حرکت الکترون

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
crossred

عضویت : چهارشنبه ۱۳۹۱/۴/۲۱ - ۱۷:۵۹


پست: 27

سپاس: 4

حرکت الکترون

پست توسط crossred »

سلام دوستان
یه سوال ذهن منو مشغول خود کرده
در اجسام رسانا بار الکتریکی (الکترون) پخش میشه ولی در نارسانا خیر !
وقتی الکترون در حال حرکت است به هسته اتم ها برخورد میکنه و همچنین الکترون ها)ایا این الکترون ها با برخورد با انها به اتم ملحق میشوند یا خبر ؟
البته به ظاهر انگار پیداست که باید الکترون ها خارج شده از اتم و مسیر خود را طی کند
و مسئله بعدی اینه که ایا با برخورد به هسته اتم و سایر الکترون ها ایا اتم ناپایدار میشود یا خیر ؟یعنی هسته ی اتم تحت تاثیر این ضربه چه عکس العملی نشان می دهد ؟
که البته این ها نیاز به دانستن مسائل شیمی نیز هست اما گفتم شاید توانایی پاسخ به این سوالات رو دوستان داشته باشند

Townsend

عضویت : دوشنبه ۱۳۸۸/۱/۳ - ۱۰:۰۴


پست: 66

سپاس: 18

Re: حرکت الکترون

پست توسط Townsend »

الکترون به هسته ی اتم برخورد نمیکنه.

و ضمنا" برخورد های اتمی این طوری نیست که الکترون تنه اش بخوره به تنه ی الکترون دیگه ... وقتی نزدیک میشن نیروی بینشون دفعشون میکنه.

crossred

عضویت : چهارشنبه ۱۳۹۱/۴/۲۱ - ۱۷:۵۹


پست: 27

سپاس: 4

Re: حرکت الکترون

پست توسط crossred »

پس چگونه با این همه سرعت بالا از سیم عبور می کنند ؟بدون هیچ برخوردی ؟
در ضمن به نظر بنده به علت سرعت فوق العاده بالای اون و بار الکتریکی کم اون
برخورد با اون حتمی است

Townsend

عضویت : دوشنبه ۱۳۸۸/۱/۳ - ۱۰:۰۴


پست: 66

سپاس: 18

Re: حرکت الکترون

پست توسط Townsend »

سرعتشون تو سیم زیاد هست ولی متوسط سرعتشون خیلی کمه .

یعنی هی به هم برخورد میکنن و میرن این ور و اون ور ولی جمعا" این اینور و اون ور پریدن ها میشه یه مسافت خیلی کم.

سرعت الکترون تو سیم ها از مرتبه ی چند سانتی متر بر ساعته !

خب حالا یه سوالی پیش میاد ... طبق چیزی که بالا گفتیم وقتی ما کلید روشن شدن لامپ اتاق رو میزنیم باید چند ساعت بعدش لامپ روشن بشه دیگه (چون از کلید تا لامپ چند متری فاصله است)

اما چرا اینطوری نمیشه ؟

جوابش اینه که :

شما یه شلنگ بردارید و توش تیله بریزید به طوری که توش پر تیله بشه .... حالا خیلی آروم از یه طرف این تیله ها رو آروم فشار بدید ... یه تیله از اون ور میفته بیرون ... حرکت الکترون تو سیم هم یه چیزی شبیه اینه.

امید سیدیان

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۱/۴/۱۵ - ۲۰:۲۷


پست: 495

سپاس: 574

Re: حرکت الکترون

پست توسط امید سیدیان »

با عرض سلام؛


ابتدا یک سری مقدّمات:

در همین ابتدای کار توجّه کنیم که در بحث جریان یافتنِ الکتریسیته درون یک رسانای فلزّی صحبت از الکترون نمیکنیم بلکه پای الکترون های آزاد را به میان میکشیم.

