Elektronendichte?
Hi, die Elektronen dichte (n) gibt ja an, wie viele Elektronen es pro Volumeneinheit gibt.
Bei Kupfer gillt ja:
8,47 * 10^19 1/mm³
Ist dieser Wert Generell? Also gillt der bei jeder Drahtart, oder nur bei Kupfer?
Kann man den Wert berechnen?
2 Antworten
Der Wert ist materialabhängig und gilt nur für Kupfer.
Berechnen kann man ihn aus anderen bekannten Größen:
Die molare Masse von Kupfer ist 63,546 g/mol.
Die Dichte ist 8,92 g/cm³.
Damit wird die Teilchendichte (8,92 g/cm³) / (63,546 g/mol) = 0,14 mol/cm³
Ein mol sind 602,3 Trilliarden Teilchen, also
0,14 mol / cm³ * 602,3*10^21 / mol = 84,3 * 10^21 / cm³.
Das sind 84,3 * 10^18 / mm³ = 8,43 * 10^19 / mm³.
Wenn jedes Atom ein Elektron abgibt, hat man genau so viele Elektronen je mm³.
(Warum das von Deiner Lösung abweicht, weiß ich nicht, aber im Prinip geht das so.)
Der gilt nur für Kupfer und genau genommen auch nur bei 25°C wobei die Elektronendichte bei Metallen größtenteils Temperaturunabhängig ist.
Den Wert bestimmt man idR experimentel er lässt sich aber auch mehr oder weniger mit anderen Materialparametern bestimmen. Dazu muss man die Lage des Ferminiveau im Material sowie die Höhe der Leitungsbandkante kennen und dann kann man die Ladungsträgerdichte bestimmen.
In Halbleitern kann man dazu die Fermi Dirac Statistik verwenden.
In Metallen reichts aber meistens wenn man annimmt, dass jedes Atom ein Elektron abgibt und dann hat man schon eine sehr gute Näherung.