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物理中质量和密度是什么关系 _ 临河生活问答网

发布时间:2019-07-27

有效质量并不代表真正的质量,而是代表能带中电子受外力时,外力与加速度的一个比例系数(在准经典近似中,晶体电子在外力F*作用下具有加速度a*,所以参照牛顿第二定律定义的m*=F*/a*称作惯性质量)。
定义:
负的有效质量说明晶格对电子作负功,即电子要供给晶格能量,而且电子供给晶格的能量大于外场对电子作功。 有效质量概括了半导体内部势场的作用,使得在解决半导体中电子在外力作用下的运动规律时,可以不涉及内部势场的作用。

概念:将晶体中电子的加速度与外加的作用力联系起来,并且包含了晶体中的内力作用效果。
公式表示:
Ft=MV′-MV0一般认为作用后的瞬时V′近似零故上述公式可简化为Ft=-MV0(公式中的负号表示F、V0反向)

IV称为有效质量.如果移动中不受阻力则所有质点将完全偏聚在表面.由于金属液体存在粘度于是第二相质点不可避免地受来移动阻力F
补充说明:
(1)因为在一般的载流子输运问题中,可以把晶体电子(或空穴)看成是具有动量P= ħk(k是晶体电子的准动量)和能量E = P2/ 2m* 的粒子(量子波包),即认为晶体电子是带有质量m*的自由粒子,m*就是晶体电子的有效质量。这就是所谓准经典近似,即把晶体电子看作为具有一定有效质量的经典粒子(能量与动量的平方成正比)。但是,终究有效质量是一个量子概念,所以有效质量不同于惯性质量,它反映了晶体周期性势场的作用(则可正可负,并可大于或小于惯性质量)。有效质量的大小与电子所处的状态k有关,也与能带结构有关(能带越宽,有效质量越小);并且有效质量只有在能带极值附近才有意义,在能带底附近取正值,在能带顶附近取负值。

(2)对于立方晶体,为了让电导率是一个标量,可引入所谓电导率有效质量;例如Si,导带电子的电导率有效质量mcn与导带底的横向有效质量mt*和纵向有效质量ml*的关系为mcn = 3ml*mt*/(2ml*+mt*),价带空穴的电导率有效质量mcp与复空穴有效质量mph*和轻空穴有效质量mpl*的关系为mcp = ( mph*3/2+ mpl*3/2 ) / ( mph*1/2 + mpl*1/2 ) ≈ mph*。

(3)此外,为了方便讨论导带底不在Brillouin区中心的半导体(如Si)中载流子的能态密度函数,还引入了所谓状态密度有效质量。这种半导体的导带底等能面是旋转椭球面,则其中电子的有效质量不是一个分量(有一个纵向有效质量ml*和两个横向有效质量mt*);这种非球形导带底的能态密度分布函数比较复杂,但是如果把电子有效质量代换为所谓态密度有效质量mdn* =(ml* mt* mt*)1/3,则可以认为它的能态密度分布函数与球形等能面的一样。

对于有s个等价导带底(能谷)的情况,电子的态密度有效质量应该更改为mdn* =(s2 ml* mt* mt*)1/3。对Si,s=6, mdn*=1.08m0,mdp*=0.59m0;对Ge,s=4,mdn*=0.56m0,mdp*=0.37m0,;对GaAs,等能面是球面,s=1,mdn* =m*。

类似地,对于价带顶附近的情况,可同样求得相同形式的能态密度分布函数,并且空穴的状态密度有效质量为mdp* = [ (mpl*)3/2 + (mph*)3/2 ]2/3。

有效质量可以通过所谓回旋共振实验来直接进行测量。因为当半导体处在恒定外磁场B中时,其中的载流子将作螺旋运动,回旋频率为ωc = q B / mn*,所以只要测量出回旋频率,即可得来有效质量mn*;实验上,还在半导体上再加一个交变电磁场[频率为微波~红外光],当交变电磁场的频率等于回旋频率时即发生共振汲取,则测量出此共振频率即可。

回复:

