Wiedemann-Franz-lag

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök

Wiedemann-Franz-lagen är i fysiken sambandet att förhållandet mellan en metalls värmeledningsförmåga κ och dess elektriska ledningsförmåga σ är proportionellt mot absolut temperatur T:

Proportionalitetskonstanten L kallas Lorenztalet. Denna kan härledas teoretiskt och får då värdet

vilket stämmer ganska väl överens med experimentella resultat för de flesta metaller. För halvledare har konstanten typiskt ett mindre värde.[1]

Gustav Wiedemann och Rudolf Franz rapporterade år 1853 att förhållandet κ/σ vid rumstemperatur var ungefär lika för många metaller och legeringar, även om dessa båda ledningsförmågor i till exempel brons är mycket lägre än i koppar eller silver. År 1872 upptäckte dansken Ludvig Lorenz förhållandets proportionalitet mot temperatur.

Bakgrunden är att det är elektronerna som står för den största delen av värmeledningsförmågan i metaller. Om man likställer den relaxationstid som begränsar elektronernas drifthastighet i ett elektriskt fält med elektronernas termiska relaxationstid, kan man härleda Wiedemann-Franz-lag.

Referenser[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ Eric S. Toberer, Lauryn L. Baranowsky, Chris Dames. Advances in Thermal Conductivity, Annual Review of Materials Research, Volym 42, 2012, Sidor 179-209.