【#1】Độ Sáng Phổ Của Bức Xạ. Bức Xạ Nhiệt Định Luật Stefan Boltzmann Liên Quan Đến Độ Chói Năng Lượng R E Và Mật Độ Quang Phổ Của Độ Chói Năng Lượng Của Vật Thể Đen

Như bạn có thể thấy, mật độ xác suất phát hiện một electron ở ranh giới của một khoảng nhất định là như nhau. Do đó ,.

Ví dụ 8 Xác định lượng nhiệt cần thiết để đốt nóng tinh thể NaCl có khối lượng m u003d 20 g ở nhiệt độ T 1 u003d 2K. Nhiệt độ Debye đặc trưng cho NaCl được giả định là 320K.

Lượng nhiệt cần thiết để làm nóng một khối lượng m từ nhiệt độ T 1 đến nhiệt độ T 2 có thể được tính theo công thức:

trong đó C là nhiệt dung mol của chất, M là khối lượng mol.

Theo lý thuyết Debye, ở nhiệt độ, nhiệt dung mol của chất rắn kết tinh được xác định theo biểu thức:

Thay thế biểu thức (2) thành (1) và tích hợp, chúng tôi có được:

Thay thế các giá trị số và thực hiện các phép tính, chúng tôi tìm thấy Q u003d 1,22 mJ.

Ví dụ 9 Tính toán sai số khối lượng, năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng của hạt nhân.

Khiếm khuyết khối lượng của hạt nhân được xác định theo công thức:

Đối với lõi: Z u003d 5; A u003d 11.

Chúng ta có thể tính toán khuyết tật khối lượng trong các đơn vị phi hệ thống – đơn vị khối lượng nguyên tử (amu). Chúng tôi lấy dữ liệu cần thiết từ bảng (Phụ lục 3):

1.00783 amu, u003d 1,00867 amu, u003d 11,00931 amu

Theo kết quả tính toán theo công thức (1), chúng tôi thu được: u003d 0,08186 amu

Chúng tôi cũng tìm thấy năng lượng liên kết hạt nhân trong các đơn vị ngoài hệ thống (MeV), sử dụng công thức:

Hệ số tỷ lệ u003d 931,4 MeV / am.e., tức là

Sau khi thay thế các giá trị số, chúng tôi có được:

Năng lượng liên kết cụ thể, theo định nghĩa, là:

Xác định số sê-ri và số khối của hạt nhân thứ hai, đưa ra một bản ghi tượng trưng cho phản ứng hạt nhân và xác định hiệu ứng năng lượng của nó.

XÁC NHIỆT Định luật Stefan Boltzmann Mối quan hệ của độ chói năng lượng R e và mật độ quang phổ của độ chói năng lượng của vật thể đen Độ chói năng lượng của vật thể màu xám Định luật dịch chuyển rượu (định luật 1) Sự phụ thuộc nhiệt độ của mật độ quang phổ tối đa của vật thể đen

XÁC NHIỆT NHIỆT 1. Mật độ phổ tối đa của độ chói của năng lượng mặt trời rơi vào bước sóng u003d 0,48 micron. Xem xét rằng Mặt trời tỏa ra như một vật thể màu đen, xác định: 1) nhiệt độ bề mặt của nó; 2) năng lượng bức xạ bởi bề mặt của nó. Theo Định luật dịch chuyển của Vienna, Sức mạnh tỏa ra bởi bề mặt của Mặt trời Theo Định luật Stefan Boltzmann,

XỬ LÝ NHIỆT 2. Xác định lượng nhiệt mất 50 cm 2 từ bề mặt của bạch kim nóng chảy trong 1 phút nếu khả năng hấp thụ của bạch kim là A T u003d 0,8. Điểm nóng chảy của bạch kim bằng 1770 ° C. Lượng nhiệt bị mất bởi bạch kim bằng với năng lượng phát ra từ bề mặt nóng của nó Theo định luật Stefan Boltzmann,

XỬ LÝ NHIỆT 3. Một lò điện tiêu thụ năng lượng P u003d 500 W. Nhiệt độ của bề mặt bên trong của nó với một lỗ nhỏ mở có đường kính d u003d 5,0 cm là 700 ° C. Phần nào của năng lượng tiêu thụ bị tiêu tan bởi các bức tường? Tổng công suất được xác định bằng tổng công suất giải phóng qua lỗ. Sức mạnh tiêu tan bởi các bức tường. Theo định luật Stefan Boltzmann,

