第二讲电导理论PPT课件
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电导电导率和摩尔电导(课堂PPT)
（2）具有相同阳离子的氯化物和硝酸盐的Λm 之差为一常数，与阳离子的性质无关
m (K ) C m (K l 3 ) N m (O L)i C m (L li 3 )NO
25ºC时，一些电解质在无限稀释时的摩尔电导 率的实验数据如下:
m (K C l) 0 .0 1 4 9 9 S m 2 m o l 1 m (L iC l) 0 .0 1 1 5 0 S m 2 m o l 1
m ( K N O 3 ) 0 .0 1 4 5 0 S m 2 m o l 1
电导池电容的可变电容器,
I1
I2
所要强调的是要用交流电源
进行测定，不能用直流电源，否
则将会由于不断的电极反应，改
变溶液的浓度而改变电导值。
8
8
接通电源后，选择一定的电阻R1，移动C点，使DC
线路中无电流通过,电桥达平衡。根据几个电阻之
间关系就可求得待测溶液的电导。
当T＝0时：
VAD = VAC , I1R1 = I2R3
程度，m迅速升高。故其 极限摩尔电导率Λm无法
用外推法求得。（由后面 讨论的离子独立运动定律
解决Λm）
Λm/S·m2·mol-1
0.04
0.03
0.02
0.01 CH3COOH
0.5 1.0 1.5
c / (mol·dm-3)1/2
图7.8 弱电解质溶液摩尔电导率
14
14
4. 离子独立运动定律和离子的摩尔电导率 (1)科尔劳施离子独立运动定律
电导G与导体的截面积成正比，与长度成反比，即
G A l
A
2
2
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
(2)电导率（electrolytic conductivity）
m (K ) C m (K l 3 ) N m (O L)i C m (L li 3 )NO
25ºC时，一些电解质在无限稀释时的摩尔电导 率的实验数据如下:
m (K C l) 0 .0 1 4 9 9 S m 2 m o l 1 m (L iC l) 0 .0 1 1 5 0 S m 2 m o l 1
m ( K N O 3 ) 0 .0 1 4 5 0 S m 2 m o l 1
电导池电容的可变电容器,
I1
I2
所要强调的是要用交流电源
进行测定，不能用直流电源，否
则将会由于不断的电极反应，改
变溶液的浓度而改变电导值。
8
8
接通电源后，选择一定的电阻R1，移动C点，使DC
线路中无电流通过,电桥达平衡。根据几个电阻之
间关系就可求得待测溶液的电导。
当T＝0时：
VAD = VAC , I1R1 = I2R3
程度，m迅速升高。故其 极限摩尔电导率Λm无法
用外推法求得。（由后面 讨论的离子独立运动定律
解决Λm）
Λm/S·m2·mol-1
0.04
0.03
0.02
0.01 CH3COOH
0.5 1.0 1.5
c / (mol·dm-3)1/2
图7.8 弱电解质溶液摩尔电导率
14
14
4. 离子独立运动定律和离子的摩尔电导率 (1)科尔劳施离子独立运动定律
电导G与导体的截面积成正比，与长度成反比，即
G A l
A
2
2
§7.3 电导、电导率和摩尔电导率
(2)电导率（electrolytic conductivity）
第二讲电导理论
应用：利用表面电导率变化来检测各种气体的存在和浓度。
35
信号与系统
塞贝克效应及应用
含义：
指在两种不同导电材料构成的闭合回路中，当两个接点温度 不同时，回路中产生的电势使热能转变为电能的一种现象。
应用：测量导体类型，电子or空穴？
36
信号与系统
光生伏特效应
含义：
光生伏特效应是指半导体在受到光照射时产生电动势的现象。
23
信号与系统
陶瓷导电的特点
同一导电陶瓷中含有多种载流子：离子、电子、空
穴、质子
总的电导率是各种载流子贡献电导率的代数和
i
i
课本P7，表1-2
24
信号与系统
离子导电陶瓷
含义：如果陶瓷材料的离子电导率比电子电导率大许多，
并且材料中的载流子几乎全部为离子，此时的陶瓷材料称为 离子导电陶瓷。
信号与系统
热电效应
第二热电效应：帕耳帖效应
