Elektrizitätsleitung und Diffusionsspannung

Elektrizitätsleitung

Festkörper teilt man hinsichtlich ihrer elektrischen Leitfähigkeit in Metalle, Halbleiter und Isolatoren ein. Metalle leiten sehr gut, da sich in ihnen die Elektronen frei bewegen können. Isolatoren leiten dagegen fast überhaupt nicht.

Im Vakuum sind Elektronen völlig frei beweglich. Sie können dort durch eine Spannungsdifferenz beschleunigt werden, was man sich z.B. in der Röntgenröhre zu Nutze macht.

Wenn schnelle Elektronen in Gasen auf Gasmoleküle stoßen, können sie diese ionisieren, was wiederum neue Ionisationen und weitere Stoßprozesse auslöst. Das Gas kann dadurch leitend werden oder es kann sogar zur Gasentladung kommen.

Lösungen mit geladenen Ionen sind Elektrolyte. Legt man an diese eine Spannung an, kommt es zur Elektrolyse.

Diffusionsspannung

Eine Diffusionsspannung entsteht dort, wo Ionen durch eine semipermeable Membran diffundieren und gleichzeitig eine Ladungstrennung stattfindet (z.B. an einer Zellmembran). Die Diffusionsspannung kann mit der Nernst-Gleichung berechnet werden.