离子导电的能斯特-爱因斯坦方程的
上传人:san****019
文档编号:20842816
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我们知道电流是指单位时间内通过已知截面的电量,电流密度是指单位时间、单位面积上通过的电流(电荷量)。则电流密度:EnqvSIJ 式中:n单位体积内载流子数 v每一载流子的漂移速度 q每一载流子的电荷量 xnDJ xn在无机材料物理化学中得知扩散通量是指单位时间、单位面积上溶质扩散的量(或在单位时间内通过单位面积的原子数目)。扩散通量为: 式中:“ ”表示原子流动方向与梯度方向相反; D 扩散系数,即单位浓度梯度时,扩散通过单位截面面积的扩散速度; 浓度梯度。 xnDqJ 1 xVEJ 2如果在扩散通量表达式中,乘上质点的电荷量,则得由于载流子离子浓度梯度所形成的电流密度为:由于电场作用所产生的电流密度为:式中 V电位 xVJJJ j xnDq21)(kTqVexpnn 0 则总电流密度为:根据BoltZmann分布规律建立下式: xVkTqnxn 0n则浓度梯度为:式中 q 电荷; V 电位; 常数。 0 xVXVkTnDqJ 2j kTnqD 2由上得:就可得:此式即为能斯脱-爱因斯坦方程。此方程建立了离子电导率与扩散系数的联系,是一个重要公式。
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