XÁC NHIỆT 4 Dây tóc vonfram được nung nóng trong chân không bằng một lực I u003d 1 A đến nhiệt độ T 1 u003d 1000 K. Ở mức độ nào thì dây tóc phát sáng đến nhiệt độ T 2 u003d 3000 K? Các hệ số hấp thụ của vonfram và điện trở suất của nó tương ứng với nhiệt độ T 1, T 2 là: a 1 u003d 0.115 và 2 u003d 0.334; 1 u003d 25, Ohm m, 2 u003d 96, Ohm m Công suất bức xạ bằng công suất tiêu thụ từ mạch điện ở trạng thái ổn định. Năng lượng điện được giải phóng trong dây dẫn. Theo định luật Stefan Boltzmann,

XÁC NHIỆT NHIỆT 5. Trong quang phổ của Mặt trời, mật độ phổ tối đa của độ chói năng lượng rơi ở bước sóng 0 u003d 0,47 m. Đã chấp nhận rằng Mặt trời tỏa ra như một vật thể hoàn toàn màu đen, tìm cường độ bức xạ mặt trời (tức là mật độ thông lượng bức xạ) gần Trái đất bên ngoài bầu khí quyển của nó. Cường độ ánh sáng (cường độ bức xạ) Thông lượng phát sáng Theo định luật của Stefan Boltzmann và Wien

XÁC NHIỆT NHIỆT ĐỘ 6. Bước sóng 0, chiếm năng lượng tối đa trong phổ phát xạ của vật đen, là 0,58 m. Xác định mật độ phổ tối đa của độ chói năng lượng (r, T) max được tính cho khoảng bước sóng u003d 1nm, gần 0. Mật độ phổ tối đa của độ chói năng lượng tỷ lệ thuận với công suất thứ năm của nhiệt độ và được biểu thị theo định luật Vienna thứ 2. Nhiệt độ T sẽ biểu thị giá trị C được tính theo đơn vị SI trong đó khoảng bước sóng đơn vị u003d 1 m. Do điều kiện của bài toán, cần phải tính mật độ phổ của độ chói năng lượng tính cho khoảng bước sóng 1nm, do đó, chúng tôi viết ue C trong các đơn vị SI và tính toán lại nó vào một định trước bước sóng khoảng:

XÁC NHIỆT NHIỆT 7. Một nghiên cứu về phổ bức xạ mặt trời cho thấy mật độ phổ tối đa của độ chói năng lượng tương ứng với bước sóng u003d 500nm. Lấy Mặt trời làm vật thể đen, xác định: 1) độ chói năng lượng R e của Mặt trời; 2) thông lượng năng lượng f e tỏa ra bởi mặt trời; 3) khối lượng của sóng điện từ (ở mọi độ dài) do Mặt trời phát ra trong 1 giây. 1. Theo định luật của Stefan Boltzmann và Wien 2. Thông lượng phát sáng 3. Khối lượng của sóng điện từ (ở mọi độ dài) do Mặt trời phát ra trong một thời gian t u003d 1 s, chúng tôi xác định bằng cách áp dụng định luật tỷ lệ khối lượng và năng lượng E u003d ms 2. Năng lượng của sóng điện từ phát ra cho thời gian t bằng tích của thông lượng năng lượng Ф e ((công suất bức xạ) theo thời gian: E u003d Ф e t. Do đó, Ф е u003d ms 2, whence m u003d Ф е / с 2.

Năng lượng mà cơ thể mất đi do bức xạ nhiệt được đặc trưng bởi các đại lượng sau.

Thông lượng bức xạ (f) – năng lượng phát ra trên mỗi đơn vị thời gian từ toàn bộ bề mặt của cơ thể.

Trên thực tế, đây là sức mạnh của bức xạ nhiệt. Kích thước của thông lượng bức xạ là .

Thông lượng bức xạ và độ chói năng lượng phụ thuộc vào cấu trúc của chất và nhiệt độ của nó: u003d Ф (Т),

Sự phân bố độ chói của năng lượng trên phổ của bức xạ nhiệt đặc trưng cho nó mật độ phổ.Hãy để chúng tôi biểu thị năng lượng của bức xạ nhiệt phát ra từ một bề mặt đơn vị trong 1 giây trong một phạm vi bước sóng hẹp từ λ trước đây λ + d λ, thông qua dRe.