含义：两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在 直流电流时，两个接头之间将产生温差。这就是珀尔帖
（Peltier）效应。它是塞贝克效应的反效应。
原理：电流的方向决定了吸收还是产生热量，发热 （制冷）量的多少与电流的大小成正比，比例系数称为 “帕耳帖系数。 应用：热电致冷器（Thermo Electric cooling，TEC）
电导理论
导电材料
电阻材料 超导材料 半导体材料
2 3 4 3 5
3
信号与系统
1.1电导理论
电性材料的电阻
霍尔效应 热电效应
陶瓷导电性能
4
信号与系统
1.1电导理论
电阻：物质对电流的阻碍作用，是反映材料
《能源材料第二讲》PPT课件
从能量转换的观点可将电化学过程分 为两大类:
1）利用化学反应，Gibbs函数降低 （ΔGm<0），产生电流，将化学能转 变为电能，这就是原电池；
2）用电流做功来推动化学反应，使 Gibbs函数升高（ΔGm>0），将电能 转换成化学能的过程。这就是电解池。
1.氧化反应和还原反应 化学反应一般都是氧化还原反应。以
1889年能斯特（Nernst）建立电极电位 的理论，提出表示电极电位与电极反 应各组分浓度间关系的能斯特公式
表达电极平衡电势E 与温度T和参与电极 反应物质活度ai关系 的公式。
能斯特 Nernst （1864-1941年)
19世纪70年代，Helmholtz首次提 出了双电层的概念
由Helmholtz最早提出的一种双电层结构。 他认为双电层的结构与平行板电容器相似， 双电层的里层在固体表面上，相反符号的外 层则与固体表面平行地分布在液体中，两层 之间的距离很小，约在离子大小的量级。在 此双电层中电势由里层向外层呈直线下降。 亥姆霍兹双电层模型对早期的电动现象研究 起过促进作用，但它不能代表双电层的实际 情形。
标准电极电位按次序排列，叫电化学 序。
装置原电池并计算电池的电动势
判断氧化剂、还原剂的相对强弱。电 极电位越正，表示该组分愈容易得到 电子，是较强的氧化剂；电极电位越 负，表示该组分愈容易失去电子，是 较强还原剂。
在实际测定中，由于标准氢电极的使 用条件十分严格，操作较困难，往往 使用某些具有稳定电极电势的参考电 极。
电解质溶液
电解质不一定能导电，而只有在溶于水或熔融状 态是电离出自由移动的离子后才能导电 。
能导电的不一定是电解质，判断某化合物是否是 电解质，不能只凭它在水溶液中导电与否，还需要 进一步考察其晶体结构和化学键的性质等因素。
电化学分析课件2电导分析法
介绍数字电导计的特点、工作原 理和常见型号。
便携式电导计
介绍便携式电导计的优点、适用 场景和常见品牌。
台式电导计
介绍台式电导计的特点、适用范 围和常见型号。
电导分析法的适用范围和应用示例
环境分析
指出电导分析法在水质监测、污染检测等环境 分析方面的应用。
药物质量控制
阐述电导分析法在药物质量控制和药物配方中 的应用价值。
电化学分析课件2电导分 析法
电导分析法用于测定溶液中电解质的浓度和电导率。本节课将介绍电导分析 法的原理、操作流程、仪器设备以及适用范围和应用示例。
电导导性是衡量溶液中电解质浓度的重要指标。
2 电解质
阐述电解质对电流传导的作用以及不同电解质的导电性能。
3 测量方法
食品检测
介绍电导分析法在食品中常见离子的定量分析 中的应用。
工业应用
指出电导分析法在金属腐蚀、化工制品等工业 领域的重要作用。
电导分析法的优缺点以及与其他分析方法 的比较
1 优点
概述电导分析法快速、简 便的特点，与其他分析方 法相比的优势。
2 缺点
描述电导分析法可能遇到 的问题和限制性。
3 与其他分析方法的比
介绍如何利用电导计测量溶液的电导率，并计算出电解质浓度。
电导分析法的步骤和操作流程
1
溶液制备
详细说明如何准备样品溶液，包括稀释
仪器设置
2
和调整 pH 值。
指导设置电导计的参数，如温度、单位
和电导度范围。
3
测量操作
解释如何进行电导测量和记录测量结果。
电导分析法的仪器设备和常用电导计的介绍
数字电导计
较
比较电导分析法与其他常 见分析方法（如光谱法、 色谱法）之间的优劣势。
便携式电导计
介绍便携式电导计的优点、适用 场景和常见品牌。
台式电导计
介绍台式电导计的特点、适用范 围和常见型号。
电导分析法的适用范围和应用示例
环境分析
指出电导分析法在水质监测、污染检测等环境 分析方面的应用。
