Strom aus Licht - Institut für naturwissenschaftliche Grundlagen

Kapitel 3: Physik der Halbleiter 22
Lernkontrolle I
Nur wenn Sie die folgenden Aufgaben richtig lösen können, ist es sinnvoll, den zweiten Teil
dieses Kapitels in Angriff zu nehmen!
Aufgabe 3.2
-
a) Warum kann man in einem Metall schon durch Anlegen einer geringen
Spannung einen grossen Strom erzeugen?
b) Warum halten die Metallatome zusammen - obwohl die einzelnen
Atomrümpfe positiv geladen sind und sich deshalb doch gegenseitig
abstossen?
c) Wie ändert sich der elektrische Widerstand eines Metalls mit der
Temperatur? Steigt oder fällt er mit zunehmender Temperatur? Begründen
Sie Ihre Antwort.
Aufgabe 3.3
-
a) Warum wird ein perfekter, reiner Halbleiter bei genügend hoher
Temperatur elektrisch leitend, obwohl alle Elektronen ausserhalb der
Atomrümpfe mit der Realisierung der kovalenten Bindungen zwischen
den Atomrümpfen "beschäftigt" und demzufolge unbeweglich sind?
b) Wie viele frei bewegliche Elektronen pro Atom gibt es im Metall und
wieviele im reinen Halbleiter bei Zimmertemperatur? Geben Sie nur die
Grössenordnung an. Zum Beispiel: "ca. 10 -3 " oder "ca. 1'000'000".
c) Ist es erstaunlich, dass Silizium die gleiche Kristallstruktur hat wie
Diamant?
Aufgabe 3.4
-
Fakultativ! Überprüfen Sie gewisse Behauptungen!
a) Im Text wurde behauptet, in Metallen gäbe es 10 23 Leitungselektronen
pro Kubikzentimeter.
b) Es wurde ohne Begründung angegeben, die Geschwindigkeit der
Leitungselektronen sei bloss 1/10 mm pro Sekunde.
ETH-Leitprogramm Physik
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