شیمی دوازدهم صفحه ۷۳ - کاوش کنید ۱
دربارهٔ «رسانایی الکتریکی گرافن» کاوش کنید.
وسایل و مواد مورد نیاز: لامپ LED، باتری ۹ ولتی، سیم، سوکت، مقاومت ۳۳۰ اهمی، مداد و کاغذ.
۱- مداری مطابق شکل روبهرو بسازید.
۲- با یک مداد نرم، چهارگوشهای ضخیم و تیره روی کاغذ بکشید، به طوری که حدود ۳ تا ۴ سانتیمتر طول و حدود ۱/۵ سانتیمتر عرض داشته باشد، سپس مستطیل را با مداد به طور کامل سیاه کنید.
۳- نوک فلزی دو سیم رابط را با مستطیل گرافیتی که ضخامتی در حدود چند نانومتر دارد تماس دهید سپس به لامپ نگاه کنید، چه رخ میدهد؟
۴- دو نقطهٔ اتصال را به هم نزدیک یا از هم دور کنید، چه تغییری در شدت روشنایی لامپ پدید میآید؟
پاسخ تشریحی و گام به گام شیمی دوازدهم صفحه ۷۳ - کاوش کنید ۱
این آزمایش جذاب به ما نشان میدهد که چگونه ساختار اتمی یک ماده میتواند اجازه حرکت به الکترونها را بدهد، حتی اگر آن ماده یک فلز نباشد!
**مشاهده مرحله ۳:**
وقتی سیمها را به لایه گرافیتی (که حاوی ورقههای گرافن است) متصل میکنید، مشاهده میکنید که **لامپ LED روشن میشود**.
این نشاندهنده آن است که لایه نازک گرافیت ایجاد شده توسط مداد، **رسانای جریان الکتریکی** است.
دلیل این رسانایی وجود الکترونهای ناپیوندی و غیرمتمرکز در هر لایه گرافن است که میتوانند در سرتاسر صفحه حرکت کنند.
**مشاهده مرحله ۴ (تأثیر فاصله):**
* با **نزدیک کردن** دو سیم به هم روی مستطیل سیاه، شدت روشنایی لامپ **بیشتر** میشود.
* با **دور کردن** دو سیم از یکدیگر، شدت روشنایی لامپ **کمتر** میشود.
**توضیح معلمانه:**
این پدیده به دلیل تغییر در **مقاومت الکتریکی** مسیر است.
هرچه طول مسیر عبور جریان در لایه گرافیتی بیشتر شود، الکترونها با موانع بیشتری برخورد میکنند (مقاومت زیاد میشود) و در نتیجه جریان عبوری کاهش یافته و نور لامپ ضعیف میگردد.