药物质量控制
阐述电导分析法在药物质量控制和药物配方中 的应用价值。
电化学分析课件2电导分 析法
电导分析法用于测定溶液中电解质的浓度和电导率。本节课将介绍电导分析 法的原理、操作流程、仪器设备以及适用范围和应用示例。
电导导性是衡量溶液中电解质浓度的重要指标。
2 电解质
阐述电解质对电流传导的作用以及不同电解质的导电性能。
3 测量方法
食品检测
介绍电导分析法在食品中常见离子的定量分析 中的应用。
工业应用
指出电导分析法在金属腐蚀、化工制品等工业 领域的重要作用。
电导分析法的优缺点以及与其他分析方法 的比较
1 优点
概述电导分析法快速、简 便的特点，与其他分析方 法相比的优势。
2 缺点
描述电导分析法可能遇到 的问题和限制性。
3 与其他分析方法的比
介绍如何利用电导计测量溶液的电导率，并计算出电解质浓度。
电导分析法的步骤和操作流程
1
溶液制备
详细说明如何准备样品溶液，包括稀释
仪器设置
2
和调整 pH 值。
指导设置电导计的参数，如温度、单位
和电导度范围。
3
测量操作
解释如何进行电导测量和记录测量结果。
电导分析法的仪器设备和常用电导计的介绍
数字电导计
较
比较电导分析法与其他常 见分析方法（如光谱法、 色谱法）之间的优劣势。
电导分析幻灯片课件
即： 0，m 0, 0,式中， o , 、 o , - 分别代表无限稀释的溶液 中正离子和负离子的摩尔电导率。
在无限稀释的溶液中，正、负离子的电导率只取决 于离子的本性，不受其他共存离子的影响。
例如：已知离子极限摩尔电导率可计 算弱电解质的极限摩尔电导率
0,mH ACo H o AC 349.810-449.910-4 Sm2m ol-1
390.710-4Sm2m ol-1
根据这个规律，还可以应用几种强电解 质的极限摩尔电导率来计算弱电解质的 极限摩尔电导率。 如：
0,mH ACo H oAC
o H o Cl- o Na o AC- o Na o Cl-
o,mH Clo,mNaACo,mNaCl
解 ： 已 知 A=3.14×4×10-4=1.256×10-3m2, l=0.12m, c=0.1mol·L-1=100mol·m-3 池常数θ=l/A=0.12/(1.256×10-3)=95.5m-1 溶液的电导 G = I/E=9.88×10-3S
电导率：
k=G·θ=9.88×10-3×95.5=0.943S·m-1 Λm=k/c=9.43×10-3S·m2·mol-1
423.210-491.010-4123.510-4 Sm2m ol-1
390.710-4Sm2m ol-1
下面是一些常见离子在水溶液的无限 稀释摩尔电导率（25ºC）
阳离子 H+
λοm+ 349.82
阴离子 OH-
λοm197.6
Na+
50.11
Cl-
76.34
K+
73.52
Br-
78.3
Mg2+
G = 1/R = I / V
在无限稀释的溶液中，正、负离子的电导率只取决 于离子的本性，不受其他共存离子的影响。
例如：已知离子极限摩尔电导率可计 算弱电解质的极限摩尔电导率
0,mH ACo H o AC 349.810-449.910-4 Sm2m ol-1
390.710-4Sm2m ol-1
根据这个规律，还可以应用几种强电解 质的极限摩尔电导率来计算弱电解质的 极限摩尔电导率。 如：
0,mH ACo H oAC
o H o Cl- o Na o AC- o Na o Cl-
o,mH Clo,mNaACo,mNaCl
解 ： 已 知 A=3.14×4×10-4=1.256×10-3m2, l=0.12m, c=0.1mol·L-1=100mol·m-3 池常数θ=l/A=0.12/(1.256×10-3)=95.5m-1 溶液的电导 G = I/E=9.88×10-3S
电导率：
k=G·θ=9.88×10-3×95.5=0.943S·m-1 Λm=k/c=9.43×10-3S·m2·mol-1
423.210-491.010-4123.510-4 Sm2m ol-1
390.710-4Sm2m ol-1
下面是一些常见离子在水溶液的无限 稀释摩尔电导率（25ºC）
阳离子 H+
λοm+ 349.82
阴离子 OH-
λοm197.6
Na+
50.11
Cl-
76.34
K+
73.52
Br-
78.3
Mg2+
