В 1825-1827 годах Георг Симон Ом открывает свой знаменитый закон, который связывает силу тока, протекающего через проводник, и напряжение, приложенное к концам проводника, через некий коэффициент - проводимость (или сопротивление). Эта зависимость с достаточно высокой точностью соблюдается для объёмных проводников.
Однако недавно исследователям-физикам удалось измерить с помощью туннельного микроскопа вольт-амперную характеристику контакта вольфрамовой проволоки диаметром 1 нм с золотой подложкой. Экспериментальные данные приведены в таблице.
Таблица с полученными экспериментальными данными.
U, mV |
I, mkA |
U, mV |
I, mkA |
|
7,5 |
0,37 |
361,1 |
22,29 |
|
22,7 |
0,83 |
374,3 |
23,67 |
|
45,4 |
1,74 |
385,6 |
25,23 |
|
68 |
2,66 |
397 |
26,61 |
|
92,7 |
3,58 |
412,1 |
27,8 |
|
111,5 |
4,59 |
421,6 |
29,45 |
|
149,3 |
6,33 |
431 |
30,92 |
|
160,7 |
7,25 |
442,3 |
32,39 |
|
173,9 |
7,89 |
455,6 |
33,76 |
|
192,8 |
8,81 |
470,7 |
35,5 |
|
200,4 |
9,45 |
480,2 |
36,97 |
|
207,9 |
9,91 |
493,4 |
38,35 |
|
225 |
11,2 |
502,8 |
39,08 |
|
243,9 |
12,48 |
514,2 |
40,28 |
|
260,9 |
13,76 |
523,6 |
41,93 |
|
266,5 |
14,31 |
533,1 |
43,58 |
|
276 |
14,95 |
542,5 |
45,32 |
|
293 |
16,15 |
550,1 |
46,97 |
|
300,6 |
16,79 |
557,7 |
48,53 |
|
310 |
17,34 |
567,1 |
50,28 |
|
323,3 |
17,98 |
576,6 |
51,74 |
|
330,8 |
18,62 |
584,1 |
53,3 |
|
342,2 |
20 |
593,6 |
55,14 |
|
351,6 |
21,56 |
601,1 |
56,88 |
1. Почему обычно используют именно золотую или вольфрамовую проволоку? (2 балла)
2. Какой эффект наблюдали физики? (1 балл) Чем отличаются вольт-амперные характеристики вольфрамовой проволочки круглого сечения диаметром 1 мм, 1 мкм, 10 нм и 1 нм и единичной длины (все указанные зависимости построить на одном графике и пояснить). (2 балла)
3. Постройте график зависимости проводимости от приложенного напряжения по данным пункта 3. К указанному в пункте 3 эффекту обычно применяют константу G0. Как называется данная константа? Какова её размерность и значение в системе СИ? И для чего в настоящий момент используется данная величина? (3 балла)
Условия задачи можно скачать в виде файла.