امّا این الکترونِ آزاد چیست؟

در ساختارِ همه مواد الکترون یافت میشود، امّا برخی از این الکترون ها از قید هسته رها هستند (و این به این معناست که بار موثّرِ هسته بر روی آنها اندک است) به این الکترون ها، الکترون های آزاد (الکترون های ظرفیّت و یا الکترون های رسانش) میگوییم.
همه مواد الکترون آزاد دارند، منتها میزان وجودِ الکترون های آزاد در رسانا های فلزّی بسیار بسیار زیادتر است.
برای مثال یک سانتیمتر مکعب از یک رسانای خوب مانندِ مس، حاویِ حدودِ

الکترون آزاد است [که رقم واقعاً بزرگی است]، این در حالی است میزانِ وجودِ الکترون های آزاد در نارسانا ها بسیار کمتر است.

هنگامی که به یک نارسانا بار الکتریکی داده میشود، به دلیل کافی نبودنِ الکترون های آزاد، بار داده شده در همان نقطهء تماس یا مالش باقی میماند،
امّا هنگامی که به یک رسانای فلزّی بار الکتریکی داده میشود (مثلاً توسط القا)، به دلیلِ وجودِ الکترون های آزاد بیشمار بار تحمیل شده در تمام جسم پخش میشود، تا اینکه جسم به تعادلِ الکتروستاتیکی برسد؛ یعنی اختلافِ پتانسیل الکتریکی آن در هر دو نقطه، برابرِ صفر شود.
پس بهتر است که از واژهء الکترون آزاد استفاده کنیم.

با توجّه به این مقدّمات و توضیحات، حال به سراغ سوالِ پُرسشگر میرویم:

اجازه دهید که پرسش و پاسخ کنیم.
میگویید:
crossred نوشته شده:وقتی الکترون در حال حرکت است به هسته اتم ها برخورد میکنه و همچنین الکترون ها
میگوییم: برای ایجادِ یک جریان الکتریکی الکترون های آزاد هیچگاه به هسته اتم ها و یا به یکدیگر برخورد نمیکنند.
علّتِ حرکت الکترون ها در یک رسانای فلزّی چیز دیگری است.
هنگامی که بر دو سر یک رسانای فلزّی یک ولتاژ اعمال میگنیم،
در آن رسانا یک میدانِ الکتریکی ایجاد میشود.
این میدان الکتریکی، که به میدانِ الکتریکیِ القایی معروف است، موجب نیرو گرفتنِ الکترون ها و در نتیجه حرکتِ آنها در یک مدارِ بسته میشود.

میگویید:
crossred نوشته شده:ایا این الکترون ها با برخورد با انها به اتم ملحق میشوند یا خبر ؟
میگوییم: در حالتِ کلّی اگر به هر صورتی یک الکترون آزاد به یک اتم (نه به یک هسته) برخورد کند، در صورتی که سرعت مناسبی داشته باشد ممکن است به لایه ظرفیّتِ آن اتم، مُلحق شود.

باز میگویید:
crossred نوشته شده:پس چگونه با این همه سرعت بالا از سیم عبور می کنند ؟بدون هیچ برخوردی ؟در ضمن به نظر بنده به علت سرعت فوق العاده بالای اون و بار الکتریکی کم اون برخورد با اون حتمی است
باز میگوییم: اصولاً و قائدتاً جریان الکتریکی، هیچ ربطی به ضربهء الکترون های آزاد ندارد.
شاید در حینِ جریان یافتن چند الکترون با هم برخورد کنند، امّا این بر خورد ها عاملِ اصلیِ ایجادِ جریان نیست.
گفتیم که برای ایجاد یک جریان در یک رسانا، نیاز به یک ولتاژ (اختلاف پتانسیل) و در نتیجه میدانِ الکتریکیِ آن داریم.
خود این میدان الکتریکی، نیروی محرکهء الکترون های آزاد را فراهم می آورد.

صحبت شما از این [سرعت زیاد] به مفهوم (سرعت سوق) مربوط است که آن را در پست بعدی برای شما می آورم.

