Р и с. 1

Рассмотрим контакт различных металлов 1 и 2 (рис.1). Обозначим работу выхода электронов из первого металла А ₁, концентрацию электронов в нем n ₀₁; для второго металла соответственно А ₂ и n ₀₂.

Пусть . При этих условиях наиболее быстрые электроны при хаотическом тепловом движении будут преимущественно переходить через поверхность контакта из первого металла во второй, в результате чего в первом металле появится их недостаток, и ме­талл I зарядится положительно, а во втором - их избыток, и металл 2 зарядится отрицательно. Избыточный положительный заряд в 1-ом металле и избыточный отрицательный заряд во 2-ом распределяются вблизи поверхностей металлов, которые будут являться эквипотенциальными. Таким образом, возникает контактная разность потенциалов (к.р.п.).

При определенных условиях наступит равновесие. Пусть потенциал точки внутри металла 1 вблизи его поверхности равен , а вне металла – . Для металла 2 – соответственно – и . К.р.п. между, точками, лежащими внутри металлов вблизи их поверхности называется внутренней к.р.п., а между точками вне металла – внешнeй к.р.п. .

Для нахождения к.р.п. определим работу против сил электростатического поля при перенесении электрона по пути cabd (рис. 2).

Р и с. 2

Из потенциальности электростатического поля следует, что эта работа равна

Отсюда

Т.к. заряд электрона отрицательный, то

(2)

Внешняя к.р.п. связана с различием в работах выхода электрона из металлов. Внутренняя к.р.п. связана с различием концентрации электронов в различных металлах. Согласно теоретическим расчетам

(3)

где k - постоянная Больцмана, Т - температура.

Обе причины возникновения к.р.п. (различие в работах выхода и концентраций свободных электронов) могут действовать как в од­ном и том же направлении, так и в противоположных (в разобранных нами случаях имеет тот же знак, что ).

Поиск по сайту: