ВИ́ДЕМАНА - ФРА́НЦА ЗАКО́Н

ВИ́ДЕМАНА – ФРА́НЦА ЗАКО́Н, со­от­но­ше­ние, свя­зы­ваю­щее элек­трон­ные те­п­ло­про­вод­ность $ϰ$ и элек­тро­про­вод­ность $σ$ ме­тал­лов: $ϰ/σ=C$, где $С$ – по­сто­ян­ная, оди­на­ко­вая для всех ме­тал­лов при дан­ной темп-ре. Экс­пе­ри­мен­таль­но ус­та­нов­лен нем. фи­зи­ка­ми Г. Г. Ви­де­ма­ном и Р. Фран­цем в 1853. В 1882 дат. фи­зик Л. Ло­ренц об­на­ру­жил, что $ϰ/σ=LT$, где $T$ – аб­со­лют­ная темп-ра, $L$ – чис­ло Ло­рен­ца.

Впер­вые объ­яс­не­ние В. – Ф. з. бы­ло по­лу­че­но в Дру­де тео­рии ме­тал­лов. По­сто­ян­ст­во со­от­но­ше­ния ϰ /σ свя­зы­ва­лось с тем, что в ме­тал­лах те­п­ло­вой по­ток в осн. пе­ре­но­сит­ся элек­тро­на­ми, при­чём в те­п­ло­про­вод­ность и элек­тро­про­вод­ность вхо­дят оди­на­ко­вым об­ра­зом од­ни и те же па­ра­мет­ры – вре­мя сво­бод­но­го про­бе­га, мас­са и кон­цен­тра­ция сво­бод­ных элек­тро­нов. Ко­ли­че­ст­вен­ное обос­но­ва­ние В. – Ф. з. по­лу­чил в Зом­мер­фель­да тео­рии ме­тал­лов. Бы­ло по­ка­за­но, что $L=π^2/3(k/e)^2=2,45·10^{–8} Вт·Ом/К^2$, где $е$ – за­ряд элек­тро­на, $k$ – по­сто­ян­ная Больц­ма­на.

Ос­но­ван­ная на зон­ной тео­рии твёр­до­го те­ла совр. тео­рия ме­тал­лов по­ка­зы­ва­ет, что В. – Ф. з. спра­вед­лив и в слу­чае ани­зо­троп­но­го уп­ру­го­го рас­сея­ния элек­тро­нов. Экс­пе­рим. под­твер­жде­ние В. – Ф. з. по­лу­че­но для боль­шин­ст­ва ме­тал­лов при ком­нат­ной темп-ре (за ис­клю­че­ни­ем Be, Mn). В. – Ф. з. вы­пол­ня­ет­ся и в по­лу­про­вод­ни­ках, од­на­ко $L$ в этом слу­чае за­ви­сит от ме­ха­низ­ма рас­сея­ния но­си­те­лей за­ря­да.