Строение и свойства вещества в разделе «электродинамика». Классическая электронная теория

ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ

В 1900 г. П. Друде разработал теорию электропроводности металлов, которую затем усовершенствовал Г. А. Лоренц. Электронная теория Лоренца дала электронную картину электромагнитных явлений. Объяснение различных свойств вещества существованием и движением в нем электронов составляет содержание электронной теории. Классическая электронная теория предполагает:

• 1) Движение электронов подчиняется законам классической механики.
• 2) Электроны друг с другом не взаимодействуют.
• 3) Электроны взаимодействуют только с ионами кристаллической решетки, взаимодействие это сводится только к соударениям,
• 4) В промежутках между соударениями электроны движутся совершенно свободно.
• 5) Электроны проводимости рассматривают как электронный, газ, подобно идеальному газу; идеальный газ подчиняется закону равномерного распределения энергии по степеням свободы, этому же закону подчиняется и электронный газ.

Трудности классической электронной теории связаны с тем, что: а) электроны проводимости не подчиняются законам статистики Максвелла-Больцмана; б) не учитывается взаимодействие электронов друг с другом; в) не учитывается, что электроны движутся в периодическом поле кристаллической решетки; г) движение электронов описывается не законами классической механики, а законами квантовой механики.

На смену классической электронной теории пришла квантовая теория твердых тел.

Скорость распространения электрического тока в проводникахэто скорость, с которой распространяется действие электрического поля на заряды в проводнике. Поле почти мгновенно (со скоростью, близкой к скорости света) увлекает электроны в упорядоченное и очень медленное движение (доли мм/с).

Средней скоростью упорядоченного движения электронов под действием электромагнитного поля определяют силу тока в проводнике: чем больше скорость упорядоченного движения электронов, тем большее число электронов пройдет через поперечное сечение проводника S в единицу времени:

Школьники должны четко представлять себе различие между скоростью теплового хаотического движения электронов и скоростью дрейфа.

Как известно, явление сверхпроводимости может быть объяснено только в квантовой физике. В школе материал о сверхпроводимости излагают в ознакомительном плане.