin yugurish uzunligining o‘rtacha qiymati;

- elektronlarning issiqlik harakat tezligi.  ning bu qiymatini (1) formulaga qo‘yamiz:
(12.12)

Yugurish vaqtida U tezlik bilan chiziqli o‘zgaradi. Shuning uchun, uning o‘rtacha qiymati (yugurish uchun) maksimal qiymatining yarmiga teng:

(12.13)

Bu ifodani quyidagi formulaga qo‘yamiz:

(12.14)

bu yerda j – tok zichligi;

n – hajm birligidagi zaryad tashuvchilarni soni.
(5) va (4) formulalardan foydalanib, quyidagi formulani hosil qilamiz, ya’ni:


(12.15)

Tok zichligi maydon kuchlanganligiga proporsional ekan, demak, biz Om qonunini hosil qildik. Tok zichligi va maydon kuchlanganligi orasidagi proporsionallik koeffitsiyenti o‘tkazuvchanlikni ifodalaydi, ya’ni:

(12.16)

Gazlarda elektr toki. Gazlarning ionlanishi. Ma’lumki gazlar elektr tokini o’tkazmaydi. Ammo gazlarga turlicha tashqi ta’sir ko’rsatsak elektr tokini o’tkazishi mumkin. Zaryadlangan elektrometr yoniga alanga keltirilsa, elektrometrning zaryadi tez kamayishi mumkin. agar biz gorelka alangasi o’rniga simob yoy lampasini keltirsak, lampadan chiqayotgan ultrabinafsha nur tufayli elektrometrda zaryadlarning kamayishini ko’rsatish mumkin. Xuddi shuningdek rentgen va radioaktiv nurlar ham shunday ta’sir qiladi.

Demak yuqori temperaturada va turli nurlanishlar ta’sirida gazlarda zaryadlangan zarralar xosil bo’lishini ko’rsatadi.
Bunday zaryadlarning paydo bo’lishi gaz atomlaridan bir yoki birnechta elektronni yulib chiqarish bunda elektron ketgandan keyin musbat ion hosil bo’ladi. Bu erkin elektron yana boshqa atom bilan birikib yana manfiy ion hosil qiladi natijada musbat va manfiy ionlar hosil bo’ladi. Bu xodisa gaz razryadi diyiladi. Bunday ionlar elektr zaryadlarini tashiydi va gaz tok o’tkaza boshlaydi.
Ionlovchi ta’sir to’xtagandan so’ng, gazdagi ionlar soni batomom yo’qoladi. Yo’qolishiga sabab elektronlarning issiqlik xarakatida ionlar bilan o’zaro to’qnashishi, bunda musbat ion elektronlar bilan to’qnashadi va birikadi, xuddi shuningdek manfiy ion musbat ionlar bilan to’qnashadi va har ikkala ion neytral xolatga keladi. Ana shu xolatni ionlar rekombinatsiyasi deyiladi.
Ikki ionni rekombinatsiya natijasida ma’lum bir miqdorda energiya ajralib chiqadi va bu energiya ionlanish energiyasiga teng. Bu energiya kisman yoru`lik tarzida nurlanadi. Ionlar rekombinatsiyasidagi yoru`likning nurlanishi turli xil gaz razryaddagi yoru`lik sochilish sabablaridan biridir.