Номер 5, страница 402 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Физика, 10 класс Учебник, автор: Касьянов Валерий Алексеевич, издательство Просвещение, Москва, 2021, белого цвета

Авторы: Касьянов В. А.

Тип: Учебник

Издательство: Просвещение

Год издания: 2021 - 2025

Уровень обучения: углублённый

Цвет обложки: белый самолет и молнии изображены

ISBN: 978-5-09-103621-3

Популярные ГДЗ в 10 классе

Параграф 86. Электрическое поле в веществе. 15. Энергия электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов. Электростатика - номер 5, страница 402.

№5 (с. 402)
Условие. №5 (с. 402)
скриншот условия
Физика, 10 класс Учебник, автор: Касьянов Валерий Алексеевич, издательство Просвещение, Москва, 2021, белого цвета, страница 402, номер 5, Условие

5. Сопоставьте энергии связи электрона с атомом проводника, полупроводника, диэлектрика.

Решение. №5 (с. 402)

Энергия связи электрона с атомом в твердых телах определяет их электрические свойства и напрямую связана с зонной теорией. В частности, она коррелирует с шириной запрещенной зоны ($E_g$) — энергетического промежутка между валентной зоной (полностью или частично заполненной электронами) и зоной проводимости (свободной от электронов при абсолютном нуле температуры).

Проводники

В проводниках, которыми обычно являются металлы, валентные электроны очень слабо связаны со своими атомами. Они коллективизированы и образуют так называемый «электронный газ», свободно перемещающийся по всему кристаллу. Это объясняется тем, что валентная зона и зона проводимости у проводников перекрываются, и запрещенная зона фактически отсутствует ($E_g \approx 0$). Следовательно, для того чтобы электрон стал свободным носителем заряда, ему не требуется сообщать дополнительную энергию. Энергия связи электрона с атомом в проводнике является наименьшей.

Полупроводники

В полупроводниках (например, кремний, германий) электроны связаны с атомами прочнее, чем в проводниках. Между валентной зоной и зоной проводимости у них есть запрещенная зона, но ее ширина ($E_g$) относительно невелика (обычно в диапазоне $0.1 < E_g < 3$ эВ). При комнатной температуре некоторые электроны за счет тепловой энергии могут преодолеть этот барьер и перейти в зону проводимости, создавая небольшую электропроводность. Таким образом, энергия связи электрона в полупроводнике занимает промежуточное положение между проводниками и диэлектриками.

Диэлектрики

В диэлектриках (изоляторах), таких как стекло или алмаз, электроны очень сильно связаны со своими атомами. Ширина запрещенной зоны ($E_g$) у них очень велика (как правило, $E_g > 3$ эВ). Энергии теплового движения при обычных условиях совершенно недостаточно, чтобы перебросить электрон из полностью заполненной валентной зоны в пустую зону проводимости. Поэтому в диэлектриках практически отсутствуют свободные носители заряда. Энергия связи электрона с атомом в диэлектрике является наибольшей.

Ответ: Энергия связи электрона с атомом возрастает в ряду: проводники → полупроводники → диэлектрики. У проводников она минимальна (электроны практически свободны), у полупроводников имеет промежуточное значение (связь может быть разорвана при сообщении небольшой энергии), а у диэлектриков — максимальна (электроны прочно связаны с атомами). Это различие обусловлено шириной запрещенной зоны ($E_g$), которая практически равна нулю для проводников, невелика для полупроводников и велика для диэлектриков. Соотношение энергий связи ($E_{св}$) можно записать как: $E_{св}(проводник) < E_{св}(полупроводник) < E_{св}(диэлектрик)$.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться

Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 5 расположенного на странице 402 к учебнику 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.

Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №5 (с. 402), автора: Касьянов (Валерий Алексеевич), ФГОС (старый) углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.