Mật độ phổ của độ chói năng lượng (r) hoặc độ phát xạ tỷ lệ độ chói năng lượng trong một phần hẹp của phổ (dRe) so với chiều rộng của phần này (dλ) được gọi là:

Một dạng xấp xỉ của mật độ quang phổ và độ chói năng lượng (dRe) trong phạm vi sóng từ λ trước đây λ + d λ, được hiển thị trong hình. 13.1.

Hình. 13.1. Mật độ phổ của độ sáng năng lượng

Sự phụ thuộc của mật độ phổ của độ chói năng lượng vào bước sóng được gọi là phổ bức xạ cơ thể. Biết được sự phụ thuộc này cho phép bạn tính toán độ chói năng lượng của cơ thể theo bất kỳ phạm vi bước sóng nào. Công thức tính độ chói năng lượng của cơ thể trong phạm vi bước sóng có dạng:

Tổng độ sáng bằng:

Các cơ quan không chỉ phát ra, mà còn hấp thụ bức xạ nhiệt. Khả năng hấp thụ năng lượng bức xạ của cơ thể phụ thuộc vào chất, nhiệt độ và bước sóng bức xạ của nó. Khả năng hấp thụ của cơ thể đặc trưng hệ số hấp thụ đơn sắc α.

Để một dòng chảy trên bề mặt của cơ thể đơn sắc bức xạ Φ λ với bước sóng λ. Một phần của dòng chảy này được phản ánh, và một phần được cơ thể hấp thụ. Chúng tôi biểu thị thông lượng hấp thụ Φ λ acc.

Hệ số hấp thụ đơn sắc α tỷ lệ của thông lượng bức xạ được hấp thụ bởi một cơ thể nhất định với cường độ của thông lượng đơn sắc tới được gọi là:

Hệ số hấp thụ đơn sắc là một đại lượng không thứ nguyên. Giá trị của nó nằm giữa 0 và 1: 0 α 1.

Cơ thể màu đen là một cơ thể có hệ số hấp thụ bằng với sự thống nhất cho tất cả các bước sóng: α u003d 1.

Cơ thể màu xám là một cơ thể mà hệ số hấp thụ không phụ thuộc vào bước sóng: α u003d const< 1.

Toàn thân trắng là một vật có hệ số hấp thụ bằng 0 đối với tất cả các bước sóng: α u003d 0.

Luật của Kirchhoff

Luật của Kirchhoff – tỷ lệ phát xạ của cơ thể so với khả năng hấp thụ của nó là như nhau đối với tất cả các cơ thể và bằng mật độ quang phổ của độ chói năng lượng của một vật thể hoàn toàn màu đen:

Hậu quả của luật pháp:

1. Nếu cơ thể ở một nhiệt độ nhất định không hấp thụ bất kỳ bức xạ nào, thì nó không phát ra nó. Thật vậy, nếu với một bước sóng nhất định, hệ số hấp thụ α u003d 0, thì r u003d α (T) u003d 0

1. Ở cùng nhiệt độ cơ thể màu đentỏa ra nhiều hơn bất kỳ khác. Thật vậy, đối với tất cả các cơ thể ngoại trừ màu đen α < 1, поэтому для них r = α∙ε(λT) < ε

2. Nếu đối với một cơ thể nhất định, chúng tôi xác định bằng thực nghiệm sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ đơn sắc vào bước sóng và nhiệt độ – α u003d r u003d α (T), thì chúng tôi có thể tính toán phổ của bức xạ.

§ 4 Độ chói năng lượng. Luật Stefan-Boltzmann. Định luật dịch chuyển của Vienna

R E (độ chói năng lượng tích phân) – độ chói năng lượng xác định lượng năng lượng phát ra từ một bề mặt đơn vị trên một đơn vị thời gian trong toàn bộ dải tần từ 0 đến ở nhiệt độ T nhất định.

Truyền thông độ chói năng lượng và độ chói

[R e ] u003d J / (m 2 · s) u003d W / m 2

Luật của J. Stefan (nhà khoa học người Áo) và L. Boltzmann (nhà khoa học người Đức)

ở đâu

σ u003d 5,67 · 10 -8 W / (m 2 · K 4) là hằng số Stef-on-Boltzmann.

Độ chói năng lượng của một vật thể đen hoàn toàn tỷ lệ thuận với mức độ thứ tư của nhiệt độ nhiệt động lực học.

Định luật dịch chuyển của Vienna (1864 – 1928): Bước sóng (λ max), chiếm tỷ lệ phát xạ bức xạ cực đại của chúng tôi ở một nhiệt độ nhất định, tỷ lệ nghịch với nhiệt độ T.

bu003d 2.9 · 10 -3 m · K – Hằng số rượu vang.