در آخِر نیز از خوانندگان استدعا میشود که در صورتِ وجود هر گونه ایرادِ منطقی، نویسنده را متوجّه سازند.
موفّق باشید. smile072
یک روز پادشاهی بهتر از چهل سال بندگی است

امید سیدیان

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۱/۴/۱۵ - ۲۰:۲۷


پست: 495

سپاس: 574

Re: حرکت الکترون

پست توسط امید سیدیان »

همانطور که بحث شد، به هنگام بر قراری جریان الکتریکی، الکترون های آزاد درون یک مدار بسته انرژی میگیرند و شروع به حرکت در مدار میکنند.
آنها این کار را با یک سرعتِ تقریباً ثابت و وابسته به: شدّت جریان در مدار، سطح مقطعِ رسانا و تعداد الکترون آزاد در واحدِ حجم انجام میدهند.

حالا به مطالبی که آنها را از کتابِ "فیزیک 3 و آزمایشگاه" نوشته آقایِ غلامعلی محمودزاده، ویرایش پنجم، سال 1389، انتشارات مبتکران برای شما آورده ام، خوبِ خوب دقّت کنید:

اگر؛
-(L) طول یک رسانای همگن باشد.
-(A) سطح مقطع آن رسانا باشد.
-(n) تعداد الکترونِ واحد حجم آن رسانا باشد.
-(

) سرعت سوق الکترون در رسانا باشد.
-(I) شدّت جریان الکتریکی در رسانا باشد.
-(e) واحد بار پایه باشد.
-(t) مدت زمان باشد.

داریم:






بنابراین:


در نتیجه:



پس در حالت کلّی داریم که:


مطالب بالا کمی فشرده است، اگر دیدید که آنها را متوجّه نمیشوید، نگران نباشید.
اگر شده آن را 3 مرتبه هم بخوانید، بخوانید.
ابتدا باید فرضیّات را به خوبی بشناسید.
در صورت امکان خودتان چند مرتبه رابطه را بدست آورید.
و...


و در آخِر، باز هم مثل همیشه...
از خوانندگان گرامی استدعا میشود که در صورتِ وجود هر گونه ایرادِ منطقی، نویسنده را متوجّه سازند.
موفّق و سربلند باشید. smile072
یک روز پادشاهی بهتر از چهل سال بندگی است

نمایه کاربر
anTi-ИeuTЯin0

عضویت : جمعه ۱۳۹۰/۱۱/۷ - ۱۵:۱۵


پست: 774

سپاس: 246

Re: حرکت الکترون

پست توسط anTi-ИeuTЯin0 »

توضیحتون عالی بود آقای سیدیان smile072
گُفته بودید از نَبُردن نام إلکترون آزاد خواننده دُچار إشتباه میشود،!!! smile029


مواد از نظر رسانایی به سه دَسته تقسیم میشوند: رسانا،نارسانا،نیم رسانا
موادی که بارهای إلکتریکی را خوب هدایت میکنند رسانا نامیده میشوند..
تفاوت نارساناها و رساناها در هَمین هدایت بارالکتریکی آنها نَهفته که علّتِ آن در ساختمان اتمی-مولکولی آنهاست..
إلکترونها در مِدارهایی به دور هَسته میچرخند..آن دَسته از إلکترونهایی که از هَسته دور هَستند در قِیدِ کمتری نسبت به هَسته هَستند و هَمچنین إلکترونهای درونی نیروی دافعه نیز بَر آنها وارد میکند،بنابراین آنها شرایطی دارند که میتوانند از قِیدِ اتم خارج شُده و در مادّه حرکت کنند.این إلکترونها، إلکترونهای آزاد نام دارند که با ایجاد إختلاف پُتانسیل به راحتی میتوانند در ماده حرکت کنند.

