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自由電子のドリフト速度と可動性とはどういう意味ですか?

自由電子のドリフト速度と可動性を分解しましょう:

ドリフト速度:

* 電子の海を想像してください: 金属のような導体では、電子は静止していません。彼らは絶えずランダムに動いており、互いに衝突し、材料の原子と衝突しています。このランダムモーションは、全体的な電流に寄与しません。

* 電界の適用: 導体全体に電界を適用すると、このランダムな動きがナッジを取得します。電子は電界のために力を経験し、特定の方向に漂流させます。 ランダムな動きに重ねられたこの指向的な動きは、ドリフト速度です 。

* それはゆっくりと着実なドリフトです: ドリフト速度は実際には非常に遅く、多くの場合、毎秒数ミリメートルしかありません。これは、電子が他の電子や金属格子と絶えず衝突し、方向を変えて速度を落とすためです。

* 電流にとって重要です: 小さいものの、このドリフト速度は電流の流れに不可欠です。電子が特定の方向に漂うほど、電流が高くなります。

モビリティ:

* 電子がどれだけ簡単に移動するか: モビリティは、電界の影響下で電子が材料を簡単に移動できる方法の尺度です。それは素材自体の財産です。

* より高いモビリティは、より速いドリフトを意味します: 機動性が高い材料により、電子は特定の電界に対してより速く漂流できます。これは、彼らがより良い導電性を持っていることを意味します。

* モビリティに影響する要因: 温度、材料の不純物、結晶構造のようなものはすべてモビリティに影響します。

ドリフト速度とモビリティの関係:

ドリフト速度(v d )電界(E)および移動度(μ)に直接比例します。

v d =μe

要約:

*ドリフト速度は、電界の影響下にある導体の自由電子の平均速度です。

*モビリティは、電界に応じて電子がどれほど簡単に移動するかを定量化する材料特性です。

*モビリティが高いほど、ドリフト速度が高くなり、導電率が向上します。

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