Среднее положение по электропроводности между проводниками и непроводниками занимает большая группа минералов, называемых полупроводниками. При низких температурах они совершенно не проводят электричества, но уже при небольшом повышении температуры многие электроны в полупроводнике перескакивают в незаполненную зону и полупроводник приобретает электропроводность.
Характерным свойством всех полупроводников является резкое изменение их электропроводности не только при нагреве, но и под действием других внешних факторов, например освещения, облучения быстрыми частицами, давления и др. Этим свойством полупроводниковых минералов пользуются в практике электрической сепарации, подогревая их или облучая частицами распада атомов, излучаемыми изотопами.
У полупроводников кроме электронной наблюдается особый вид электропроводности — дырочная, которая проявляется благодаря участию в явлении электрического тока электронов заполненной зоны, когда эта зона вследствие перехода из нее в зону проводимости некоторых электронов становится частично незаполненной. Возникшие на других энергетических уровнях свободные места (“дырки”) под действием электрического поля заполняются электронами с нижележащих уровней, а вновь образовавшиеся свободные места также заполняются электронами, имеющими еще меньшую энергию. Таким образом, “дырки” как бы перемещаются в направлении, противоположном перемещению электронов, неся с собой положительный заряд. Полный ток в полупроводнике складывается из токов, вызванных электронной и дырочной проводимостью. К полупроводниковым минералам относятся боксит, вольфрамит, ожелезненный циркон и др.
В соответствии с законом Ома электропроводность минеральных частиц равна
G = I/U = gS/l (24)
где G — проводимость, См (А/В); I — величина тока, А; U — приложенная разность потенциалов, В; g — удельная электропроводность, См/м; S — площадь сечения частиц, м2; l — длина частицы, м.
В электрическом поле проводники и непроводники ведут себя различно. Если поместить проводник в электрическое поле, то на его поверхности появляются электрические заряды, причем на одном конце проводника появляется избыток электронов (отрицательный заряд), а на другом — наблюдается недостаток электронов (положительный заряд). При удалении проводника из электрического поля оба противоположных заряда уравновешиваются и тело становится незаряженным. При контакте проводника с заряженным телом вследствие хорошей проводимости проводник приобретает одноименный заряд и отталкивается от заряженного тела.
Сила, с которой взаимодействуют два заряда, согласно закону Кулона прямо пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и диэлектрической проницаемости среды
Fк= 
(25)
где Q1 и Q2— величины взаимодействующих зарядов; r — расстояние между зарядами; ε — диэлектрическая проницаемость среды.
По другому ведут себя в электрическом поле диэлектрики. В каждой молекуле диэлектрика находятся одновременно и положительные и отрицательные заряды, причем в любом объеме диэлектрика общий положительный заряд равен отрицательному заряду. Можно сказать, что молекула диэлектрика содержит в себе парные электрические заряды и является электрическим диполем.
Если поместить диэлектрик в электрическое поле, то под действием поля происходит лишь смещение зарядов и ориентация электрических диполей в направлении напряженности поля. На поверхности диэлектрика появляются заряды: с одного конца положительные, с другого — отрицательные. Процесс смещения зарядов в диэлектрике под действием электрического поля носит название поляризации, а заряды, появляющиеся на поверхности поляризованного диэлектрика, называются связанными зарядами.
Под связанными зарядами принято понимать электрические заряды, входящие в состав вещества и удерживаемые в определенных положениях внутримолекулярными силами.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.