Номер 18, страница 118, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 22. Полупроводники и полупроводниковые приборы - номер 18, страница 118.

Условие.

18. Как движутся свободные электроны и дырки в полупроводнике при наличии тока: в одном направлении или в противоположных? Обоснуйте свой ответ.

Решение.

Решение

При наличии электрического тока в полупроводнике возникает упорядоченное движение носителей заряда под действием электрического поля. Направление электрического тока по определению совпадает с направлением движения положительных зарядов и, соответственно, с направлением вектора напряженности электрического поля $\vec{E}$.

Свободные электроны являются отрицательно заряженными частицами, их заряд равен $q_e = -e$. Сила, действующая на электрон в электрическом поле, определяется выражением $\vec{F_e} = q_e\vec{E} = -e\vec{E}$. Знак "минус" указывает, что сила, а следовательно и ускорение, направлены в сторону, противоположную направлению вектора напряженности $\vec{E}$. Таким образом, свободные электроны движутся против направления электрического поля, то есть против направления тока.

Дырки — это вакантные места в ковалентных связях, которые ведут себя как положительно заряженные частицы с условным зарядом $q_h = +e$. Сила, действующая на дырку со стороны электрического поля, равна $\vec{F_h} = q_h\vec{E} = +e\vec{E}$. Эта сила сонаправлена с вектором напряженности электрического поля $\vec{E}$. Следовательно, дырки движутся по направлению электрического поля, то есть в том же направлении, что и электрический ток.

Таким образом, так как электроны движутся против направления тока, а дырки — по направлению тока, то их движения происходят во встречных, противоположных направлениях.

Ответ: Свободные электроны и дырки в полупроводнике при наличии тока движутся в противоположных направлениях.