वीडमन-फ्रांज कानून

वीडमन-फ्रांज का नियम भौतिकी में एक संबंध है जो धातु की विद्युत चालकता और उसकी ऊष्मीय चालकता के बीच संबंध बताता है। यह बताता है कि धातु की विद्युत चालकता और ऊष्मीय चालकता के अनुपात में तापमान के साथ अनुपातिक होता है और इसका मान लोरेंज संख्या, एक स्थिरांक, के बराबर होता है। वीडमन-फ्रांज का नियम जर्मन भौतिकशास्त्रियों गेओर्ग वीडमन और रोबर्ट फ्रांज के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने 19वीं शताब्दी के मध्य में इसे पहली बार प्रस्तावित किया था।

वीडमन-फ्रांज का नियम का व्युत्पन्न:

गणितीय रूप से, वीडमन-फ्रांज का नियम इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:

σ/κ = L T

जहाँ:

σ – धातु की विद्युत चालकता

κ – धातु की ऊष्मीय चालकता

L – लोरेंज संख्या

T – धातु का तापमान

वीडमन-फ्रांज का नियम धातु के इलेक्ट्रॉनों की गति के साथ धातु में ऊष्मा और विद्युत की चालकता के संबंध पर आधारित है। नियम के अनुसार, धातु की विद्युत चालकता और ऊष्मीय चालकता का अनुपात धातु के इलेक्ट्रॉनों द्वारा ऊष्मा के परिवहन की कार्यक्षमता का माप है।

वीडमन-फ्रांज का नियम विभिन्न तापमानों पर धातुओं की ऊष्मीय और विद्युत चालकता की भविष्यवाणी करने के लिए उपयोगी है। यह इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में धातुओं की व्यवहार को समझने के लिए भी उपयोगी है, जहाँ विद्युत चालकता और ऊष्मीय चालकता दोनों महत्वपूर्ण मानदंड हैं। नियम आम तौर पर निम्न तापमान पर अधिकांश धातुओं के लिए एक अच्छा अनुमान माना जाता है, लेकिन यह उच्च तापमान या मजबूत इलेक्ट्रॉन-फोनन इंटरएक्शन की उपस्थिति में टूट सकता है।

वीडमन-फ्रांज के नियम की सीमाएँ:

• L का मान पदार्थ पर निर्भर करता है।

• यह नियम मध्यम तापमानों पर लागू नहीं होता।

• शुद्ध धातुओं में, σ और κ दोनों तापमान के घटने के साथ बढ़ते हैं।

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