Обработка результатов.

1. Построить вольт-амперные характеристики исследованных проводников.

2. По данным таблиц 1 и 3 рассчитать сопротивления проводников с использованием закона Ома для участка цепи и формулы (7) для U_обр. Вычислить среднее значение сопротивления каждого образца и рассчитать погрешность измерений. На основании формулы , где S = d²/4, рассчитать удельное сопротивление алюминия и меди. Сравнить полученные значения со справочными данными.

3. По данным таблиц 2 и 4 рассчитать контактное сопротивление R_к: для этого необходимо учесть, что измеренное в таблице 1 сопротивление включено последовательно с контактным сопротивлением.

Поэтому R_к Al = R_п Al – R_Al и R_к Cu = R_п Cu – R _Cu, где R_Al – среднее значение сопротивления алюминиевого образца, полученное в пункте 2, а R_Cu – среднее значение сопротивления медного образца, полученное в пункте 2.

4. Рассчитать среднюю длину свободного пробега электронов в алюминии и меди с использованием формул (5) и (1). Результаты сравнить со справочными значениями.

5. На основе формулы (6) рассчитать удельную теплопроводность алюминия и меди. Полученные результаты сравнить со справочными значениями.

Содержание отчёта

Отчёт оформляется в соответствии с требованиями, предъявляемыми кафедрой ОТФ.

Контрольные вопросы.

1. Что называется электрическим сопротивлением и удельным сопротивлением? Назовите единицы этих величин.

2. Основные положения классической электронной теории проводимости металлов.

3. Что такое длина свободного пробега электронов в проводниках? Почему она может существенно превышать межатомное расстояние?

4. Чем отличаются понятия “свободные электроны” и “электроны проводимости”?

5. Что такое контактное сопротивление и чем оно обусловлено?

6. Почему при расчете сопротивления соединительного проводника относительно малого диаметра можно не учитывать контактное сопротивление?

7. Почему при измерении низких сопротивлений необходимо использовать измерительный усилитель?

8. Чем могут быть обусловлены различия измеренного и справочного значений удельных сопротивлений?

9. Чем объясняется большое значение длины свободного пробега электронов в металле по сравнению с межатомным расстоянием?

Приложение

Основные физические свойства чистых металлов при 20С

Металл	Магнитные свойства *	Атомная масса	Плотность	Температура плавления	Удельная теплопроводность	Удельное сопротивление	Длина свободного пробега	Работа выхода	Температура перехода в сверхпроводящее состояние
		г/моль	кг/м^3	С	Вт/(мК)	мкОмм	Å	эВ	К
Al	П	27,0	2700	660	218	0,0265	263	4,25	1,196
Cu	Д	63,5	8920	1083	406	0,0168	420	4,4	–
Fe	Ф769	55,8	7870	1540	73,3	0,097	220	4,31	–

* П – парамагнетик, Д – диамагнетик, Ф – ферромагнетик. Число после буквы Ф означает температуру магнитного разупорядочения в С.

6