При температуре 20 °C концентрация проводящих электронов в германии равна 10^14 см^-3. Какова доля ионизированных атомов в этом случае, если предположить, что при ионизации теряется только один валентный электрон атома?

Физика 11 класс Полупроводники концентрация проводящих электронов доля ионизированных атомов ионизация валентного электрона физика 11 класс германия проводимость Новый

Чтобы найти долю ионизированных атомов в германии, нам нужно рассмотреть следующие шаги:

1. Определение концентрации атомов в германии.

   Германий (Ge) имеет плотность около 5.32 г/см³ и молярную массу примерно 72.6 г/моль. Для нахождения концентрации атомов в германии мы можем использовать формулу:

   Концентрация атомов = (Плотность * Авогадрово число) / Молярная масса.

   Авогадрово число = 6.022 * 10^23 атомов/моль.

   Подставим значения:

   Концентрация атомов = (5.32 г/см³ * 6.022 * 10^23 атомов/моль) / 72.6 г/моль.

   После вычислений получаем приблизительно 4.5 * 10^22 атомов/см³.

2. Определение концентрации ионизированных атомов.

   Мы знаем, что концентрация проводящих электронов в германии равна 10^14 см^-3. При ионизации теряется один валентный электрон на каждый ионизированный атом. Таким образом, концентрация ионизированных атомов равна концентрации проводящих электронов:

   Концентрация ионизированных атомов = 10^14 см^-3.

3. Вычисление доли ионизированных атомов.

   Теперь мы можем найти долю ионизированных атомов по формуле:

   Доля ионизированных атомов = (Концентрация ионизированных атомов / Концентрация атомов) * 100%.

   Подставляем значения:

   Доля ионизированных атомов = (10^14 см^-3 / 4.5 * 10^22 см^-3) * 100%.

   После вычислений получаем долю ионизированных атомов примерно 2.22 * 10^-8 %.

Таким образом, доля ионизированных атомов в германии при температуре 20 °C составляет примерно 2.22 * 10^-8 %. Это означает, что лишь очень малая часть атомов германия ионизирована при данной температуре.