G = 1/R = I / V
电导分析法原理zhuPPT课件
银电极。电极之间的距离为12.00厘米。若在电导池内充以 0.10mol的AgNO3溶液，并施加20伏的电压。测得的电流强度 为0.1976安。试计算：
（1）该溶液的电导。
（2）电导池常数。
（3）0.1 mol的AgNO3溶液的电导率和摩尔电导率。
解（1） G=1/R=I/V=0.1976/20=0.00988（S ）
:介质的黏度
T:绝对温度
2020/9/15
7
二、 电解质溶液的电导与浓度的关系
relationship between conductance and concentration
2020/9/15
8
离子的电导
溶液的总电导：G=cim,i 弱电解质(乙酸)溶液的 m m (NaOAc)= m (Na+)+ m(OAc-) m (HCl)= m (H+)+ m(Cl-) m (NaCl)= m (Na+)+ m(Cl-) m (HOAc)= m (H+)+ m(OAc-) = m (NaOAc)+ m (HCl) - m (NaCl)
对于一个均匀的导体来说，它的电阻或电导是与其长度
和截面积有关的．为了便于各种导电体和导电能力的比较， 类似于电阻率提出了电导率的概念。
电导率： =1 / =K (l/A) G 电阻率的倒数 单位：S m-1 两电极板为单位面积，距离为单位长度时溶液的电导。
电导池常数：K (l/A) =l / A
2020/9/15
2
一、电解质溶液的基本性质
basic property of electrolyte solution
电导法是研究电解质溶液导电现象及其规律
（1）该溶液的电导。
（2）电导池常数。
（3）0.1 mol的AgNO3溶液的电导率和摩尔电导率。
解（1） G=1/R=I/V=0.1976/20=0.00988（S ）
:介质的黏度
T:绝对温度
2020/9/15
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二、 电解质溶液的电导与浓度的关系
relationship between conductance and concentration
2020/9/15
8
离子的电导
溶液的总电导：G=cim,i 弱电解质(乙酸)溶液的 m m (NaOAc)= m (Na+)+ m(OAc-) m (HCl)= m (H+)+ m(Cl-) m (NaCl)= m (Na+)+ m(Cl-) m (HOAc)= m (H+)+ m(OAc-) = m (NaOAc)+ m (HCl) - m (NaCl)
对于一个均匀的导体来说，它的电阻或电导是与其长度
和截面积有关的．为了便于各种导电体和导电能力的比较， 类似于电阻率提出了电导率的概念。
电导率： =1 / =K (l/A) G 电阻率的倒数 单位：S m-1 两电极板为单位面积，距离为单位长度时溶液的电导。
电导池常数：K (l/A) =l / A
2020/9/15
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一、电解质溶液的基本性质
basic property of electrolyte solution
电导法是研究电解质溶液导电现象及其规律
7-2电导、电导率和摩尔电导率
HCl 0.966 0.930 0.906 0.833 0.798 0.769 0.811 1.011
KCl 0.966 0.927 0.902 0.816 0.770 0.652 0.607 0.577
CaCl2 0.888 0.798 0.732 0.584 0.524 0.510 0.725
-
400
HCl
增大而减小，但减小情况不同。
m/(Scm2 mol-1)
300
NaOH
200
AgNO3
(ii)：强电解质：在溶液很稀时，Λm与 电解质的 c成直线关系，
m m A c
100
将直线外推至c =0时，截距为无限稀释
CH3COOH
的摩尔电导率—极限摩尔电导率
0
0.5
1.0
1.5
cB/mol dm3
例： m (NaCl) m (Na ) m (Cl)
m (BaCl2)
m (Ba2 ) 2 m (Cl )
2
m
(1 2
Ba2
)
2 m (Cl )
