Электрический ток в металлах


Подписи к слайдам:
Электрический ток в металлах Симанько Н,М,

Электрический ток в металлах Симанько Н.М.

  • Металлы – простые вещества (твердые, кроме ртути, не прозрачны, характерный блеск, высокая электропроводность и теплопроводность)
  • Металлы-83 химических элемента
  • Наиболее распространенный в земной коре: алюминий (Al)

Строение металлов Основные положения классической электронной теории металлов (1900г. Пауль Друде, Дж. Томсон, Х.А. Лоренц)

  • Металлы имеют кристаллическую решетку, в узлах которой находятся положительные ионы.
  • Между ионами движутся свободные электроны.
  • Из-за многочисленных столкновений движение электронов носит хаотичный характер.
  • при наличии внешнего электрического поля свободные электроны совершают дрейф в определенном направлении.
  • Внешнее поле не влияет на концентрацию носителей тока и среднее время их свободного пробега.

Электрический ток в металлах- направленное движение электронов.

  • 1901г. нем.физик Э. Рикке (в течении года пропускал ток от трамвайной сети через три цилиндра)

1913г. русские физики Л.И. Мандельштам и Н.Д.Папалекси опыты с крутильными колебаниями проволочной катушки

1916г. амер.. физики Р.Толмен и Т.Стюарт (вращение катушки и резкое торможение)

Сила тока в электронной теории

Вольт- амперная характеристика металлических проводников

  • Классическая электронная теория лишь качественно объясняет закон Ома для участка цепи.

Сопротивление Правильное объяснение электропроводности металлов дала лишь квантовая теория.

  • Сопротивление обусловлено:
  • рассеянием электронов проводимости примесными атомами
  • рассеянием электронов тепловыми колебаниями ионов решетки
  • рассеянием электронов другими электронами
  • Сопротивление зависит от:
  • рода проводника
  • геометрических размеров проводника
  • температуры

Сопротивление проводника зависит от температуры за счет изменения его удельного сопротивления:

Сверхпроводимость 1911г. гол. физик Камерлинг–Оннес: сопротивление ртути падает до нуля при температуре 4,1 К 1957г. ам. Д.Бардин, Л.Купер, Д.Шриффер, сов.Н.Н.Боголюбов: объяснение сверхпроводимости 1986г. Высокотемпературная сверхпроводимость: оксидные соединения лантана, бария - около 100 К .

Сверхпроводимость: - выделение теплоты в сверхпроводящей обмотке не происходит - очень сильное магнитное поле разрушает сверхпроводящее состояние

  • Применение сверхпроводников:
  • Мощные электромагниты(в ускорителях, магнитогидродинамических генераторах) без затрат энергии длительное время.
  • В перспективе: передача электроэнергии без потерь, компактные генераторы и электродвигатели, новая техническая революция во всей электротехнике, радиотехнике, конструировании ЭВМ.