Sự dịch chuyển của Vienna xảy ra bởi vì, với nhiệt độ tăng dần, độ phát xạ cực đại sẽ dịch chuyển về phía bước sóng ngắn.

Dựa trên khái niệm về bản chất liên tục của sự phát xạ sóng điện từ theo định luật phân bố năng lượng đồng đều theo các mức độ tự do, hai công thức đã thu được cho sự phát xạ bức xạ của abt:

k u003d 1,38 · 10 -23 J / K là hằng số Boltzmann.

Một xác minh thử nghiệm cho thấy với một nhiệt độ nhất định, công thức Wien có giá trị đối với các sóng ngắn và mang lại sự khác biệt rõ rệt với kinh nghiệm trong lĩnh vực sóng dài. Công thức Rayleigh-Jeans đã được chứng minh là đúng với sóng dài và không áp dụng cho sóng ngắn.

Nghiên cứu về bức xạ nhiệt sử dụng công thức Rayleigh – Jeans cho thấy trong khuôn khổ vật lý cổ điển, không thể giải quyết vấn đề về chức năng đặc trưng cho sự phát xạ của a.h.t. Nỗ lực không thành công này để giải thích các định luật bức xạ của a.h.t. Sử dụng bộ máy vật lý cổ điển, nó được gọi là thảm họa tia cực tím.

Nếu bạn cố gắng tính toán R E sử dụng công thức Rayleigh-Jeans sau đó

§6 Giả thuyết lượng tử và công thức của Planck.

Năm 1900, M. Planck (một nhà khoa học người Đức) đã đưa ra một giả thuyết theo đó sự phát xạ và hấp thụ năng lượng không xảy ra liên tục, nhưng trong một số phần nhỏ – lượng tử và năng lượng lượng tử tỷ lệ thuận với tần số dao động (công thức Planck):

h u003d 6.625 · 10 -34 J · s – Hằng số Planck hoặc

ở đâu

Do bức xạ xảy ra theo từng phần, nên năng lượng của bộ dao động (nguyên tử dao động, electron) E chỉ lấy các giá trị là bội số của một số nguyên của các phần năng lượng cơ bản, nghĩa là chỉ các giá trị rời rạc

Lần đầu tiên, ảnh hưởng của ánh sáng đến quá trình điện được nghiên cứu bởi Hertz vào năm 1887. Ông đã tiến hành các thí nghiệm với một khoảng cách tia lửa điện và phát hiện ra rằng khi được chiếu xạ bằng tia cực tím, sự phóng điện xảy ra ở điện áp thấp hơn đáng kể.

Năm 1889-1895 A.G. Stoletov đã nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng lên kim loại, sử dụng sơ đồ sau. Hai điện cực: cực âm K từ kim loại đang nghiên cứu và cực dương A (trong mạch Stoletov – lưới kim loại truyền ánh sáng) trong ống chân không được nối với pin để có sự trợ giúp của điện trở R Bạn có thể thay đổi giá trị và dấu hiệu của điện áp được áp dụng cho chúng. Khi cực âm kẽm được chiếu xạ, một dòng điện chạy trong mạch, được ghi lại bằng một milliammeter. Bằng cách chiếu xạ cực âm bằng ánh sáng có bước sóng khác nhau, Stoletov đã thiết lập các định luật cơ bản sau:

  • Hiệu ứng mạnh nhất là bức xạ cực tím;
  • Dưới ảnh hưởng của ánh sáng, các điện tích âm thoát ra khỏi cực âm;
  • Độ mạnh của dòng điện phát sinh dưới tác động của ánh sáng tỷ lệ thuận với cường độ của nó.

Lenard và Thomson năm 1898 đã đo mức phí cụ thể ( e/ m), các hạt bị đẩy ra, và hóa ra nó bằng điện tích riêng của electron, do đó, các electron bị kéo ra khỏi catốt.

§ 2 Hiệu ứng quang điện ngoài. Ba định luật về hiệu ứng quang điện bên ngoài

Một hiệu ứng quang điện bên ngoài là sự phát xạ của các electron bởi một chất dưới tác động của ánh sáng. Các electron được phát ra từ một chất trong hiệu ứng quang điện bên ngoài được gọi là quang điện tử và dòng điện do chúng tạo ra được gọi là quang điện.

