简答题

叙述马西森定律的内容并说明为什么电阻分为与温度有关和无关的两项。

正确答案

电阻率:,对理想晶体,由于只有声子散射电子,所以电子的平均自由程lF由声子数目决定。声子数目随温度升高而增多,在不同的温度范围有不同的规律。可以推导,在温度T>(2/3)θD的高温,有:ρ∝T。式中θD为德拜温度,即具有原子间距的波长的声子被激发的温度。在T<<θD的低温,有:ρ∝T5
而在2K以下的极低温,声子对电子的散射效应变得很微弱,电子-电子之间的散射构成了电阻的主要机制,此时有:ρ∝T2。可见,尽管规律不同,但是理想晶体的电阻总是随温度的升高而升高的。定义m=1/lF为散射系数,则有:。由于实际材料总是有杂质和缺陷的,所以对实际材料散射系数可表示为:μ=μT+∆μ。式中,μT代表声子引起的电子散射,与温度有关;Δμ代表杂质和缺陷引起的电子激射,只与其浓度有关,与温度无关。所以电阻率可以表示为:ρ=ρ0+ρ(T)。即电阻率分为与温度有关的部分ρ(T)和与温度无关的部分ρ0。该规律称为马西森定律。

答案解析

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