Електрическото съпротивление на метали
Електрическото съпротивление на метали
Най-добрите проводници са металите. Металните атоми са слабо свързани външните електрони от техните атоми и следователно се отделят от тях и "са споделени" аксесоар превръща цялата проба, т.е. свободни електрони.
Свободните електрони формират "електрон газ", заобикаляща кристалната решетка на положителните металните йони.
Изследователите хипотеза, че електрическото съпротивление на метала, причинени от сблъсъци на свободни електрони с йони на кристалната решетка.
Това твърдение обаче не е в съответствие с опит: измереното съпротивление е хиляди пъти по-малко от изчислението. Ниска съпротивленията, метали съпротивление което показва, че свободни електрони преминават през метал почти без сблъсък, като че "не знаят" на кристалната решетка. С други думи, свободни електрони бяха далеч по- "свободни" от очакваното.
Това поведение по-скоро като движението на вълните свободен електрон. от движението на частици като електрони гладко "оптимизирани" решетъчни йони. И по-нататъшно проучване показа, че тази "вълна" на поведението на електроните не е случайно - се оказа, че това се дължи и на структурата на атома (за повече информация, ние ще говорим за това в § 29. квантовата механика).
Изчисленията, извършени със свойствата на вълните на електроните са довели до необичайно прогнози, така че е трудно да се повярва. Според тези изчисления, се оказа, че ако кристалната решетка на метална беше перфектно периодично. електрон вълна, за да преминат през кристала, не се отклонява от посоката му - като че ли в празнота. В този случай, електрическото съпротивление на метала трябва да е равна на нула. И това, нулево съпротивление е наистина наблюдава в експеримента! Това ще бъде обсъдено по-късно.
В реална кристална решетка на кристала не е напълно периодично: периодичност нарушава примеси и решетъчни дефекти, както и отклонението на йони от техни равновесни позиции поради флуктуация.
Поради наличието на "нередности" на решетка електрон вълна е разпръснат, тоест, неговите промени на посоката. Изчисления на предположението, че това е причината за електрическото съпротивление на метали, са в съгласие с експеримент.