ГДЗ по физике, 10 класс, Мякишев, номер 116.2: Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная
Физика — Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.; под редакцией Парфентьевой Н.А.
Мария Волкова, методист по физике Шпаргача обновлено 8 сентября 2026
Условие
Сравнить характер зависимости электрического сопротивления от температуры у полупроводников и металлов.
Номер как в учебнике. Условие — полный пересказ редакции: те же пункты, числа и факты, не цитата из книги.
Пошаговое решение
План решения:
Для сравнения необходимо рассмотреть микроскопические механизмы проводимости в металлах и полупроводниках. В металлах носителями заряда являются свободные электроны, концентрация которых практически не зависит от температуры. В полупроводниках же ключевым фактором является генерация пар носителей заряда (электронов и дырок) при нагревании. Мы проанализируем, как изменение температуры влияет на два основных параметра: удельное сопротивление материала и количество свободных носителей.
Вычисление и анализ зависимостей:
1. Металлы. При повышении температуры тепловые колебания кристаллической решетки усиливаются. Это приводит к более частым столкновениям свободных электронов с ионами решетки, что затрудняет их упорядоченное движение. Поскольку концентрация электронов n остается постоянной, а подвижность снижается, электрическое сопротивление R растет линейно или близкой к линейной зависимостию:
R(T)=R0[1+α(T-T0)]где α>0 — температурный коэффициент сопротивления.
2. Полупроводники. В собственном полупроводнике при абсолютном нуле зона проводимости пуста, и сопротивление стремится к бесконечности. При нагревании электроны получают энергию для перехода из валентной зоны в зону проводимости, оставляя после себя дырки. Концентрация носителей заряда n возрастает экспоненциально:
n∼e-Eg/2kTХотя подвижность носителей также немного уменьшается из-за рассеяния на фононах, этот эффект ничтожен по сравнению с резким ростом числа носителей. Поэтому общее сопротивление падает очень быстро:
R(T)∼eEg/2kTПроверка и вывод:
Сравним полученные результаты. У металлов зависимость R(T) положительная и слабая (линейная): чем горячее металл, тем хуже он проводит ток. У полупроводников зависимость R(T) отрицательная и сильная (экспоненциальная): чем горячее полупроводник, тем лучше он проводит ток. Это фундаментальное различие объясняется тем, что в металлах температура мешает движению уже имеющихся носителей, а в полупроводниках она создает новые носители заряда.
У металлов сопротивление растет с температурой (слабо, примерно линейно), так как усиливается рассеяние электронов на решетке.
У полупроводников сопротивление резко падает с температурой (экспоненциально), так как увеличивается концентрация носителей заряда.
В решении использованы стандартные модели Друде для металлов и зонная теория для полупроводников. Акцент сделан на конкуренции двух факторов: изменения подвижности и изменения концентрации носителей.
Как решение?
Двойная оценка: понятность и подробность. Можно выбрать одно или оба.
У вас другое условие?
Загрузите фото — учтём ваши числа и редакцию.
Частые вопросы
Это точный номер 116.2 из моего учебника?
Номер совпадает с учебником «Физика», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.; под редакцией Парфентьевой Н.А.. Формулировка — пересказ редакции, не дословная цитата. Если в вашей редакции другие числа — загрузите фото.
Какой ответ в задании 116.2?
Краткий ответ: У металлов сопротивление растет с температурой (слабо, примерно линейно), так как усиливается рассеяние электронов на решетке. У полупроводников сопротивление резко падает с температурой (экспоненциально), так как увеличивается концентрация носителей заряда.
Как пользоваться этим разбором?
Сначала прочитайте условие и чертёж, затем шаги решения по порядку и сверьте свой ход с кратким ответом внизу.
Какой учебник имеется в виду?
«Физика», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.; под редакцией Парфентьевой Н.А.. Проверьте часть, год и автора на обложке. Тема в учебнике: § 116. Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимости.
Можно ли списать ответ без решения?
Лучше сначала решить самостоятельно, а разбор использовать для проверки хода и поиска ошибки.