«PETTREE» - женский журнал

В металлах все атомы объединены в кристаллическую решетку. При этом их энергия изменяется таким образом, что часть электронов http://graffiti-svet.com.ua/catalog/parkovye-svetilniki оказывается свободной. Эти электроны, как газ, заполняют пространство между атомами и являются свободными независимо от присутствия внешнего электрического поля. Все металлические тела имеют свободные электроны.

Можно сказать, что истинными проводниками являются такие среды, концентрация свободных электронов в которых велика и не зависит от внешних условий.

Как проверить, могут ли электроны в металле свободно двигаться?

Возьмем виток проволоки и раскрутим его вокруг оси до линейной скорости v, а потом резко остановим за время А. Если замедление при торможении а — то на каждый электрон действует сила инерции.

Она смещает электроны относительно решетки положительных ионов. В результате вдоль  витка  проволоки возникает Поле с напряженностью Ё. Это поле действует на электрон с силой

Такое напряжение можно измерить в эксперименте.

Опыты такого типа провел Р. Толмен в1926 г. В своем опыте он измерял разность потенциалов. Зная время торможения, скорость вращения катушки и длину провода, он определял отношения е/т. Эти опыты показали, что отклонение гальванометра всегда соответствует отрицательному заряду свободных частиц в металле и что если по отклонению стрелки гальванометра подсчитать е/т, то его величина составляет примерно 2-1011 к/кг, что, учитывая низкую точность такого опыта, соответствует точному значению отношения е/т для электрона — 1,76-1011 к/кг. Таким образом, представление об электронах в проводнике как о газе свободных частиц не умозрительное, а его можно проверить экспериментально в опытах, имеющих самый простой, чисто механический характер.

Изоляторы отличаются от проводников тем, что в нормальных условиях все электроны в них связаны с ядрами своих атомов. Поэтому электрический ток в изоляторах протекать не может. Но если величина электрического поля становится очень большой, то электрическое поле может оторвать часть электронов от атомов. Случится пробой: изолятор в каких-то участках становится проводником. Воздух в обычных условиях — изолятор, но при большой разности потенциалов в нем может возникнуть искра. Для этого в нормальных условиях нужно около тысячи вольт на один миллиметр воздушного промежутка.