Электраправоднасць металаў як яна ёсць

Нікога сёння не здзіўляе, што, дакрануўшыся да клавішы выключальніка, мы бачым якая загарэлася лямпачку. Часта мы нават не задумваемся, што ўсе падобныя дзеянні заснаваныя на цэлай серыі фізічных з'яў. Адно іх такіх вельмі цікаўных з'яў - электраправоднасць металаў, якая забяспечвае праходжанне электрычнага току.

Для пачатку, напэўна, варта вызначыцца, пра што наогул ідзе гаворка. Такім чынам, электропроводностью называюць здольнасць рэчывы прапускаць электрычны ток. Прычым розныя рэчывы валодаюць гэтай здольнасцю ў рознай ступені. Па ступені электраправоднасці рэчывы падзяляюцца на праваднікі, паўправаднікі і дыэлектрыкі.

Калі паглядзець эксперыментальныя дадзеныя, атрыманыя даследнікамі за час вывучэння электрычнага току, то стане ясна, што праводнасць металаў самая высокая. Гэта ж пацвярджае паўсядзённая практыка, калі для перадачы электрычнага току выкарыстоўваюць металічныя провада. Менавіта металы ў першую чаргу выступаюць праваднікамі электрычнага току. І тлумачэнне гэтаму можна знайсці ў электроннай тэорыі металаў.

Згодна з апошняй, правадыр ўяўляе сабой крышталічную рашотку, вузлы якой займаюць атамы. Яны размешчаны вельмі шчыльна і звязаныя з суседнімі падобнымі атамамі, таму застаюцца практычна ў вузлах крышталічнай рашоткі. Чаго нельга сказаць аб электронах, размешчаных на знешніх абалонках атамаў. Гэтыя электроны могуць свабодна бязладна рухацца, утвараючы так званы "электронны газ". Вось электронная праводнасць металаў і грунтуецца на такіх электронах.

У якасці доказы таго, што прырода электрычнага току абумоўлена электронамі, можна ўспомніць досвед нямецкага фізіка Рыкэ, пастаўлены ў 1901 годзе. Ён узяў два медныя і адзін алюмініевы цыліндры з старанна адпаліраванымі тарцамі, паставіў адзін на іншы і прапускаў праз іх электрычны ток. Паводле задумы эксперыментатара, калі электраправоднасць металаў абумоўлена атамамі, то адбываўся б перанос рэчывы. Аднак пасля прапускання электрычнага току на працягу года маса цыліндраў не змянілася.

З гэтага выніку вынікала выснова, што электраправоднасць металаў выкліканая нейкімі часціцамі, уласцівымі ўсім праваднікам. На гэтую ролю як раз і падыходзіў электрон, які да гэтага моманту ўжо быў адкрыты. У далейшым правялі яшчэ некалькі дасціпных досведаў, і ўсе яны пацвердзілі, што электрычны ток абумоўлены рухам электронаў.

У адпаведнасці з сучаснымі ўяўленнямі аб крышталічнай рашотцы металаў, у яе вузлах размяшчаюцца іёны, а электроны адносна свабодна перамяшчаюцца паміж імі. Менавіта вялікая колькасць такіх электронаў і забяспечвае высокую электраправоднасць металаў. Пры наяўнасці невялікі рознасці патэнцыялаў на канцах правадыра гэтыя свабодныя электроны пачынаюць перамяшчацца, што і выклікае праходжанне электрычнага току.

Тут трэба адзначыць, што праводнасць моцна залежыць ад тэмпературы. Так, пры росце тэмпературы праводнасць металаў памяншаецца, і наадварот, павялічваецца пры паніжэнні тэмпературы, аж да з'явы звышправоднасці. У той жа час варта памятаць, што хоць праводнасцю валодаюць усе металы, яе велічыня для кожнага з іх свая. Лепшай праводнасцю з найбольш шырока распаўсюджаных і ўжывальных у электратэхніцы металаў валодае медзь.

Такім чынам, прыведзены матэрыял дае паняцце, што сабой уяўляе электраправоднасць металаў, тлумачыць прыроду электрычнага току і тлумачыць, чым яна выкліканая. Дадзена апісанне крышталічнай рашоткі металаў і ўплыў некаторых знешніх фактараў на праводнасць.