Que signifie "Loi de Wiedemann-Franz"?
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La loi de Wiedemann-Franz relie deux propriétés importantes des matériaux : la conductivité thermique et la conductivité électrique. En gros, elle décrit à quel point un matériau peut bien conduire la chaleur par rapport à l'électricité. Selon cette loi, il y a un ratio constant entre ces deux types de conductivité quand on prend en compte la température.
Comportement des Métaux
La plupart des métaux suivent bien cette loi. À des températures élevées, ils gardent un ratio stable, ce qui signifie qu'ils conduisent efficacement à la fois la chaleur et l'électricité. C'est parce qu'ils ont un niveau d'énergie élevé, ce qui permet aux électrons de bouger librement.
Graphène et Systèmes Bidimensionnels
Dans des études récentes, des matériaux bidimensionnels comme le graphène montrent un comportement intéressant. Quand la concentration d'impuretés dans le graphène change, sa capacité à conduire l'électricité et la chaleur peut être impactée. Si le niveau d'impuretés est réduit, le matériau peut montrer une déviation par rapport à la loi de Wiedemann-Franz, entraînant des résultats inattendus.
Ratio de Lorenz
Le ratio de Lorenz est la valeur clé utilisée pour évaluer comment les matériaux se conforment à cette loi. Dans certaines situations, surtout à des niveaux d'énergie plus bas dans des matériaux comme le graphène, ce ratio peut descendre en dessous de un, ce qui indique que la relation habituelle entre conductivité thermique et électrique ne tient plus.
Contexte Historique
La loi de Wiedemann-Franz a aussi une importance historique. La première théorie expliquant cette relation avait des erreurs, qui ont été corrigées par la suite. Comprendre ces erreurs aide à clarifier comment les scientifiques ont développé une vue plus précise de la conduction électrique dans les métaux. Ce savoir est important pour les étudiants et ceux qui étudient la physique des états solides.