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

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

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: $E_{св}(проводник) < E_{св}(полупроводник) < E_{св}(диэлектрик)$.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы 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.