و قِسمتِ دوم پُست:
وقتی الکترون در حال حرکت است به هسته اتم ها برخورد میکنه و همچنین الکترون ها)ایا این الکترون ها با برخورد با انها به اتم ملحق میشوند یا خبر ؟
البته به ظاهر انگار پیداست که باید الکترون ها خارج شده از اتم و مسیر خود را طی کند
ساختار موادِ رسانا که اکثراً فلز هَستند به گونه ایست که گویا هَسته ها درون دَریایی از الکترونها قرار گرفته اند..علّتِ ایجادِ جریان برخوردِ إلکترونها نیست ولی با ایجادِ جریان در اثر اختلافِ پتانسیل ممکن اَست بَعضی إلکترونها به هِنگام حرکت،بَرخوردهایی داشته باشند..در این صورت إلکترون مَجبور میشود مَسیر حرکت خود را تغییر دَهد و هَمچنین مِقداری از انرژی خود را نیز دَر اثر این برخوردها از دست دَهد..به عِبارتی این برخوردها به نوعی(هَرچند اندک) ایجاد کُنندهء یک مقاومت در برابر إلکترونهای آزاده..و این مقاومتِ اندک در هر رسانایی موجود اَست.
تِعداد الکترونهای آزاد به نوع مادّه بستگی دارد...و مقاومتِ اندکِ رسانا نیز خود در بعضی مواد کمتر و بعضی دیگر بیشتر است..مثلاً نُقره کمترین مقاومت ویژه را دارد..پَس رساناها نیز خود مُقاومتی دارند.
و مسئله بعدی اینه که ایا با برخورد به هسته اتم و سایر الکترون ها ایا اتم ناپایدار میشود یا خیر ؟یعنی هسته ی اتم تحت تاثیر این ضربه چه عکس العملی نشان می دهد ؟
هَسته با هَر ذرّه ای ناپایدار نمیشود بلکه وَقتی ناپایداری رُخ میدهد که ذرّه به درون هَسته نُفوذ کند..و این به راحتی إمکان پذیر نیست..اوّلاً به سُرعت زیادی از ذرّات نیازه که برای آن از شتاب دهنده إستفاده میکنند..ثانیاً مناسبترین ذرّه برای این کار نیز نوترون اَست چون خنثی است و بَرای ورودِ آن به درونِ هَسته نیاز نیست بَر دافعهء الکترونها غلبه کَرد(مثل زمانیکه الکترون ذرّهء نفوذی باشد) که دراین صورت إنرژی بیشتر و هزینه های گزافتری میطلبد.

و در آخر به قولـِ اُستاد سیدیان: نوشته های بـ ـنده مُمکن اَست حاوی اشتباهاتی باشند که مایلم ایراداتم رَفع بشه،پَس در صورتِ وُجود مـ ـن را متوجّه سازید.. smile018

arad.rad

عضویت : شنبه ۱۳۹۹/۳/۳ - ۰۰:۰۵


پست: 1



جنسیت:

Re: حرکت الکترون

پست توسط arad.rad »

سلام

یه موضوعی رو بتون بگم اینکه الکترون ها وقتی بر انگیخته می شوند و این بر انگیخته گی باعث میشه که به یک مداره دیگری یا به طور راحت تر بگم به یه لایه ی دیگه می روند چطوری با هم برخورد نمیکنند و اینکه یه سری از دوستان گفتن که این الکترون ها به این دلیل به هم برخورد نمیکنند چون الکترون در اطراف خودش یک سری میدان داره درسته ولی اگه بخوایم منطقی بش فک کنیم اگه این الکترون با سرعت زیاد به یک لایه ی دیگه ای بخواد بره و اینکه تحت تاثیر میدان های دیگه ی الکترون ها بهم برخورد نکند با عقل جور در نمی یاد چون ما میدونم الکترون های زیادی هستند که در اتم وجود دارند و اینکه این کار که بخواین جایگزین بشن سالیان سال طول میکشن در حالی که ما وقتی به این اتم یه عامل محرک ایجاد میکنیم که این الکترون برانگیخته بشه سریعا این الکترون ها به لایه ی دیگه ای میروند و اگر اون محرک رو برداریم دوباره اون الکترون به سر جای خودش بر میگرده پس یعنی واقعا علت اصلی نخوردن الکترون ها به هم چیه؟؟ :) smile042 :)

نمایه کاربر
paradoxy

نام: داود حاجي تقي تهراني

عضویت : دوشنبه ۱۳۹۳/۱۰/۲۲ - ۲۲:۱۷


پست: 2081

سپاس: 1122

Re: حرکت الکترون

پست توسط paradoxy »

جوابش اصل طرد پائولیه. ولی شما اینم بیخیال بشی، خب الکترون ها خیلی خیلی خیلی کوچکند. چطوری میخوان بهم بخورن؟ احتمالش در فضای بسیار بزرگ اتم و اطراف اتم، رسما صفره خب.