在物理学中,把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。 1、某种物质的质量和其体积的比值,即单位体积的某种物质的质量,叫作这种物质密度。符号ρ。单位为千克/米^3。 其数学表达式为ρ=m/V。在国际单位制中,质量的主单位是千克,体积的主单位是立方米,于是取1立方米物质的质量作为物质的密度。对于非平均物质则称为“平均密度”。 2、密度的物理意义。用水举例,水的密度在4℃时为10^3千克/米^3或1克/厘米^3(1.0×10^3kg/m^3,物理)意义是:每立方米的水的质量是1.0×10^3千克。 地球的平均密度为5.5×10^3千克/米^3。 标准状况下干燥空气的平均密度为0.001293×10^3千克/米^3。 常见的非金属固体、金属、液体、气体的密度(略)。 3. 是指在规定温度下,单位体积内所含物质的质量数,以kg/m^3(读作千克每立方米)或g/cm^3(读作克每立方厘米)表示。主要用在换算数量与交货验收的计量和某些油品的质量控制,以及简单判定油品性能上。 4.在印刷术语中,反射密度指一种表面的遮光能力;透射密度指一种过滤器的遮光能力。 5.感光材料的密度是指其经曝光显影后,影像深浅的程度。如胶片,画面愈是透明的地方,密度愈小;反之,愈是不透明的地方,其密度愈大。 密度是反映物质特性的物理量,物质的特性是指物质本身具有的而又能相互区别的一种性质,人们往往感觉密度大的物质“复”,密度小的物质“轻”一些,这里的“复”和“轻”实质上指的是密度的大小。 :质量是物体所含物质的多少。所含物质减少,所以质量减少。密度是物质的一种特性,它不随质量、体积的改变而改变,同种物质的密度不变。 密度是物质的一种特性,它只与物质的种类有关,与质量、体积等因素无关,不同的物质,密度一般是不相同的,同种物质的密度则是相同的 。 密度的公式 : (ρ表示密度、m表示质量、 V表示体积) 正确理解密度公式时,要注意条件和每个物理量所表示的特别含义。从数学的角度看有三种情况: (1) ρ一定,m和V 成正比; (2)m 一定时,ρ与 V 成反比 ; (3)V 一定时,ρ与 m 成正比。 结合物理意义,三种情况只有(1)的说法正确,(2)(3) 都是错误的。因为同种物质的密度是一定的,它不随体积和质量的变化而变化,所以在理解物理公式时,不可能脱离物理事实,不能单纯地从数学的角度理解物理公式中各量的关系 5. 国际单位制中密度的单位是 : 千克 / 米 3。 正确读法为千克每立方米,符号kg/m3, 常用的单位是克/厘米3, 正确读法是克每立方厘米 , 符号为 g/cm3。 它们之间的换算关系 : l g/cm3=1000kg/m3 6. 水的密度值为 1000kg/m3 它的物理意义是体积为1m3水的质量为1000kg. 7. 根据密度公式的变形式:m=vρ或,v=m/ρ可以运算出物体的质量和体积,特别是一些质量和体积不便直接测量的问题,如运算不规则形状物体的体积、纪念碑的质量等。密度是物质的特性之一,每种物质都有一定的密度,不同物质的密度一般是不同。因此我们可以利用密度来鉴别物质。其办法是是测定待测物质的密度,把测得的密度和密度表中各种物质的密度进行比较,就可以鉴别物体是什么物质做成的。 8. 利用密度晓识解决简单问题,如判定物体是否空心,用“分析法”解决一些较为复杂的问题。 判定物体是空心的还是实心的,一般有以下三种方法 : (1)提据公式 , 求出 ,再与该物质密度ρ比较 ,若 < ρ , 则为空心 , 若=ρ,为实心。 (2)把物体当作实心物体,由公式 ,求出 ,再与 比较,若 < ,则为空心,若 = ,则该物体为实心。 (3) 把物体当作实心物体对待,利用 , 求出体积为 的实心物体的质量, 然后将m 与物体实际质量m物比较, 若m>m物时,则该物体为空心,若m=m物, 则该物体为实心 。 9. 人体的密度仅有1.07 g/cm3,竟然只比水的密度多出一些,所以学游泳应该不会太难吧! 汽油的密度比水小,所以你晓道为什么在路上看来的油渍,都会浮在水面上了吧。 海水的密度大于水,人体在海水中比较容易浮起来。 水的密度竟然大于冰,你现在就去冰箱里拿一些冰块,把它丢在半杯水中,看看冰块是浮着呢?还是沉下。物质的密度会受温度的影响而改变。一般而言,物质的质量不受温度影响,但是体积会热胀冷缩。所以温度上升时体积膨胀,密度相对就变小了。相反的,物质在温度下降时体积缩小,密度会变大。不过水是例外,因为水的密度在4℃时最大,水温只要从4℃上升或下降,密度都会变小。也就是说4℃的水,体积在受热时也膨胀、冷却时也膨胀。所以水总是由表面开始结冰,密度最大的4℃的水会沉入最底层。这个性质非常复要,在严寒的冬天,虽然水的表面已结冰,但在湖泊的底层仍哗孩糕绞蕹悸革溪宫娄保持4℃左右,使水中的生物可安稳度过冬天。

回复:

在物理学中,把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。 1、某种物质的质量和其体积的比值,即单位体积的某种物质的质量,叫作这种物质密度。符号ρ。单位为千克/米^3。 其数学表达式为ρ=m/V。在国际单位制中,质量的主单位是千克,体积的主。。。

回复:

密度越大质量越大与体积无关

回复:

有效质量并不代表真正的质量,而是代表能带中电子受外力时,外力与加速度的一个比例系数(在准经典近似中,晶体电子在外力F*作用下具有加速度a*,所以参照牛顿第二定律定义的m*=F*/a*称作惯性质量)。 定义: 负的有效质量说明晶格对电子作负功...

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