ГДЗ по физике, 10 класс, Мякишев, номер 114.1

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо сравнить два класса материалов по ключевым физическим характеристикам: удельному сопротивлению и его зависимости от температуры. Проводники (в первую очередь металлы) обладают свободными носителями заряда при любых условиях, тогда как в полупроводниках концентрация носителей сильно зависит от внешних факторов.

Вычисление и анализ свойств:

1. Удельное сопротивление (ρ): У проводников оно мало и составляет порядка 10^-8…10^-6 Ом·м. У полупроводников это значение значительно выше, обычно в диапазоне 10^-5…10⁷ Ом·м, что делает их промежуточным звеном между проводниками и диэлектриками.

2. Температурная зависимость: Это главное отличие. При нагревании проводников их удельное сопротивление возрастает линейно или около того, так как тепловые колебания кристаллической решетки мешают движению электронов. Напротив, при нагревании полупроводников их удельное сопротивление резко уменьшается (экспоненциально), поскольку тепловая энергия разрывает ковалентные связи и генерирует новые пары носителей заряда (электроны и дырки).

Проверка вывода:

Сравним полученные данные с известными фактами. Медь (проводник) при нагреве становится хуже проводить ток, а кремний (полупроводник) — лучше. Это подтверждает правильность разграничения этих классов веществ именно по знаку температурного коэффициента сопротивления и абсолютной величине ρ. Таким образом, отличия заключаются не только в количестве свободных зарядов, но и в механизме их появления при изменении температуры.