Velocidade de deriva e tempo de relaxamento de momento:

velocidade de desvio e Tempo de relaxamento de momento são dois conceitos -chave para entender o movimento de partículas carregadas, particularmente no contexto da condutividade elétrica nos materiais.

1. Velocidade de deriva (VD):

* Definição: A velocidade média obtida por partículas carregadas (elétrons ou orifícios) em um material sob a influência de um campo elétrico.
* Explicação: Imagine um condutor com elétrons livres. Quando um campo elétrico é aplicado, os elétrons experimentam uma força e começam a acelerar. No entanto, eles não aceleram indefinidamente porque colidem constantemente com os átomos do condutor. Essas colisões fazem com que os elétrons percam o impulso e mudem de direção. O efeito líquido é um desvio lento e constante dos elétrons na direção oposta ao campo elétrico. Essa velocidade média do desvio é chamada de velocidade de desvio.
* fatores que afetam a velocidade da deriva:
* força do campo elétrico (e): Superior o campo elétrico, mais rápido a aceleração e velocidade de desvio.
* mobilidade eletrônica (μ): Uma medida de com que facilidade se move através do material. Maior mobilidade leva a uma maior velocidade de desvio.
* Temperatura: Em temperaturas mais altas, os elétrons colidem com mais frequência, reduzindo a velocidade de deriva.

2. Tempo de relaxamento do momento (τ):

* Definição: O tempo médio entre as colisões de uma partícula carregada com os átomos do material.
* Explicação: Durante o tempo entre colisões, a partícula carregada está se acelerando sob a influência do campo elétrico. As colisões fazem com que a partícula perca seu momento e comece a se mover aleatoriamente novamente. O tempo médio entre essas colisões é o tempo de relaxamento do momento.
* fatores que afetam o tempo de relaxamento do momento:
* Temperatura: A temperatura mais alta leva a colisões mais frequentes, diminuindo o tempo de relaxamento do momento.
* Propriedades do material: Materiais diferentes têm diferentes estruturas atômicas e imperfeições cristalinas, que afetam a frequência de colisão e o tempo de relaxamento.

Relação entre velocidade de deriva e tempo de relaxamento do momento:

A velocidade de deriva (VD) é diretamente proporcional ao campo elétrico (e) e ao tempo de relaxamento do momento (τ):

vd =μe =(eτ/m) e

Onde:

* E é a carga do elétron
* M é a massa do elétron

Significado:

Compreender a velocidade de deriva e o tempo de relaxamento do momento é crucial para:

* Entendendo a condutividade elétrica: Velocidade de desvio mais alta e tempo de relaxamento mais longo levam a uma maior condutividade.
* projetar materiais para aplicações específicas: O controle da velocidade de desvio e do tempo de relaxamento permite adaptar as propriedades elétricas dos materiais para aplicações específicas, como em transistores ou células solares.
* Analisando o transporte de elétrons em diferentes materiais: Ajuda a entender como os elétrons se movem por diferentes materiais e como seu movimento é influenciado por vários fatores, como temperatura, impurezas e campo elétrico.

em resumo:

A velocidade de deriva é a velocidade média de partículas carregadas sob um campo elétrico, influenciado pela força do campo elétrico, mobilidade de elétrons e temperatura. O tempo de relaxamento do momento é o tempo médio entre as colisões, afetadas pelas propriedades de temperatura e material. Ambos desempenham um papel vital na determinação da condutividade elétrica dos materiais.