m (CH3COOH) m (H ) m (CH3COO)
在表示离子的无限稀释摩尔电导率时，应标明离子的基本单元
如：
m (12 Ba2 ), m (Ba2 ), m (12 SO42 ), m (Ba2 ) 2 m (12 Ba2 )
aB
a
a
a
例： 已知0.1molkg1HCl溶液的平均离子活度因子
γ±=0.795，试计算此溶液中HCl的活度及平均离子活度。
分析：利用 a b / b
a a
b
( b
b
)1/
b b
电化学分析2电导分析法57页PPT
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何Leabharlann 且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
电化学分析2电导分析法
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
电导率和摩尔电导率ppt课件
大家有疑问的可以询问和交流大家有疑问的可以询问和交流可以互相讨论下但要小声点可以互相讨论下但要小声点mol1离子独立运动定律和离子的摩尔电导率1柯尔劳施离子独立运动定律在无限稀释溶液中离子彼此独立运动互不影响无限稀释电解质的摩尔电导率等于无限稀释时阴阳离子的摩尔电导率之和
§7.3
1. 几个定义：
电导，电导率和摩尔电导率
查表得
Λm (H 2O) 5.5 10-2 S m2 mol -1
这样，纯水的电导率应为 (H2O ) 5.5 10-6 S m-1 事实上，水的电导率小于 1.0 10-4 S m -1 ，就认为是很纯的 了，称为“电导水”，若大于这个数值，那肯定含有某种杂质。
c κ AgCl
Λm, AgCl
1.81 104 S m -1 3 0 . 01309 mol m 138.26 104 S m 2 mol 1
(4) 检验水的纯度
纯水本身有微弱的解离：[H ] [OH ] 10-7 mol dm3 10-4 mol m3
Λ Λ Λ Λ Λ Λ m,CH 3COOH m, HCl m,CH 3COONa m, NaCl m, H m,CH 3COO (426.16 91.01 126.45) 10 4 S m 2 mol1 390.7210 4 S m 2 mol1
5
3.浓度对电导的影响
（1）电导率与浓度的关系 （2）摩尔电导率与浓度的关系
摩尔电导率与浓度的关系为 Λm = κ/c ，
6
（3）摩尔电导率与浓度的定量表示 柯 尔 劳 施 （ Kohlrausch ） ： 在很稀的溶液中，强电解质的 摩尔电导率与其浓度的平方根 成直线关系，即：
§7.3
1. 几个定义：
电导，电导率和摩尔电导率
查表得
Λm (H 2O) 5.5 10-2 S m2 mol -1
这样，纯水的电导率应为 (H2O ) 5.5 10-6 S m-1 事实上，水的电导率小于 1.0 10-4 S m -1 ，就认为是很纯的 了，称为“电导水”，若大于这个数值，那肯定含有某种杂质。
c κ AgCl
Λm, AgCl
1.81 104 S m -1 3 0 . 01309 mol m 138.26 104 S m 2 mol 1
(4) 检验水的纯度
纯水本身有微弱的解离：[H ] [OH ] 10-7 mol dm3 10-4 mol m3
Λ Λ Λ Λ Λ Λ m,CH 3COOH m, HCl m,CH 3COONa m, NaCl m, H m,CH 3COO (426.16 91.01 126.45) 10 4 S m 2 mol1 390.7210 4 S m 2 mol1
5
3.浓度对电导的影响
（1）电导率与浓度的关系 （2）摩尔电导率与浓度的关系
摩尔电导率与浓度的关系为 Λm = κ/c ，
6
（3）摩尔电导率与浓度的定量表示 柯 尔 劳 施 （ Kohlrausch ） ： 在很稀的溶液中，强电解质的 摩尔电导率与其浓度的平方根 成直线关系，即：
电化学分析2电导分析法57页PPT
电化学分析2电导分析法
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越ห้องสมุดไป่ตู้人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越ห้องสมุดไป่ตู้人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
