Параграф 36 Физика 8 класс Пёрышкин | Конспект

Электрический ток в металлах

Металлы в твёрдом состоянии состоят из кристаллической решетки, в узлах которой находятся атомы металлов. Внутри металла электроны на внешних оболочках атомов обладают большей свободой движения, чем электроны на более близких к ядру уровнях. Эти свободные электроны могут двигаться внутри металла и подчиняются закону сохранения заряда.

В кристаллической решетке атомы удерживаются вместе благодаря обмену электрическими зарядами. При отсутствии внешнего воздействия электроны движутся хаотично, но при приложении электрического поля их движение становится упорядоченным. Важно учитывать, что для создания упорядоченного движения электронов в металлах необходимо, чтобы атомы оставались на своих местах.

История исследования электрического тока в металлах

Впервые свойства электрического тока в металлах начали исследовать в начале XX века. В 1913 году российские физики Леонид Исаакович Мандельштам и Николай Дмитриевич Папалекси провели опыты с кристаллическими решетками, подтверждая теорию упорядоченного движения электронов в металлических решетках. Эти опыты показали, что упорядоченное движение свободных электронов подчиняется законам динамики и взаимодействия зарядов.

Роль американских ученых

Американский физик Томас Сэвидж продолжил исследования свойств металлических проводников и обнаружил, что в металлах существуют свободные электроны, движение которых можно описать как аналог движения молекул в газах. Эти исследования позволили углубить знания о свойствах металлов и их проводимости.

Скорость движения электронов в металлах

Свободные электроны внутри металлов могут двигаться со скоростью до нескольких сотен километров в секунду. Однако их направленное движение по проводнику довольно медленное — всего несколько миллиметров в секунду. Это связано с тем, что на пути движения электроны сталкиваются с ионами решетки и другими электронами, замедляясь и изменяя направление.

Значение исследований для науки и техники

Исследования свойств электрического тока в металлах позволили создать новые теории и модели, которые используются в современной технике. Понимание механизмов движения свободных электронов в металлах помогло улучшить конструкцию полупроводниковых приборов и снизить потери энергии в проводах.