نمایه کاربر
ghm

عضویت : چهارشنبه ۱۳۹۲/۵/۹ - ۲۱:۰۸


پست: 161

سپاس: 134

جنسیت:

Re: حرکت الکترون

پست توسط ghm »

علت عبور جریان بطور خلاصه وجود الکترون آزاد یا حفره است.

چند مثال از عبور جریان در شرایط مختلف :

1- نیمه رسانه ها با داشتن 4 الکترون ظرفیت با تشکیل کریستال مدارات اخر اتمهای خود را تکمیل میکنند و یک عایق پدید می آورند. اما وجود دما بطور پیاپی درحال شکستن پیوندها و خروج بعضی الکترون ها از مدار اخر می باشد. بنابر این همیشه الکترون هایی آزاد و جای خالی الکترون یعنی حفره بوجود می آیند و از بین میروند و در این حال حرکت نیز میکنند.

جریان تشکیل شده در این حالت به دما وابسته است.


2- نیمه هادی نوع N علاوه بر اینکه مدارات اخرش تکمیل شده وتشکیل یک کریستال داده یک الکترون معلق در کار هر مولکول دارد که خنثی باقی بماند. اگر این الکترون ناپدید شد الکترون دیگری جای آن را می گیرد تا کنار مولکول که یک یون میباشد همیشه یک الکترون معلق باشد تا کل مولکول خنثی بماند. همانند مثال قبل دما نیز در حال شکستن پیوند ها میباشد.

جریان تشکیل شده در این حالت وابسته به الکترون های آزاد و باند هدایت + وجود دما(الکترون ها و حفره ها) در مثال قبل است.

3- نیمه هادی نوع P با تکمیل لایه ظرفیت دارای یک جای خالی می باشد. وجود جای خالی باعث میشود الکترون های خارجی از این شاهراه خالی الکترونها عبور کنند.
جریان تشکیل شده در این حالت وابسته به حفره ها و باند هدایت + جریان ناشی از شکست پیوندها بر اثر دما (الکترون ها و حفره ها) می باشد.
˙ ·٠•♥ السلام علی بقیه الله فی ارضه ♥•٠·˙

افق رویداد

عضویت : دوشنبه ۱۳۹۸/۵/۱۴ - ۰۰:۳۸


پست: 80

سپاس: 6

Re: حرکت الکترون

پست توسط افق رویداد »

امید سیدیان نوشته شده:
سه‌شنبه ۱۳۹۱/۵/۳ - ۲۲:۵۶
با عرض سلام؛

امّا این الکترونِ آزاد چیست؟

در ساختارِ همه مواد الکترون یافت میشود، امّا برخی از این الکترون ها از قید هسته رها هستند (و این به این معناست که بار موثّرِ هسته بر روی آنها اندک است) به این الکترون ها، الکترون های آزاد (الکترون های ظرفیّت و یا الکترون های رسانش) میگوییم.
همه مواد الکترون آزاد دارند، منتها میزان وجودِ الکترون های آزاد در رسانا های فلزّی بسیار بسیار زیادتر است.
برای مثال یک سانتیمتر مکعب از یک رسانای خوب مانندِ مس، حاویِ حدودِ

الکترون آزاد است [که رقم واقعاً بزرگی است]، این در حالی است میزانِ وجودِ الکترون های آزاد در نارسانا ها بسیار کمتر است.

موفّق باشید. smile072
سلام
شما (و البته همه جاهای دیگه که در مورد الکترون آزاد نوشتن) هم نوشتی الکترون آزاد الکترون هایی هستن که از قید هسته رها هستن... هم نوشتی "الکترون های ظرفیّت و یا الکترون های رسانش"...
اینا که دو معنی کاملا متفاوت هستن. بالاخره ما متوجه نشدیم منظور از الکترون آزاد چیه؟! الکترون هایی هستن که در قید هیچ اتمی نیستن و مابین اتم ها سرگردانند... یا منظور از الکترون های آزاد، همون الکترون های لایه والانس هست...

ارسال پست