电导、电导率、摩尔电导率PPT
物理化学电导、电导率及摩尔电导率Array1.什么是电导，电导率，摩尔电导率，三者定义式如何书写？2.描述导体导电能力的物理量有哪些？3.如何测量电导？4.如何计算电导率、摩尔电导率？5.如何求电导池系数？1、电导 电导、电导率、摩尔电导率定义一sA l R ρ= 电导 单位为 （西门子siemens ）， 。
G S 111-Ω=S RG 1=R G 电导 为电阻的倒数。
电导、电导率、摩尔电导率都是描述导体导电能力大小的物理量。
2、电导率物理意义：相距单位长度、单位面积的两平行板电极 间充满电解质溶液时的电导，单位 S ·m -1。
ρκ1=电导率κ即为电阻率ρ的倒数。
m cκΛ=3、摩尔电导率 相距1m的两个平行电极之间含有1mol 电解质溶液，溶液所具有的电导。
S·m 2·mol -1Λm—mol·m -3S·m -1mΛWheatstone Bridge测定时，接通电源，选择一定电阻的R2，移动接触点C，直到检流计G显示为零，此时电桥平衡。
4321R R R R =电导的测定二11R G =根据ss A l R A l G ⨯=⨯=1κ 欲求得某一电导池的电导池系数，方法是用一已知电导率的溶液注入该电导池，测得其电阻，即可求出K cell 。
电导率计算三Rcell K =κ定义:电导池系数,单位 m -1 。
Rκ=cell K Rcell K =κcm κ=Λmol·m -3已知待测例题PPT 模板下载：/moban/ 行业PPT 模板：/hangye/ 节日PPT 模板：/jieri/ PPT 素材下载：/sucai/PPT 背景图片：/beijing/ PPT 图表下载：/tubiao/ 优秀PPT 下载：/xiazai/ PPT 教程： /powerpoint/ Word 教程： /word/ Excel 教程：/excel/ 资料下载：/ziliao/ PPT 课件下载：/kejian/ 范文下载：/fanwen/ 试卷下载：/shiti/ 教案下载：/jiaoan/ 字体下载：/ziti/谢谢观看。
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ne2 pe2h
m*
mh*
电子 空穴
n，p：电子及空穴浓度
弛豫时间：如果电子 分布函数在某个时刻
m*，m*h：电子及空穴的有效质量 偏离了平衡的费米统
τ ， τ h：电子与空穴的弛豫时间
e：单个电子电量
计分布，那么在碰撞 的作用下，它将按指 数回复到平衡分布，
温度！
特征回复时间即为弛 豫时间。
半导体材料
信号与系统
1.1电导理论
电性材料的电阻
霍尔效应 热电效应 陶瓷导电性能
4
信号与系统
1.1电导理论
电阻：物质对电流的阻碍作用，是反映材料
导电性能的物理量。
标准电阻：高精度、高稳定性电阻
金属热电阻：电阻随温度的升高而线性增加
半导体热敏电阻：加热器、敏感元件、开关
超导体：足够低的温度下，电阻突然降为零
19
信号与系统
热电效应
第三热电效应：汤姆逊效应
➢ 含义：当一段均匀材料A的两端具有温差时，则当流过 电流时，材料的放热或吸热现象称为汤姆逊效应。注意， 它是电阻产生的焦耳热以外的放热或吸热现象。 ➢原理：材料温度不均匀时，温度高处的载流子比温度 低处的载流子动能大，便会从温度高端向温度低端扩散， 在低温端堆积起来，从而在导体内形成电场，必然伴随 吸热和放热现象。
5
信号与系统
从材料角度看电阻
不同的电阻类型由不同的材料构成。
电阻公式： R L S
电导率： 1
？
6
信号与系统金属导电过程—电子输运
金属两端加电场——自由电子匀速移动——稳定的电流
受力平衡： 电场力+散射或碰撞力 电子服从统计分布： 玻耳兹曼微分—积分方程
请查看固体物理！
7
信号与系统
电导率公式
Y 霍ห้องสมุดไป่ตู้效应
本质：载流子收到洛伦兹力
霍尔系数：
15
RH
EH js B
信号与系统 霍尔效应与载流子浓度
霍尔系数还可以写成：
电子导电：R H
1 ne
意义
空穴导电：R H
1 pe
测定载流子浓度： n，p
测定载流子类型
16
