2006년03월05일 17번

[전기자기학]
자유전자 e가 전계 E 중을 열에너지에 의해 진동하고 있는 원자와 충돌하면서 운동하는 경우 평균 자유시간을 τ 라 하면 도전율 σ는 얼마인가? (단, 자유전자의 밀도는 n, 질량은 m 이라 한다.)

(정답률: 26%)

문제 해설

도전율 σ는 충돌 당 단위 면적당 충돌 횟수를 나타내는 값이다. 따라서 σ는 자유전자가 운동하는 동안 원자와 충돌할 확률에 비례한다.

자유전자의 평균 자유시간 τ는 자유전자가 운동하는 동안 충돌하지 않고 자유롭게 움직일 수 있는 시간을 의미한다. 따라서 자유전자가 운동하는 동안 충돌할 확률은 τ에 반비례한다.

따라서 σ는 n, m, τ에 모두 비례하므로, σ ∝ nmt 이다. 따라서 보기에서 정답은 "

" 이다.

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