Hãy chỉ ra nguyên nhân làm thay đổi điện trở trong kim loại và bán dẫn

Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 12: Vùng năng lượng của tinh thể chất rắn - Kết nối tri thức

Hoạt động trang 65 Chuyên đề Vật Lí 12: Hãy chỉ ra nguyên nhân làm thay đổi điện trở trong kim loại và bán dẫn khi nhiệt độ của chúng thay đổi.

Lời giải:

Theo lí thuyết vùng năng lượng, các electron tự do trong kim loại chiếm một phần vùng dẫn và vùng cấm phía dưới vùng dẫn của nó khá lớn. Chính vì vậy, năng lượng nhiệt không thể chuyển các electron lên vùng dẫn do đó mật độ electron tự do trong vùng dẫn hầu như không chịu ảnh hưởng của nhiệt độ. Nhiệt độ tăng không làm tăng mật độ electron tự do nhưng lại làm cho các ion ở nút mạng dao động mạnh hơn làm cho tần suất va chạm giữa chúng với các electron tự do tăng lên. Do vậy, nhiệt độ tăng sẽ làm cho độ dẫn điện của kim loại giảm.

Theo lí thuyết vùng năng lượng, chất bán dẫn có vùng dẫn trống hoàn toàn và vùng cấm khá hẹp. Chính vì vậy, khi nhận được năng lượng nhiệt, electron ở vùng hoá trị dễ dàng chuyển lên vùng dẫn để trở thành electron tự do, đồng thời để lại lỗ trống mang điện dương trong vùng hoá trị. Cả hai loại hạt này đều có thể tham gia vào quá trình dẫn điện và được gọi là hạt dẫn. Nhiệt độ càng cao thì càng có nhiều hạt dẫn được tạo ra, do đó mật độ hạt dẫn tăng lên. Thực tế đã chứng tỏ rằng khi nhiệt độ tăng, sự tăng độ dẫn điện do tăng mật độ hạt dẫn chiếm ưu thế hơn so với sự giảm độ dẫn điện do va chạm giữa hạt dẫn với các phần tử ở nút mạng. Chính vì vậy, khi nhiệt độ tăng thì độ dẫn điện của bán dẫn sẽ tăng.

Lời giải Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 12: Vùng năng lượng của tinh thể chất rắn hay, chi tiết khác:

• Khởi động trang 64 Chuyên đề Vật Lí 12: Khi bị đốt nóng, dây đồng sẽ dẫn điện kém đi trong khi silic lại dẫn điện tốt hơn ....

• Câu hỏi trang 64 Chuyên đề Vật Lí 12: Sự phân bố năng lượng của electron trong chất rắn khác với sự phân bố năng lượng ....

• Hoạt động trang 65 Chuyên đề Vật Lí 12: Hãy chỉ ra những vị trí trên Hình 12.2 mà electron được phép tồn tại và những vị trí mà electron ....

• Hoạt động trang 66 Chuyên đề Vật Lí 12: Hãy giải thích sự thay đổi điện trở của điện trở quang khi nó được chiếu sáng ....

Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề học tập Vật Lí 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

• Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 7: Siêu âm

• Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 8: Chụp cộng hưởng từ

• Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 9: Hiệu ứng quang điện và năng lượng của photon

• Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 10: Lưỡng tính sóng hạt

• Chuyên đề Vật Lí 12 Bài 11: Quang phổ vạch của nguyên tử

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 12 hay khác:

• Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Cánh diều
• Giải lớp 12 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 12 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 12 Cánh diều (các môn học)

---