قانون ویمان-فرانتس

قانون ویدمان-فرانز در فیزیک رابطه‌ای است که هدایت الکتریکی فلز را با هدایت حرارتی آن مرتبط می‌سازد. این قانون بیان می‌کند که نسبت هدایت الکتریکی به هدایت حرارتی یک فلز متناسب با دماست و برابر با یک ثابت معروف به عدد لورنتز است. قانون ویدمان-فرانز به نام فیزیکدانان آلمانی گئورگ ویدمان و روبرت فرانز نامگذاری شده است که اولین بار آن را در اواسط قرن نوزدهم پیشنهاد کردند.

استخراج قانون ویدمان-فرانز:

به صورت ریاضی، قانون ویدمان-فرانز می‌تواند به صورت زیر بیان شود:

σ/κ = L T

که در آن:

σ – هدایت الکتریکی فلز

κ – هدایت حرارتی فلز

L – عدد لورنتز

T – دمای فلز

قانون ویدمان-فرانز بر اساس ایده‌ای است که هدایت حرارت و الکتریسیته در یک فلز مرتبط با حرکت الکترون‌های فلز است. طبق این قانون، نسبت هدایت الکتریکی به هدایت حرارتی یک فلز اندازه‌گیری کارایی حمل حرارت توسط الکترون‌های فلز است.

قانون ویدمان-فرانز برای پیش‌بینی هدایت حرارتی و الکتریکی فلزات در دماهای مختلف مفید است. همچنین برای درک رفتار فلزات در دستگاه‌های الکترونیکی که هر دو هدایت الکتریکی و حرارتی مهم هستند، مفید است. این قانون به طور کلی به عنوان یک تقریب خوب برای بیشتر فلزات در دماهای پایین در نظر گرفته می‌شود، اما ممکن است در دماهای بالاتر یا در حضور تعاملات الکترون-فونون قوی از کار بیفتد.

محدودیت‌های قانون ویدمان-فرانز:

• مقدار L بسته به ماده متغیر است.

• این قانون در دماهای میانی قابل اعمال نیست.

• در فلزات خالص، هر دو σ و κ با کاهش دما افزایش می‌یابند.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.