信号与系统
热电效应
第一热电效应：塞贝克效应
17
信号与系统
热电效应
第一热电效应：塞贝克效应
在普通陶瓷如钛酸钡、二氧化钛、二氧化锡和氧化锌等，只要掺入 微量的其他金属氧化物，它们就会变得有导电能力，它们的电阻介于 绝缘体和金属之间，人们称它们为导电陶瓷。
8
信号与系统 电导率决定关系
ne2 pe2h
m*
mh*
载流子浓度： n，p
金属>半导体>绝缘体：电导率金属>半导体>绝缘体 半导体载流子浓度随温度升高而指数增加：半导体电
导率随温度升高而增加。
金属载流子浓度随温度变化不大：金属电导率随温度
变化不大？
9
信号与系统 电导率决定关系
ne2 pe2h
信号与系统
第一篇：电性材料
主讲：马文英 E-mail： 课件共享密码：dzcl
1
信号与系统
电性材料
含义：在电场的作用下，载流子能够自由
移动的材料。
包含：金属材料、导电陶瓷、电阻材料、
半导体材料、超导材料等
任何导电物质都可以看作是电性材料
2
信号与系统
31 2 3 4 35
3
纲要
电导理论 参考书：《电子与光电子材料》朱建国 《电子材料导论》李言荣 导电材料 电阻材料 超导材料
m*
mh*
弛豫时间： τ ， τ h
金属的弛豫时间τ随温度升高而减小：电导率下降
载流子散射概率： 1 1 1
L I
10
晶格振动散射 电离杂质散射
信号与系统 金属的电阻率与纯度
金属的总电阻包括金属的基本电阻和溶质（杂质）电阻。 马西森定则：
0T
ρ0：与溶质有关的电阻率 ρ’(T)：与温度有关的电阻率；
➢ 含义：塞贝克（Seeback）效应，又称作第一热电效应， 它是指在两种不同导电材料构成的闭合回路中，当两个 接点温度不同时，回路中产生的电势使热能转变为电能 的一种现象。半导体塞贝克效应优于金属塞贝克效应。
➢原理：接触点载流子扩散的结果。 ➢应用：热电偶，测量温度。
18
信号与系统
热电效应
第二热电效应：帕耳帖效应
信号与系统
1.1电导理论
电性材料的电阻
霍尔效应 热电效应
陶瓷导电性能
14
信号与系统 霍尔效应与载流子浓度
Z 霍尔效应：
当电流(X方向)垂直于外磁场(Y方
向)通过导体时，在导体的垂直于磁场
和电流方向(Z方向)的两个端面之间会
出现电势差，这一现象便是霍尔效应。
X
这个电势差也被叫做霍尔电势差。
20➢应用：还未发现具体应用。
信号与系统
1.1电导理论
电性材料的电阻 霍尔效应 热电效应
陶瓷导电性能
21
信号与系统
陶瓷导电现象
一般的陶瓷不导电，是良好的绝缘体。如氧化硅、 氮化硅、氧化铝等。
某些氧化物高温下可以导电：碳化硅(1450°C)； 氧化锆(2000°C)
对陶瓷掺杂可得到导电陶瓷。
金属的电阻率与压力关系： p01p
ρ(0)： 在真空条件下的电阻率； p：压力； α：电阻压力系数，一般为-10-5~-10-6，但也可能为正数；
结论：
1. 电阻压力系数为负时，电阻率随压力升高而下降，称为正 常金属，如金、银、铜、铁等。
2. 电阻压力系数为正时，电阻率随压力升高而增加，称为反 13 常金属，如碱金属、稀土金属等，如钙锶等。
➢ 含义：两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在 直流电流时，两个接头之间将产生温差。这就是珀尔帖 （Peltier）效应。它是塞贝克效应的反效应。 ➢原理：电流的方向决定了吸收还是产生热量，发热 （制冷）量的多少与电流的大小成正比，比例系数称为 “帕耳帖系数。
➢应用：热电致冷器（Thermo Electric cooling，TEC）
A：金属特性常数； M：金属原子质量；
T0.5D,T4M ATD 2
θD：金属晶体的德拜温度，如Ni=450K，Ag=220K，Zn=305K，。
结论：
1. 低温时， T<0.5θD，金属电阻率与温度T的5次方成正比 2.12 高温时， T>0.5θD，金属电阻率与温度T成正比
信号与系统 金属的电阻率与压力
结论：
1. 低温时， ρ0 起主要作用：极低温度下(4.2K)测定的电阻率； 称为金属残留电阻率；可以测量金属的纯度。
2. 高温时， ρ’(T)起主要作用
11
信号与系统 金属的电阻率与温度
纯金属的电阻率满足：
布洛赫-格林爱森公式：
TM AT D 56
DT
0
x5dx ex1 1ex
ρ(T)：温度T时金属的电阻率；