Номер 4, страница 66, часть 2 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 7. Постоянный электрический ток. Параграф 54. Носители электрических зарядов в полупроводниках - номер 4, страница 66.

Условие.

4. При увеличении количества свободных носителей заряда в полупроводнике его удельное сопротивление

увеличивается ☐

уменьшается ☐

не изменяется ☐

Отметьте знаком ✓ правильный ответ.

Решение.

Решение

Удельное электрическое сопротивление, обозначаемое греческой буквой ро ($ \rho $), является фундаментальной характеристикой материала, показывающей его способность препятствовать прохождению электрического тока. Эта величина обратно пропорциональна удельной проводимости ($ \sigma $), которая, напротив, характеризует способность материала проводить ток. Связь между ними выражается простой формулой: $ \rho = \frac{1}{\sigma} $.

В полупроводниках, в отличие от металлов, электрический ток создается движением двух типов носителей заряда: свободных электронов (отрицательно заряженных) и так называемых "дырок" (положительно заряженных квазичастиц). Удельная проводимость полупроводника напрямую зависит от концентрации и подвижности этих носителей. Формула для удельной проводимости полупроводника выглядит следующим образом: $ \sigma = e \cdot (n_e \cdot \mu_e + n_p \cdot \mu_p) $, где $ e $ — элементарный заряд, $ n_e $ и $ n_p $ — концентрации свободных электронов и дырок соответственно, а $ \mu_e $ и $ \mu_p $ — их подвижности.

Исходя из этого, формула для удельного сопротивления полупроводника будет иметь вид:

$ \rho = \frac{1}{e \cdot (n_e \cdot \mu_e + n_p \cdot \mu_p)} $

Анализируя данную формулу, можно сделать однозначный вывод: удельное сопротивление $ \rho $ обратно пропорционально концентрациям свободных носителей заряда ($ n_e $ и $ n_p $). Это означает, что при увеличении общего количества свободных носителей заряда в полупроводнике (например, при нагревании или легировании примесями), знаменатель в дроби для $ \rho $ увеличивается. Увеличение знаменателя при постоянном числителе приводит к уменьшению значения самой дроби.

Таким образом, чем больше в полупроводнике свободных носителей заряда, тем легче им перемещаться под действием электрического поля, тем выше его проводимость и, соответственно, ниже его удельное сопротивление.

Ответ: уменьшается