12. előadás A fémek vezetőképessége A Hall-effektus Kristályok A kovalens kötés Az energiaszintek betöltöttsége

A fémek vezetőképessége Feltételezések: A fémben elektrongáz van, amely rendezetlen mozgást végez. Ezen rendezetlen mozgásra az E térerősség egy rendezett mozgást szuperponál. A fémrács ellenállást jelent a mozgással szemben elektron mozgékonyság

Az Ohm-törvény differenciális alakja

A Hall-effektus

Kristályok Elemi, vagy primitív cella: az egymáshoz legközelebb eső, síkban 4 ill. térben 8 pont. A kristály anizotróp – oka a szabályos belső szerkezet.

Homogenitás: a párhuzamos irányok egyenértékűek Inhomogenitás: a párhuzamos irányok nem egyenértékűek Izotrópia: a különböző irányok egyenértékűek Anizotrópia: a különböző irányok egyenértékűek A kristály homogén anizotróp => a különböző anyagi tulajdonságok nem skalár, hanem tenzor mennyiségek Pl.: rugalmasság megnyúlás fénysebesség hővezetés elektromos és mágneses tulajdonságok …….

Bravais-rácsok Csak azonos tömegpontokkal foglalkozunk => 14 féle elemi cella létezik (3 dimenzióban) 7 db. – csak a csúcsokban van tömegpont 7 db. – lapközépen és térben centrált

A hét kristályosztály

Elektromos polarizáció

Szimmetriák és megmaradási törvények Hamel (1907) A természetben minden szimmetriának egy megmaradási tétel felel meg Emmy Noether (1918) Wiegner Jenő (1927) – kvantummechanikai szimmetriák

Szemléletváltás az atomfizikában Minél erősebb a kölcsönhatás, annál több megmaradási tétellel kapcsolatos. Szemléletváltás az atomfizikában Minél erősebb a kölcsönhatás, annál több megmaradási tétellel kapcsolatos. A fizikai rendszert (részecskét) leíró hullámfüggvény milyen szimmetriája, vagyis milyen megmaradó mennyiség tiltja meg a részecskebomlást? Adott szimmetriához létezik-e részecske?

töltésmegmaradás paritás megmaradás barionszám megmaradás leptontöltés megmaradás …. SU(3) - kvarkok

Kötéstipusok

Gerjesztési energiák

A kovalens kötés Azonos molekulák, kristályok Lezárt külső elektronhéj

Két hidrogén atom

Az energiaszintek felhasadása A szénatom energiaszintjei Ha van N db szénatom, egymástól távol és, függetlenül, akkor van N db. 1s, N db. 2s, 2p, …stb. energiaszint

A gyémánt energiasáv szerkezete Ha közelítjük egymáshoz az atomokat, a kölcsönhatás miatt egy rendszerré válnak, s az energiaszintek felhasadnak, N db. szintre. (Pauli-elv) A gyémánt energiasáv szerkezete

A kvantumállapotok megmaradásának tétele Sávszélességi tétel Egy atomi energianívókból származó energiasáv szélessége független a kristálybeli atomok számától. A kvantumállapotok megmaradásának tétele A kvantumállapototk száma az energiasávban ugyanannyi lesz, mint az atomi kvantumállapotok száma volt, melyből a sáv keletkezett. A tiltott sáv Nincsenek olyan kvantumállapotok, melyek energiája a sávok közé esne.

Az energiaszintek betöltöttsége, kvantumstatisztikák

- elektronkoncentráció