Sử dụng mạch Stoletov, sự phụ thuộc sau đây của dòng ảnh vào

F (nghĩa là, đặc tính I – V – đặc tính volt-ampere) đã thu được):

Ở một số điện áp được xác định bởi số lượng electron phát ra từ cực âm trên một đơn vị thời gian dưới ảnh hưởng của ánh sáng. Số lượng các quang điện tử được giải phóng tỷ lệ thuận với số lượng sự cố lượng tử ánh sáng trên bề mặt cực âm. Và số lượng lượng tử ánh sáng được xác định bởi thông lượng ánh sáng Bạn N quang điện đạt đến bão hòa Tôi n – tất cả các electron được phát ra từ cực âm đều đạt cực dương, do đó, cường độ dòng bão hòa Tôi n NFrơi trên cực âm. Số lượng photon rơi theo thời gian t bề mặt được xác định theo công thức:

ở đâu W là năng lượng bức xạ mà bề mặt nhận được trong thời gian t,

Năng lượng photon

F e – quang thông (năng lượng bức xạ).

Định luật 1 của hiệu ứng quang điện ngoài (Luật của Stoletov):

Ở tần số ánh sáng tới cố định, dòng quang bão hòa tỷ lệ thuận với thông lượng ánh sáng tới:

Bạn sgiữ điện áp – điện áp tại đó không có electron nào có thể chạm tới cực dương. Do đó, định luật bảo toàn năng lượng trong trường hợp này có thể được viết ra: năng lượng của các electron được phát ra bằng với năng lượng hạn chế của điện trường

do đó, người ta có thể tìm thấy tốc độ tối đa của các quang điện tử phát ra V tối đa

electron electron không phụ thuộc vào cường độ của ánh sáng tới (từ Định luật 2 của hiệu ứng quang điện : tốc độ ban đầu tối đa V tối đaF) và chỉ được xác định bởi tần số của nó

: cho mỗi chất tồn tại Định luật 3 về hiệu ứng quang điện hiệu ứng ảnh viền đỏ, nghĩa là tần số tối thiểu ν kp, tùy thuộc vào bản chất hóa học của chất và trạng thái bề mặt của nó, tại đó hiệu ứng quang điện bên ngoài vẫn có thể xảy ra.

Định luật thứ hai và thứ ba của hiệu ứng quang điện không thể được giải thích bằng cách sử dụng bản chất sóng của ánh sáng (hay lý thuyết điện từ cổ điển của ánh sáng). Theo lý thuyết này, việc rút các electron dẫn ra khỏi kim loại là kết quả của sự “lắc lư” của chúng bởi trường điện từ của sóng ánh sáng. Với cường độ ánh sáng tăng dần ( F) nên tăng năng lượng được truyền bởi electron của kim loại, do đó, nên tăng V tối đa và điều này mâu thuẫn với định luật thứ 2 về hiệu ứng quang điện.

Vì theo lý thuyết sóng, năng lượng truyền từ trường điện từ tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng ( F), sau đó bất kỳ ánh sáng; tần số, nhưng với cường độ đủ cao sẽ phải kéo các electron ra khỏi kim loại, nghĩa là đường viền màu đỏ của hiệu ứng quang điện sẽ không tồn tại, điều này mâu thuẫn với định luật thứ 3 của hiệu ứng quang điện. Hiệu ứng quang điện bên ngoài là quán tính. Nhưng lý thuyết sóng không thể giải thích được quán tính của nó.

§ 3 Phương trình Einstein cho hiệu ứng quang điện ngoài. Thoát công việc

Năm 1905, A. Einstein đã giải thích hiệu ứng quang điện dựa trên các biểu diễn lượng tử. Theo Einstein, ánh sáng không chỉ được phát ra bởi lượng tử theo giả thuyết Planck, mà còn được phân phối trong không gian và được hấp thụ bởi vật chất trong các phần riêng biệt – lượng tử có năng lượng E 0 = hv. Lượng tử của bức xạ điện từ được gọi là photon.

Phương trình của Einstein (định luật bảo toàn năng lượng cho hiệu ứng ảnh bên ngoài):

Năng lượng photon sự cố hvđã chi cho việc xé một electron ra khỏi kim loại, tức là vào chức năng làm việc Và o và thông điệp về động năng phát ra từ quang điện tử.

Năng lượng nhỏ nhất cần được truyền tới một electron để loại bỏ nó khỏi chất rắn vào chân không được gọi là năng lượng đầu ra công việc.

Kể từ khi trang trại năng lượng để phụ thuộc vào nhiệt độ và do đó, cũng thay đổi theo nhiệt độ, do đó, E FE FVà o phụ thuộc vào nhiệt độ.

