Работа выходы.Контактная разность потенциалов.Термоэлектрические явления

Наименьшая энергия, которую необходимо сообщить электрону для того, чтобы удалить его из твердого или жидкого тела в вакуум, называется работой выхода. 2 вероятные причины её появле­ния:1. Если электрон по какой-то причине удаляется из металла, то в том месте, которое электрон покинул, возникает избыточный положительный заряд и электрон притягивается к индуцированному им самим положительному заряду.2. Отдельные электроны, покидая металл, удаляются от него на расстояния порядка атомных и создают тем самым над поверхностью металла «электронное облако», плотность которого быстро убывает с расстоянием.Образуется двойной электрический слой, поле которого подобно полю плоского конденсатора.Работу выхода принято обозначать через eφ, где φ- величина, называемая потенциалом выхода. Работа выхода электрона из металла определяется выражением еφ = Е _Р0 - E _F. Если привести два разных металла в соприкосновение, между ними возникает разность потенциалов, которая называется контактной. В результате в окружающем металлы пространстве появляется электрическое поле. Контактная разность потенциалов обусловлена тем, что при соприкосновении металлов часть электронов из одного металла переходит в другой. В статистической физике доказывается, что условием равновесия между соприкасающимися металлами (а также между полупроводниками или металлом и полупроводником) является равенство полных энергий, соответствующих уровням Ферми. ∆ φ ' = (eφ ₂ – eφ ₁)/ e = φ ₂ - φ _1- внешняя контактная разность. Если уровни Ферми для двух контактирующих металлов неодинаковы, то между внутренними точками металлов наблюдается внутренняя контактная разность потенциалов которая, как следует из рисунка, равна∆ φ '' = (E_{F 1} – E_{F 2})/ e. Термоэлектрическими называют такие явления, в которых проявляется специфическая связь между тепловыми и электрическими процессами в металлах и полупроводниках. Явление Зеебека. Зеебек(1821 г) обнаружил, что если спаи 1 и 2 двух разнородных металлов, образующих замкнутую цепь (рис.15.17), имеют неодинаковую температуру, то в цепи течет электрический ток. Е _термо = α _AB (T ₂ – T ₁) Эта ЭДС называется термоэлектродвижущей силой. Явление Пельтье. Это явление можно считать обратным термоэлектричеству. Если через термопару пропустить электрический ток от постороннего источника, то один из спаев будет нагреваться, а другой охлаждаться. Теплота выделенная а одном спае = теплоте, поглощенной на другом. При изменении направления тока роль спаев изменится. Q = П q где П — коэффициент Пельтье. Явление Томсона. При прохождении тока по неравномерно нагретому проводнику должно происходить дополнительное выделение (поглощение) теплоты, аналогичной теплоте Пельтье. Это явление после экспериментального подтверждения получило название явления Томсона и объясняется по аналогии с явлением Пельтье.