Номер 1279, страница 289 - гдз по физике 10 класс сборник задач Дорофейчик, Белая

1279. Один из двух одинаковых по внешнему виду термометров сопротивления содержит металлический проводник, а другой — полупроводник. Как практически установить, какой материал применен в термометре?

Чтобы практически установить, какой материал (металлический проводник или полупроводник) использован в термометре сопротивления, нужно проверить, как изменяется его электрическое сопротивление при изменении температуры. Для этого потребуется омметр (или мультиметр в режиме измерения сопротивления).

Эксперимент заключается в следующем:
1. Измерить сопротивление термометра при комнатной температуре.
2. Нагреть чувствительный элемент термометра (например, зажав его в ладони или опустив в стакан с теплой водой).
3. Во время нагрева наблюдать за показаниями омметра.

Выводы делаются на основе фундаментального различия температурной зависимости сопротивления для металлов и полупроводников:

У металлических проводников сопротивление с ростом температуры увеличивается. Это связано с тем, что при нагревании усиливаются колебания ионов в узлах кристаллической решетки, что приводит к более частым столкновениям свободных электронов с ионами и увеличивает сопротивление. Зависимость сопротивления от температуры для металлов можно описать формулой: $R = R_0(1 + \alpha \Delta T)$, где температурный коэффициент сопротивления $\alpha > 0$.

У полупроводников сопротивление с ростом температуры, наоборот, уменьшается. Причина в том, что при нагревании резко возрастает концентрация свободных носителей заряда (электронов и дырок). Этот эффект преобладает над увеличением рассеяния носителей на колебаниях решетки, что приводит к значительному падению сопротивления.

Таким образом, если при нагревании сопротивление термометра увеличилось, то он содержит металлический проводник. Если же сопротивление уменьшилось, то он полупроводниковый.

Ответ: Необходимо измерить сопротивление каждого термометра, а затем нагреть их. У термометра с металлическим проводником сопротивление при нагревании увеличится, а у термометра с полупроводником — уменьшится.