струм у металах урок 1

Електричний струм у металах

провідник

Зв'язані електрони залишаються в атомі

Вільні електрони

Різні речовини мають різні електричні властивості, але по електричній провідності їх можна поділити на 3 основні групи:

Електричні властивості речовин

Провідники Напівпровідники Діелектрики

Добре проводять електричний струмметали, електроліти, …Найбільше використовуються провідники – Au, Ag, Cu, Al, Fe …

Добре проводять електричний струмметали, електроліти, …Найбільше використовуються провідники – Au, Ag, Cu, Al, Fe …

Практично не проводять електричний струмпластмаси, гума, скло, фарфор, сухе дерево, папір …

Практично не проводять електричний струмпластмаси, гума, скло, фарфор, сухе дерево, папір …

Займають по провідності проміжне положення між провідниками і діелектрикамиSi, Ge, Se, In, As

Займають по провідності проміжне положення між провідниками і діелектрикамиSi, Ge, Se, In, As

Дослід РІККЕДослід РІККЕ

1845-1915 1845-1915

Дослід було проведено в 1901 г.Дослід було проведено в 1901 г.Мета досліду: встановити , чи відбувається переміщення Мета досліду: встановити , чи відбувається переміщення позитивних зарядів при проходженні електричного струму по позитивних зарядів при проходженні електричного струму по металевому провіднику. металевому провіднику. РЕЗУЛЬТАТ ДОСЛІДУ: при проходженні електричного струму РЕЗУЛЬТАТ ДОСЛІДУ: при проходженні електричного струму по металевому провіднику не відбувається переміщення по металевому провіднику не відбувається переміщення позитивних зарядів. позитивних зарядів.

Б.СтюартБ.Стюарт1828-1887 .1828-1887 . Р. ТолменР. Толмен

1881-1948 1881-1948

Н.Д. ПапалексиН.Д. Папалекси1880 -1947 1880 -1947

Л.И.МандельштамЛ.И.Мандельштам1879 -1944 1879 -1944

1916 год1916 год

якщо розігнати металевий провідник, а потім різко його зупинити,то вільні зарядизаряди, рухаючись по інерції, створять на короткий час струм в цьому провіднику.

Схема дослідуСхема дослідуКатушка з великою кількістю

витків тонкого дроту приводилась в швидке обертання навколо своєї осі.

Кінці катушки, з допомогою гнучких проводів були приєднані до чуттєвого гальванометра Г.

Розкручена котушка різко гальмувалась і в колі виникав короткочасний струм, зумовлений інерцією носіїв заряду.

Повний заряд, що протікав по колу вимірювався за відхиленням стрілки гальванометра.

Напрям струму говорить про те, що він створюється рухом негативно заряджених частин.

Заряд, що переноситься, пропорційний відношенню заряду частинок, які створюють струм, до їх маси.

Електричний струм у металах являє собою напрямлений рух вільних електронів

Електричний струм в металахЕлектричний струм в металах

В вузлах кристалічної гратки В вузлах кристалічної гратки металу є позитивні йони та металу є позитивні йони та

нейтральні атоми. За нейтральні атоми. За відсутності електричного відсутності електричного

поля вільні електрони поля вільні електрони всередені металевого всередені металевого

провідника рухаються провідника рухаються хаотично. Рух електронів хаотично. Рух електронів

нагадує рух молекул газу, саме нагадує рух молекул газу, саме тому вільні електрони в тому вільні електрони в

металах називають металах називають електронним газомелектронним газом

Рух електронів при Рух електронів при відсутності електричного відсутності електричного поляполя

Рух електронів при Рух електронів при наявності наявності електричного поляелектричного поля

+ -+ -ЕЕ

Згадаємо, що провідність речовин зумовлена наявністю в них вільних заряджених частинок

В металах це вільні електрони

-

-

-

-

-

-

-

Е

Швидкість поширення Швидкість поширення електричного поляелектричного поля

Швидкість поширення електричного Швидкість поширення електричного поляполя 300000000 м/c 300000000 м/cШвидкість дрейфу електронів 1-5 Швидкість дрейфу електронів 1-5 мм/с мм/с

Швидкість Швидкість равлика 1 мм/сравлика 1 мм/с

Металевий провідникМеталевий провідник

Залежність опору металів від температури

Як показують досліди, опір R провідника лінійно

залежить від його температури:)1(0 tRR

де R0 — опір за 0 °С, t — температура, α — температурний коефіцієнт опору

Залежність питомого опору Залежність питомого опору металів від температуриметалів від температури

При Зменшенні температури опір зменшуєтьсяю

Стан провідника , у якому він не має опору, назвали надпровідністю.

Камерлінг – ОнессКамерлінг – Онесс..21.09.1853- 21.02. 1926

Гронінген, Нідерлани. Галузь наукових інтересів:

фізика та хімія низьких температур

Відомий завдяки:охолодження газів. Відкриття: надпровідність Нагороди: Нобелівська премія

Теорія надпровідностіТеорія надпровідностіФізики напружено працювали над створенням

теорії надпровідності і приблизно за 50 років з 1911 до 1957 року загальні риси теорії були сформовані. Спочатку, в 50-х роках виникла  теорія надпровідності, яка успішно пояснювала поведінку напдровідників у магнітних полях, а в 1957 році Джон Бардін, Леон Ніл Купер й Джон Роберт Шріффер   запропонували мікроскопічну теорію надпровідності, за яку в 1972 році одержали Нобелівську премія.

Успіху у навчанні!