Металлын дулаан, цахилгааныг сайн дамжуулах уян хатан, давтагдах чанартай зэрэг олон үндсэн шинжүүд нь металл доторх чөлөөт электрон, металл холбоонд талст торын байгуулалтаар бүрэн тайлбарлагдана. Гялгар өнгийг металл бус гялгар бодистой хэн ч андуурахгүй ялгаж чаддаг. Энэ нь металлууд доторх чөлөөт электронууд гэрлийг сарниулах явдалтай холбоотой юм. Металл талстын 1 см3 эзлэхүүн дотор барагцаалбал 1025 тооны чөлөөт электронууд оршино. Эдгээр үй олон электронууд металлын энэ тэр атомд хувилан ноогдох биш харин бүх атомуудад нийтэд нь хамаарна. Атомын электронууд мөн тодорхой төлөвүүдэд, өөрөөр талстын доторх энергийн төвшнүүдээр хувиарлагдан байршина. Паулийн зарчим ёсоор талстын энергийн нэг төвшинд хоёроос илүү электрон байж үл болно.
Эндээс үзэхэд талст дотор хичнээн олон төлөв, энергийн төвшнүүд байгаа нь илхэн байна. Тодорхой нөхцлийн үед зарим энергийн төвшнүүд суусан электронуудгүй буюу дутуу байж болно. Ийм төвшнүүдийг хоосон, түүнчлэн дутуу дүүрсэн төвшнүүд гэнэ. Ер нь энгийн нөхцөлд электронууд давхраан дотроо аль болох нам энергийн төвшнүүдийг эзэмшин суухыг эрмэлздэг. Ялангуяа температур абсолъют тэг байх үед электронууд хамгийн нам төвшнүүдийг юуны өмнө эзлэн авна. Гэтэл Паулийн зарчим ёсоор нэг төвшинд албаар байрлах хэрэгтэй. Тэгвэл абсолъют тэг байлаа ч гэсэн бүх электронууд тодорхой хэмжээний энергитэй байх ёстой гэсэн чухал дүгнэлт Паулийн зарчмаас аяндаа гарч ирнэ. Биеийг халаахад бүх электронуудын энерги нэмэгдэхгүй гагцхүү их энергитэй буюу дээд талын төвшнүүдэд орших электронууд л нэмэлт энерги авч чадна. Ийм электронууд бол чухамдаа металлд байх чөлөөт электронууд ажээ. Металл бус талст бодисын электронууд атомтайгаа нягт холбоотой бөгөөд хир бараг халаахад электронуудыг атомаасаа салдаггүй байна. Ийм электронуудыг холбогдсон электронууд гэнэ. Холбогдсон электронуудыг атомаас нь салган чөлөөт электрон болгоход бэрхтэй бодисуудыг хөндийрүүлэгч / диэлектрик/ гэж хэлж болно. Металлд гадны цахилгаан орноор үйлчлэхэд түүн доторх чөлөөт электронуудын хөдөлгөөн зүгширч нэг тийш хөдлөнө. Цэнэгүүдийн зүгширсэн хөдөлгөөн гэдэг нь цахилгаан гүйдэл мөн. Ингэхлээр яагаад чөлөөт электронт металлууд гүйдэл сайн дамжуулдагийн учир тодорхой байна. Тэгвэл чөлөөт электронт металл, холбогдсон электронт диэлектрикикуудаас өөр төрлийн бодис байж болох уу? Өөрийн физик шинж чанараараа металл ба хөндийрүүлэгч бодисын дундын байр эзлэх бодисууд байдаг бөгөөд эдгээрийг хагас дамжуулагчууд гэнэ.
0 comments:
Post a Comment