В соответствии с электрическими свойствами существуют два противоположных типа веществ. Это проводники и диэлектрики. Рассмотрим, чем отличаются диэлектрики от проводников. Проводниками называют тела, которые проводят электрический заряд от заряженного тела к незаряженному (или имеющему меньший заряд). Свойство проводить заряд через себя объясняется тем, что проводники имеют свободные носители заряда. Так, в металлах такими свободными носителями заряда являются электроны. В противоположность проводникам, диэлектрики являются изоляторами. Изоляторы – это вещества сквозь которые заряды не могут переходить от одного тела к другому. Яркими примерами диэлектриков являются: сухое дерево, эбонит, стекло. Если тело из проводящего вещества поместить в электрическое поле, то произойдет разделение зарядов противоположных знаков в теле. Это явление носит название — электростатическая индукция. При внесении проводника в электрическое поле его свободные заряды приходят в движение. Они перераспределяются , что изменяет электрическое поле. Перемещение зарядов идет до тех пор, пока напряженность электрического поля внутри проводника не становится равной нулю. При этом свободные заряды распределяются на поверхности проводника так, что вектор напряженности электрического поля становится перпендикулярным его поверхности. Поверхность проводника, не зависимо от формы, является эквипотенциальной в электрическом поле. В диэлектрике, который помещен в электрическое поле, заряды не могут разделиться, там нет свободных зарядов. В электрическом поле происходит поляризация диэлектрика. Поляризация – это процесс смещения зарядов разных знаков в противоположные стороны (смещение происходит в пределах атома или молекулы). Результат поляризации проявляется в возникновении на поверхности диэлектрика связанных зарядов. При этом, вектор напряженности поля, которое создают связанные заряды, имеет направление противоположное вектору напряженности внешнего поля. При этом говорят, что диэлектрик ослабляет электрическое поле в  раз по сравнению с тем же полем в вакууме.  — диэлектрическая проницаемость вещества.
Определить максимальную энергию (в эВ), которой могут обладать свободные электроны в металле при абсолютном нуле. Принять, что на каждый атом металла приходится по одному электрону. Массовое число металла равно 57, а плотность металла равна 8843 кг/куб.м.
ДАНО:
A=57;
ρ=8843кгм3.
Найти:Emax−?
Массовое число металла показывает во сколько раз масса его атома больше атомной единицы массы, приблизительно равной массе протона:
m0=A⋅mρ;
Масса некоторой части металла, в которой находятся N электронов (а значит и атомов - по условию) равна:
m=N⋅m0;
а их концентрация:
n=NV=Nm⋅ρ=N⋅ρN⋅A⋅mρ=ρA⋅mρ;
Максимальной энергией электроны обладают на уровне Ферми, определяемом формулой:
Если тело из проводящего вещества поместить в электрическое поле, то произойдет разделение зарядов противоположных знаков в теле. Это явление носит название — электростатическая индукция. При внесении проводника в электрическое поле его свободные заряды приходят в движение. Они перераспределяются , что изменяет электрическое поле. Перемещение зарядов идет до тех пор, пока напряженность электрического поля внутри проводника не становится равной нулю. При этом свободные заряды распределяются на поверхности проводника так, что вектор напряженности электрического поля становится перпендикулярным его поверхности. Поверхность проводника, не зависимо от формы, является эквипотенциальной в электрическом поле.
В диэлектрике, который помещен в электрическое поле, заряды не могут разделиться, там нет свободных зарядов. В электрическом поле происходит поляризация диэлектрика. Поляризация – это процесс смещения зарядов разных знаков в противоположные стороны (смещение происходит в пределах атома или молекулы). Результат поляризации проявляется в возникновении на поверхности диэлектрика связанных зарядов. При этом, вектор напряженности поля, которое создают связанные заряды, имеет направление противоположное вектору напряженности внешнего поля. При этом говорят, что диэлектрик ослабляет электрическое поле в  раз по сравнению с тем же полем в вакууме.  — диэлектрическая проницаемость вещества.
Определить максимальную энергию (в эВ), которой могут обладать свободные электроны в металле при абсолютном нуле. Принять, что на каждый атом металла приходится по одному электрону. Массовое число металла равно 57, а плотность металла равна 8843 кг/куб.м.
ДАНО:
A=57;
ρ=8843кгм3.
Найти:Emax−?
Массовое число металла показывает во сколько раз масса его атома больше атомной единицы массы, приблизительно равной массе протона:
m0=A⋅mρ;
Масса некоторой части металла, в которой находятся N электронов (а значит и атомов - по условию) равна:
m=N⋅m0;
а их концентрация:
n=NV=Nm⋅ρ=N⋅ρN⋅A⋅mρ=ρA⋅mρ;
Максимальной энергией электроны обладают на уровне Ферми, определяемом формулой:
EF=h22⋅me⋅(3⋅n8⋅π)23;
Тогда:
EF=h22⋅me⋅(3⋅ρ8⋅π⋅A⋅mρ)23;
подставив числовые значения, получим ответ:
Emax=7.475эВ.
Чем смог