Fysik

hvad vil det sige at lede strøm?

27. november 2021 af middagsblomst (Slettet) - Niveau: B-niveau

når nogle elektroner exciteres i et materiale fx jern, vil det så svare til at man leder strøm igennem metallet? at lede strøm=excitere elektroner?


Brugbart svar (1)

Svar #1
27. november 2021 af jantand

Det har ikke noget med at lede strøm at gøre.

Det har noget med elktronernes niveau i det enkelte atom at gøre.

Når elektronen tilføres energi kan den gå ind i en anden orbital (længere væk fra kernen).

Hvis den så går tilbage til det niveau den kom fra vil der udsendes stråling, energi.

Den elektron der har fået tilført energi , er exiteret.


Brugbart svar (1)

Svar #2
27. november 2021 af Eksperimentalfysikeren

I et metal optræder atomerne som positive ioner, der ligger i en "suppe" af elektroner. Hvert atom har typisk bidraget med 1 elektron. Hvis der er et elektrisk feldt over metallet, vil elektronerne trækkes i retningen modsat feldtet. Det kan være, det er en metaltråd, der forbindes mellem et batteris poler. Elektronerne vil trækkes over md den positive pol. Nogle af dem går ind i batteriet, mens batteriet afleverer elektroner fra den negative pol.

I halvledere, f.eks. silicium, er det en noget anden proces. I en ren siliciumkrystal bindes atomerne sammen ved at de deler de fire elektroner i yderste skal med fire naboatomer. Derved får hvert atom 8 elektroner i yderste skal. Disse elektroner sidder godt fast, så rent silicium er en god isolator. Hvis krystallen indeholder en lille smule fosfor bliver den ledende. Forklaringen er, at fosfor har 5 elektroner i yderste skal, så når fosforatomet indgår i krystallen, har det en elektron for meget. Der er ikke plads til 9 elektroner i yderste skal. De overskydende elektron kommer til at ligge mellem atomerne uden nogen væsentlig binding til et atom. Fosforatomet er godt nok blevet en positiv ion, men den har ikke særlig stor tiltrækning på elektronen. Disse frie elektroner kan opføre sig omtrent som elektronerne i en metalkrystal. Der er ikke så mange af dem, så modstanden er større.

Hvis en siliciumkrystal i stedet indeholder en lille smule aluminium, vil der mangle en elektron ved én af bindngerne til naboerne. Denne plads, hvor en elektron mangler, kaldes et hul. En elektron, der befinder sig i en binding tæt ved hullet, kan hoppe over i hullet og lukke det, men samtidig efterlade et nyt hul. Udadtil viker det som om det er en positiv partikkel, der kan flyttes rundt ligesom en elektron i eksemplet før.

Hvis man pumper luften ud af et glasrør, der er forsynet med en metalelektrode i hver ende, kan der ved tilstrækkeligt høj spændingsforskel løbestrøm gennem røret. Man kan ikke pumpe al  luft ud, og det, der sker er at de tilbageblevne molekyler ioniseres, så de mister elektroner, som løber mod den positive pol, mens ionerne løber mod den negatiive pol. Undervejs rammer elektroner og ioner andre molekyler, der ioniseres osv. Her løber strømmen i form af elektroner den enevej og positive ioner den anden vej.


Skriv et svar til: hvad vil det sige at lede strøm?

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.