Сравнение электрического тока с водой - вещь весьма распространенная и очень полезная. Часто на уроках физики и для лучшего осознания происходящих процессов нам предлагают представлять электрический ток именно как воду, которая течёт по трубе. Так проще вникнуть в понятие потенциал, напряжение, сопротивление и прочие электрофизические термины. Я сам в своих материалах и лекциях часто использую эту аналогию.
Например, можно успешно сравнивать поток воды, который встречает на своём пути сужение трубы, с электрическим током, который испытывает на себе влияние сопротивления провода.
Ещё бы...Ведь не ясно как представить себе именно электрический ток. А вода она и есть вода. Все мы её видели и можем наделить некоторыми очевидными свойствами. Вот только к каждому такому примеру обычно следует присказка - "это лишь условное сравнение, на самом деле электрический ток не является потоком чего-либо и на воду не то, чтобы похож".
В стандартном случае речь идёт хотя бы о том, что электрический ток не есть поток частиц. Даже по стандартному определению это упорядоченное направленное движение частиц. Но движение ещё не означает их течение. Электронный газ вибрирует рядом с точками своего "характерного обитания" и передает таким образом энергию. Путешествующие по всему проводнику электроны штука хоть и обычная, но не настолько распространенная, как движение частиц в воде.
Поэтому, поток воды не всегда уместно сравнивать с электрическим током. Если только делать это с некоторыми значительными допущениями.
Электрический ток может уподобиться жидкости только в идеальных условиях, вроде абсолютного нуля и материалов абсолютной чистоты. Но на самом деле, превратить ток в жидкость - задача весьма интересная и полезно это не только по той причине, что так будет проще представлять то или иное явление на уровне школьной физики.
Старый (даже один из первых), но полезный ролик про понимание электрического тока:
Поведение тока, которое будет полностью повторять поведение жидкости, открывает новый путь к созданию сверхпроводников и позволяет управлять самим током более эффективно. Как мы уже выяснили раньше, поведение связанных друг с другом корпускулов или частиц, предсказать гораздо проще. Управлять потоком чего-либо тоже проще, чем балансировать где-то между квантовыми эффектами и энергиями. Поэтому, превращение тока в жидкость - вещь весьма интересная и перспективная.
Вот только в обычных условиях взаимодействие между электронами (если брать их как основу модели) оказывается меньшим, чем их взаимодействие с окружением. Электроны не способны образовать настолько связанную систему, как это сделали бы молекулы воды. Уж больно сильно на электроны будет влиять окружение.
В недавних экспериментах удалось заставить вести себя электрический ток именно как жидкость!
Исследовательская группа под руководством Леонида Левитова сумела построить упрощенную модель, на которой в обычных условиях можно наблюдать некоторые эффекты превращения тока в жидкость.
Ученые сделали своеобразный электронный водоворот. Так могла бы повести себя только жидкость.
Для того, чтобы добиться такого эффекта, были изготовлены специальные каналы с завихрениями, где поток электронов смог продемонстрировать новые свойства. Так выяснилось, что электрический ток всё-таки вполне "легально" можно сравнивать с водой, а логика управления током теперь может поменяться.
Советую прочитать:
Сколько весит электрический ток?
Почему лампочка "не кончается"?
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи!
👉💖 Ставьте лайки материалу, чтобы поддержать проект.
✅ Подписывайтесь на ДЗЕН (!!!) и обязательно читайте статьи целиком!