Физика. Лекция 521.Основы электронной теории электропроводности металлов.

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. И так на прошлой лекции мы с вами закончили изучение раздела магнетизма и давайте вспомним какие темы мы с вами прошли: магнитное поле и его характеристики и линии магнитного поля, модуль вектора магнитной индукции и закон Ампера, порешали задачи на закон Ампера. 1 часть, далее прошли тему рамка с током в магнитном поле, и опять порешали задачи на закон Ампера. 2 часть, далее поговорили об измерительных приборах и громкоговорителях, силе Лоренца и движении заряженных частиц в магнитном поле, масс-спектрографе, циклотроне и магнитном щите Земли, порешали задачи на силу Лоренца (1 часть и 2 часть), а так же различные задачи на тему электромагнитного поля, далее поговорили об электромагнитной индукции, магнитном потоке и правиле Ленца, законе Фарадея об электромагнитной индукции, вихревом электрическом поле и токах Фуко, порешали задачи на электромагнитную индукцию (1 часть, 2 часть, 3 часть), далее поговорили об индуктивности контура (катушки) и явлении самоиндукции, на следующей лекции закончили изучение явления самоиндукции и порешали задачи на индуктивность, далее поговорили о магнитном поле в веществе, магнитной проницаемости и диа-, пара- и ферромагнетиках, отдельно прошли тему объяснение свойств ферромагнетиков, порешали задачи на электромагнитную индукцию, последней теоретической темой была - тема энергия магнитного поля и в конце порешали задачи на тему магнетизма.

И на этой лекции мы переходим к большой теме - электрический ток в различных средах.

Ну а теперь прежде чем мы займемся подробностями давайте в общих чертах опишем с вами какую задачу мы собираемся решать. Что мы уже знаем? Мы знаем, что для того чтобы в цепи протекал постоянный электрический ток должны выполнятся три условия:

• наличие свободных носителей заряда
• наличие электрического поля
• замкнутая электрическая цепь, которая позволяет току течь длительное время.

Сторонние силы в источнике тока обеспечивают круговорот зарядов в электрической цепи перемещая их против электрической силы на определенном участке. А дальше эти заряды перемещаются под действием электрического поля. И вот мы все время говорим заряды...Какие именно заряды? Что является свободными, направленными, движущимися зарядами в разных веществах? В металлах? В полупроводниках? В жидкостях? В газах? И, наконец, заряды можно заставить двигаться и в вакууме. И вот ответы на эти вопросы - это и будет тем, чем мы с вами будем заниматься на протяжении этой темы.

А теперь давайте произведем чуть более подробную постановку задачи.

И так мы поставили задачу в общем виде и начнем разбираться в этих вопросах начиная с металлов и это будет темой сегодняшней лекции. И само название сегодняшней лекции говорит о том, что свободными носителями зарядов в металлах являются электроны. Но как это узнали? Все началось в начале XX века в 1899 - 1901 годах ученый из Германии Карл Рикке поставил следующий опыт...

Далее возникает вопрос. А что же это за носители зарядов, которые одинаковые в любом металле? И оказалось, что это электроны. Как это было обнаружено? И здесь следует рассказать об опытах двух научных групп: одна научная группа из России, а вторая - Американская.

И так теперь благодаря опыту, который мы привели выше мы знаем, что носителем заряда в металле является электрон. И стала быть электрический ток в металле - это упорядоченное движение электронов в металле. Еще упорядоченное движение носителей заряда в металле называют дрейфом. И давайте предположим, что электроны дрейфуют с какой-то скоростью...

И то что мы сейчас с вами предположили в видеоролике выше - это очень грубая модель. Ведь, на самом деле, даже если внешнего электрического поля нет носители заряда все-равно движутся. Только это движение хаотическое - тепловое и давайте попробуем проанализировать скорость этого теплового движения и сравним ее со средней дрейфовой скоростью.

И теперь давайте на примере рассчитаем среднюю квадратичную скорость теплового движения электрона и сравним ее с дрейфовой скоростью упорядоченного движения для каких-то стандартных условий.

На этом мы эту лекцию закончим.

Если тебе понравилось, подпишись на канал и поддержи автора