Physel.ru

Физика, механика и т.п.

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

§ 87. Строение металлов.

E-mail Печать PDF
Как свободные электроны, входящие в состав металла, так и его ионы находятся в непрерывном беспорядочном движении (см. том I). Энергия этого движения и представляет собой внутреннюю энергию тела. Движение ионов, образующих кристаллическую решетку, состоит лишь в колебаниях около своих положений равновесия. Свободные же электроны могут перемещаться по всему объему металла.

Если внутри металла нет электрического поля, то движение электронов совершенно хаотично; в каждый момент скорости различных электронов различны и имеют всевозможные направления (рис. 143, а). Электроны в этом смысле подобны обычному газу, и поэтому их часто называют электронным газом. Такое тепловое движение не вызовет, очевидно, никакого тока, так как вследствие полной хаотичности в каждом направлении будет двигаться столько же электронов, сколько и в противоположном, и поэтому суммарный заряд, переносимый через любую площадку внутри металла, будет равен нулю.

Дело, однако, изменится, если мы приложим к концам проводника разность потенциалов, т. е. создадим внутри металла электрическое поле. Пусть напряженность поля равна Е. Тогда на каждый из электронов действует сила еЕ (е — заряд электрона), направленная вследствие отрицательности заряда электронов противоположно полю. Благодаря этому электроны получат дополнительные скорости, направленные в одну сторону (рис. 143, б). Теперь

Рис. 143. а) В отсутствие электрического поля скорости электронов в металле направлены хаотически. 6) При наличии электрического поля в металле скорости всех электронов получают приращения, которые направлены противоположно напряженности поля Е
уже движение электронов не будет вполне хаотичным: наряду с беспорядочным тепловым движением электронный газ будет перемещаться как целое, и поэтому возникнет электрический ток. Выражаясь образно, можно сказать, что ток в металлах представляет собой «электронный ветер», вызванный внешним полем.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

You are here: