Электронная проводимость металлов, Что такое электропроводность?
Наиболее важным фактором, определяющим проводимость вещества, является количество электронов на конечной орбите его атомов. Металлы, атомы которых имеют 1 валентный электрон, являются хорошими проводниками. Электропроводные металлы: почему они опасны. Подобные металлы снаружи покрывают изоляцией.
Электрический ток в различных средах. Электрическая проводимость металлов. Электрическая проводимость металлов 2. Свободными носителями заряда в большинстве металлов являются электроны.
Проводимость металлов обусловлена движением свободных электронов. Опыт Рикке Рикке составил цепь, в которую входили три тесно прижатых друг к другу торцами цилиндра, из которых два крайних были медные, а средний алюминиевый.
Через эти цилиндры пропускался электрический ток в течение весьма длительного времени больше года , так что общее количество протекшего электричества достигло огромной величины свыше 3 Кл. По окончанию опыта цилиндры были разъединены ,и обнаружились лишь следы взаимного проникновения, не превышающие результатов обычной диффузии атомов в твердых телах.
Опыты Папалекси и Мандельштама — Стюарта и Толмена Экспериментально доказали , что проводимость металлов обусловлена движением свободных электронов. Опыт состоял в том , что нужно было раскрутить катушку, но вместо телефона как Мандельштам к ее концам подсоединили прибор для измерения заряда. Им удалось не только доказать существование у электрона массы, но и измерить ее. Сила тока в металлическом проводнике определяется по формуле: где I - сила тока в проводнике, e - модуль заряда электрона, n0 - концентрация электронов проводимости, - средняя скорость упорядоченного движения электронов, S - площадь поперечного сечения проводника.
Вольт-амперная характеристика металлов: По закону Ома Сила тока в проводниках прямо пропорциональна Напряжению.
Проводимостью называется величина, обратная сопротивлению где G - проводимость. Но так как сопротивление металлов зависит от температуры, то вольт-амперная характеристика металлов не является линейной. Зависимость Сопротивления от температуры Удельное сопротивление, а следовательно, и сопротивление металлов, зависит от температуры, увеличиваясь с ее ростом.
Температурная зависимость сопротивления проводника объясняется тем, что возрастает интенсивность рассеивания число столкновений носителей зарядов при повышении температуры; изменяется их концентрация при нагревании проводника. Для металлических проводников эти формулы применимы начиная с температуры К и выше.
Вашему вниманию представляем серию статей, на тему " Электронная проводимость металлов " по мотивам одноименных слайдов изданных в году студией "Диафильм", Москва, по заказу Министерства просвещения РСФСР.
При движении электронного потока по проводнику электроны взаимодействуют с ионами пространственной решётки. Одни электроны отклоняются ионами, другие даже отбрасываются назад и снова разгоняются полем. При взаимодействии электронного потока с ионами решётки электроны отдают им часть своей энергии. Амплитуда колебания ионов возрастает.
Проводник нагревается.
До взаимодействия. После взаимодействия. Идеально правильная кристаллическая решётка не оказывает сопротивления направленному движению электронов подобно тому, как правильно стоящие ряды людей не препятствуют бегу человека между ними. Нарушение в рядах препятствует бегу человека. Аналогично и нарушение правильной структуры решётки препятствует движению электронного потока.
К нарушениям правильной структуры решётки относится также колебательное движение ионов.
Как качания людей, стоящих в рядах, препятствуют бегу человека между ними, так и колебания ионов препятствуют направленному движению электронов.
Нарушения правильной структуры решётки вызываются термической и механической обработкой металлов. Особенно сильно нарушают правильную структуру решётки примеси. Металлы имеют неодинаковые по структуре кристаллические решётки, и они различным образом уменьшают среднюю скорость движения электронов, т. О величине этого сопротивления судят по влиянию проводника на силу тока.
На этом основаны принципы измерения сопротивления.
