వైదేమన్-ఫ్రాన్స్ నియమం

వైడెమన్-ఫ్రాన్జ్ నియమం ఒక నియమంగా ఉంది, ఇది ఒక పదార్థంలో ఉన్న స్వతంత్రంగా ముట్టుకునే ఎలక్ట్రాన్లతో ఆ పదార్థం యొక్క ఎత్తువ్యాప్తి (κ) మరియు విద్యుత్ వాహకత (σ) మధ్య సంబంధం చూపుతుంది.

• ఎత్తువ్యాప్తి (κ): ఒక పదార్థం యొక్క తాపం వాహించడం యొక్క క్షమత.

• విద్యుత్ వాహకత (σ): ఒక పదార్థం యొక్క విద్యుత్ వాహించడం యొక్క క్షమత.

ధాతువులలో; తాపం పెరిగినప్పుడు, స్వతంత్రంగా ముట్టుకునే ఎలక్ట్రాన్ల వేగం పెరిగి అది తాప వాహకతను పెంచుతుంది, ఇది లాటిస్ ఆయన్ల మరియు స్వతంత్రంగా ముట్టుకునే ఎలక్ట్రాన్ల మధ్య టాక్సన్లను పెంచుతుంది. ఇది విద్యుత్ వాహకతను తగ్గిస్తుంది.

ఈ నియమం పదార్థం (ధాతువు) యొక్క తాప వాహకతను విద్యుత్ వాహకతతో భాగహారం చేయడం యొక్క నిష్పత్తిని తాపంతో అనుక్రమంగా నిర్ధారిస్తుంది.

ఈ నియమం గుస్టవ్ వైడెమన్ మరియు రుడోల్ఫ్ ఫ్రాన్జ్ యొక్క పేరుతో 1853లో ప్రఖ్యాతిపెట్టబడింది, వారు రిపోర్ట్ చేశారు కేవలం నిష్పత్తిఒకే తాపంలో వివిధ ధాతువులకు దీని విలువ సమానంగా ఉంటుంది.

నియమం యొక్క వివరణ

అందుకోండంగా, మనం ఒక సమానమైన సమానమైన పదార్థాన్ని అనుకుందాం. ఈ పదార్థాన్ని తరపు గ్రేడియంట్కు విషయంగా ఉంటుంది. తరపు ప్రవాహం తరపు గ్రేడియంట్ యొక్క వ్యతిరేకంగా ఉంటుంది. తరపు ప్రవాహం యొక్క ప్రవాహం ప్రతి యూనిట్ సమయంలో ప్రతి యూనిట్ విస్తీర్ణంలో తరపు గ్రేడియంట్ యొక్క నిష్పత్తి వంటిది.

K → తరపు వాహకత కోఫిషీయంట్ (W/mK)
K = Kఫోనన్ + Kఎలక్ట్రాన్; కారణం సోలిడ్‌లలో తరపు ప్రవాహం ఫోనన్ మరియు ఎలక్ట్రాన్ వల్ల జరుగుతుంది.

ఇప్పుడు, మనం తరపు వాహకత కోఫిషీయంట్ యొక్క వ్యక్తీకరణను వివరించవచ్చు.
అందుకోండంగా, మనం ఉన్నత తాపం నుండి తాపం తగ్గిన వాటికి తరపు ప్రవాహం ఉందని అనుకుందాం, ఇది తరపు గ్రేడియంట్యొక్క ధాతువు స్లాబ్ ఉంటుంది.

cv → విశేషమైన తెలియద
n → ప్రతి యూనిట్ విస్తీర్ణంలో పార్టికల్ల సంఖ్య
λ → టాక్సన్ల యొక్క సగటు స్వతంత్రంగా ముట్టుకునే మార్గం
v → ఎలక్ట్రాన్ల వేగం

సమీకరణాలను (1) మరియు (2) పోల్చడం వల్ల, మనకు

మనకు తెలుసు, స్వతంత్రంగా ముట్టుకునే ఎలక్ట్రాన్ల శక్తి

మనం సమీకరణం (4) ని (3) లో ప్రవేశపెట్టాం

ఇప్పుడు, స్థిరమైన వాల్యూమ్‌లో ఒక ఆధార గాస్ యొక్క విశేషమైన తెలియద,

మనం సమీకరణం (8) ని (6) లో ప్రవేశపెట్టాం

ఇప్పుడు, మనం విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క ప్రయోగంతో ధాతువు యొక్క విద్యుత్ ప్రవాహ ఘనతను పరిగణించవచ్చు, E (చిత్రం 1)
J = σ E ; ఓహ్మ్ సిద్ధాంతం