Исследование электропроводности и тепловое расширение цветных металлов (меди)
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы «Исследование электропроводности и тепловое расширение цветных металлов (меди)», а также теплопроводность, проявляется на нашем веку в изучении роста заинтересованности и бурного обсуждения по образованию, где физика от других наук, обладает более созерцающей и заключительной натурой. Так, например на уроках используются и затрагиваются такие понятия как теплоёмкость, теплопроводность и электропроводность (где задействуют также внутреннее строение вещества), где ученики в принципе воспринимают все полученные знания, как отдельный мир, не связанный с жизнью. Таким образом, для педагога ставится деятельность в соединении теоретических знаний с жизнью, а также становится актуальным, донесение до учеников механизмов данных процессов, а также в возможности их самостоятельного определения, с помощью экспериментов описанных в данной дипломной работе, при необходимости.
Первоначальная основа предпринятого хода в данном случае, это использование у учеников позна
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................6
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОВЫХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОВ .....................................................................................8
1.1 Теория свободных электронов в металлах .....................................................8
1.2 Теплоёмкость твердых тел. Закон Дюлонга-Пти………………………….9
1.3 Теория теплоёмкости Эйнштейна. Модель Дебая……...……………..…11
1.4 Электропроводность металлов……………………………………………...18
1.5 Теплопроводность металлов………………………………………………...23
1.6 Тепловое расширение металлов…………………………………………..25
1.7 Уравнение Больцмана.....................................................................................27
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОЁМКОСТИ, ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛА МЕДЬ.......…29
2.1 Исследование теплоёмкости………………………………………………...29
2.2 Уравнение Фурье. Проба вычисления теплопроводности………………28
2.3 Опытное определение электропроводности. Мост Уитстона ………….34
2.4 Выполнение закона Видемана-Франца……………………...………...…38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………...…41
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………...…43
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Жирифалько, Л. Статистическая физика твердого тела / Л. Жирифалько. – Москва: Мир, 1975. – 379 с.: ил.
2. Физика твердого тела: Учеб, пособие для вузов / ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН. — СПб.: Невский Диалект; БХВ-Петербург, 2004. — 320 с.: ил
3. Епифанов Г.И. Физика твердого тела / Епифанов Г.И. – Изд. 4-е, стер. – СПб.: Лань, 2011. – 287, [1] с. : ил.
4. Киттель. Ч. Введение в физику твердого тела – М.: Книга по Требованию, 2012. – 789 с
5. А.В. Кортнев, Ю.В. Рублев, А.Н. Куценко Практикум по физике / 3-е изд., доп. и перераб. - М.: Высшая школа, 1965. - 568 с.
6. Павлов П.В., Хохлов А.Ф. Физика твердого тела. Учеб. - 3-е изд., - М. , 2000. - 494 с.: ил.
7. Физика твердого тела : тексты лекций для студентов специальности «Физика» / С. А. Хахомов, А. В. Семченко, Ю. В. Никитюк ; М-во образования РБ, Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины. – Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2010. – 108 с.
8. Введение в физику твердого тела: [Учеб. пособие для физ. спец. ун-тов] / А. А. Кацнельсон. - Москва: Изд-во МГУ, 1984. - 293 с.: ил.
9. Бушманов Б.Н. и Хромов Ю.А. Физика твердого тела. Учебное пособие для втузов. М., «Высш. Школа», 1971. – 224с. с илл.
10. Свирский М.С. Электронная теория вещества: Учебное пособие для студентов физ.-мат. Фак. пед. ин-тов. – М.: Просвещение, 1980. – 288с., ил.
11. Игорь Евгеньевич Тамм Основы теории электричества. М., 1976г. - 616 с. с илл.
12. Васильев А.М. Введение в статистическую физику: Учеб. Пособие. – М.: Высшая школа, 1980. – 272 с., ил.
13. Василевский А.С., Мултановский В. В. Статистическая физика и термодинамика: Учебное пособоие для студентов физ.-мат. факультетов, педагогических ин-тов. – М.: Просвещение 1985. – 256 с., ил.
14. Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики: Учеб. Пособие для втузов. – М.: Высш.шк., 1989. – 608 с.: ил.
15. Истеков К.К., Косов В.Н. Квантовая механика учебник – Алматы: Триумф «Т», 2007. – 296 с.
Первым этапом, в экспериментальной части, исследовательской работы является опытное определение теплоёмкости металла медь. Ведь в последующем, для определения электропроводности и теплопроводности, теплоёмкость выступает в роли значимой величины.
Хорошо разработанные калориметрические методы позволяют весьма точно определить теплоёмкость любого вещества. Собрав не замысловатую схему, из практически подручных материалов, приступим к исследованию.
Сущность метода заключается в том, что испытуемое тело, взятое в определенном количестве m_1 и с теплоёмкостью c_1, получает в нагревателе высокую температуру t^0, то есть температуру кипения воды, равной 100℃. Обычно, температуру паров кипящей воды, определяют по показанию термометра, далее это тело быстро переносится в калориметр, где находится некоторая часть воды, в нашем случае глицерин, при комнатной температуре t_1, постоянно перемешивая глицерин в калориметре, заметно, как поднимается его температура до величины θ_0, называемой температурой смеси. Следовательно, испытуемое тело, охладившись в калориметре от t^0 до θ_0, теряет количество т