ヴィーデマン＝フラッツ則

ウィーデマン・フランツの法則は、金属の電気伝導度と熱伝導度の関係を示す物理学の法則です。この法則によれば、金属の電気伝導度と熱伝導度の比は温度に比例し、ローレンツ数と呼ばれる定数になります。ウィーデマン・フランツの法則は、19世紀半ばにドイツの物理学者ゲオルク・ウィーデマンとロベルト・フランツによって初めて提唱されました。

ウィーデマン・フランツの法則の導出:

数学的には、ウィーデマン・フランツの法則は以下の式で表されます：

σ/κ = L T

ここで：

σ – 金属の電気伝導度

κ – 金属の熱伝導度

L – ローレンツ数

T – 金属の温度

ウィーデマン・フランツの法則は、金属における熱と電気の伝導が金属の電子の運動に関連しているという考えに基づいています。この法則によれば、金属の電気伝導度と熱伝導度の比は、金属の電子が熱を運ぶ効率を測る指標となります。

ウィーデマン・フランツの法則は、異なる温度での金属の熱伝導度と電気伝導度を予測するのに有用です。また、電子機器における金属の挙動を理解する上でも、電気伝導度と熱伝導度の両方が重要な考慮事項となるため、この法則は有用です。一般的には、低温ではほとんどの金属に対して良い近似値となりますが、高温や強い電子-フォノン相互作用がある場合には成立しなくなることがあります。

ウィーデマン・フランツの法則の限界:

• Lの値は物質によって異なります。

• この法則は中間温度では適用されません。

• 純粋な金属では、σとκは温度が下がるにつれて上昇します。

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