作者HLiNaKRbCsFr (...)
看板Physics
標題[問題] 電子飄移與擴散速度之觀念請教
時間Sun Apr 22 12:07:14 2007
之前上電子學時,老師說電路中的電子流,速度只分兩種,
一種是擴散(diffusion)速度,一種是飄移(drift)速度。
我讀近物時,
課本提到用"自由電子模型"推導歐姆定律時,
λ
它直接切入自由電子平均自由路徑(mean free path, λ)的碰撞時間為 τ= ---
v
F
而 v ε
F 它說是 "對應到費米能量 F 的電子速度"
2ε_F
以銅來說 v = ------- = 1.57 * 10^6 m/s
F m_e
課本又說這個平均時間τ 事實上跟外加電位差所造成的電場無關
因為 "v is extremely high compared with the velocity change such a field
F
produces" 以銅來說,附加上的飄移速度 = 0.74 mm/s
*
我的問題是 v 是由於熱能所引起的的"電子擴散速度"嗎?
F
若不是,應該怎麼去歸類v 呢?
* F
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另外我還有個疑問是,
課本推導後,我得出:
eEλ eλ V
V = ------ = -------(---) ,e:電子電量; m:電子質量; V:電位差; L:導線長度
d m V_F m V_F L
也就是說,雖然銅金屬導線內,電子們是以 1.57 * 10^6 m/s向各個方向運動
同時經歷頻繁的碰撞,但由於
導線兩端施加電位差,V之後,電子們整體會有向導線一端
的、附加上的(superimposed)飄移速度V = 0.74 mm/s,而使得開關切上後,遠處的
d
燈泡會亮了起來(有電流流過)。
*
我的問題是,
讀電子學時,課本上竟然有一段 "In the following description of current flow,
only diffusion-current components are considered.
Drift current, due to
thermally generated minority carriers, are usually very small and can be
neglected.
!!!!!! 飄移速度變成熱能所造成了!!
而且儀器操作主因的V ,竟然變成minority, 次要角色了!!
d
我現在被這兩本書弄得很混亂...
有請高手指點...
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