Ngoài ra, chức năng làm việc rất nhạy cảm với độ sạch của bề mặt. Bằng cách áp dụng một bộ phim lên bề mặt ( Sa, Sg, Chờ đợi) vào WVà o giảm từ 4,5 eV cho tinh khiết W lên tới 1,5 2 eV cho tạp chất W.

Phương trình của Einstein cho phép giải thích trongc ba định luật về hiệu ứng ảnh bên ngoài,

Định luật 1: mỗi lượng tử chỉ được hấp thụ bởi một điện tử. Do đó, số lượng quang điện tử được kéo ra phải tỷ lệ thuận với cường độ ( F) ánh sáng

Định luật 3: Với việc giảm ν giảm= V tối đavà cho ν u003d ν 0 V tối đau003d 0, do đó, hv 0 Và o do đó, tức là có một tần số tối thiểu mà tại đó hiệu ứng quang điện bên ngoài là có thể.

【#2】Bài 5: Định Luật Ohm

Định luật Ohm nói rằng: cường độ dòng điện đi qua 2 điểm của một vật dẫn điện luôn tỷ lệ thuận với hiệu điện thế đi qua 2 điểm đó, với vật dẫn điện có điện trở là một hằng số, ta có phương trình toán học mô tả mối quan hệ như sau:

Với I là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn (đơn vị: amperes). V là điện áp trên vật dẫn (đơn vị volts), R: Điện trở (đơn vị: ohms). Trong định luật Ohm, điện trở R không phụ thuộc vào cường độ dòng điện và R luôn là 1 hằng số.

Trong vật lý, thuật ngữ định luật Ohm cũng được dùng để chỉ các dạng khái quát khác của luật Ohm gốc. Ví dụ đơn giản sau:

Trong đó J là mật độ dòng tại một vị trí nhất định trong vật liệu điện trở, E là điện trường tại vị trí đó, và σ (Sigma) là một tham số phụ thuộc vật liệu được gọi là độ dẫn. Đây là dạng khác của Định luật Ohm viết bởi Gustav Kirchhoff.

Lịch sử Định luật Ohm

Ohm là một định luật quan trọng nhất trong điện học, định luật do một nhà vật lý học người Đức tên là Ohm (George) (1787 – 1854) phát minh.

Ohm nghiên cứu các tính chất của điện trở trong những năm 1825 và 1826, và công bố kết quả vào năm 1827 trong cuốn Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet (“Nghiên cứu phương trình toán học của mạch điện”)[2]. Ông đã lấy cảm hứng từ công trình nghiên cứu của Fourier về lý thuyết sự truyền nhiệt để chứng minh để giải thích nghiên cứu của mình.

Từ nhỏ Ohm đã được cha dạy môn toán, cũng được cha ông rèn luyện đôi tay khéo léo, đó cũng chính là cơ sở để sau này ông đã tự tay chế tạo được các dụng cụ thí nghiệm để tiến hành nghiên cứu. Vào năm 1811 ông nhận học vị tiến sĩ ở trường Đại học Bilett Island.

Phạm vi áp dụng

Định luật Ohm được hình thành trên cơ sở nghiên cứu thực nghiệm, Trong hầu hết các thí nghiệm với nhiều vật liệu khác nhau, Ohm thấy rằng cường độ dòng điện gần như tỷ lệ thuận so với điện trường. Đa số các kim loại và nhiều vật liệu dẫn điện khác tuân thủ định luật Ohm một cách gần đúng. nó đơn giản hơn so với Phương trình Maxwell.

Định luật của Ohm đã được kiểm chứng trên một loạt các quy mô lớn về chiều dài. Vào đầu thế kỷ 20, người ta cho rằng định luật của Ohm sẽ thể áp dụng ở quy mô nguyên tử, nhưng các thí nghiệm thực hiện không như kỳ vọng. Vào năm 2012, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng luật của Ohm hoạt động với các dây dẫn silicon nhỏ chỉ với bốn nguyên tử rộng và một nguyên tử cao.

Dạng vi phân

Ở dạng vi phân, định luật Ohm liên hệ giữa cường độ điện trường, E, với mật độ dòng điện, j, và điện trở suất, ρ:

Dòng xoay chiều

Với dòng điện xoay chiều, một thiết bị Ohm sẽ tuân theo định luật Ohm như sau:

với Z là trở kháng tại tần số của hiệu điện thế, không phụ thuộc vào độ lớn của hiệu điện thế.