БИЛЕТ №10.
Вопрос №1.
Сопротивление — это физическая величина, характеризующий способность проводника противодействовать установлению электрического тока в нем. Единица измерения сопротивления: Ом.
Причиной сопротивления является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решетки.
Разные проводники обладают различным сопротивлением из-за различия в строение их кристаллической решетки.
Опытным путём было установлено, что сопротивление проводника прямо пропорционально площади поперечного сечения проводника и зависит от рода вещества проводника:
Измеряется в Омах [Ом]
Удельное сопротивление (ρ) — это физическая величина характеризующая зависимость сопротивления проводника от материала, из которого он сделан. Единицы удельного сопротивления: Ом*мм2/м или Ом*м.
Вопрос №2.
Металлы - хорошие проводники электричество
Свободные электроны — это электроны, не связанные с ядрами своих атомов
Отрицательный заряд всех свободных электронов по модулю равен положительному заряду всех ионов решетки, поэтому в обычных условиях металлы электрически нейтральны
Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов (носителями зарядов в металлах являются свободные электроны)
Доказательство:
1) В 1901 году немецкий физик Карл Виктор Эдуард Рикке проделал следующий опыт:
Три предварительно взвешенных цилиндра (два медных, один алюминиевый) РИККЕ сложил отшлифованными торцами так, что алюминиевый цилиндр оказался между медными.
Затем цилиндры были включены в цепь постоянного тока: через них в течение года проходил большой ток (ток, питавший городскую трамвайную сеть). За это время через цилиндры прошёл электрический заряд ≈ 3,5 млн. Кл.
Вторичное взвешивание цилиндров показало, что масса цилиндров в результате опыта не изменилась. При исследовании соприкасающихся торцов под микроскопом не было обнаружено проникновения одного металла в другой.
Результаты опыта свидетельствовали о том, что в переносе заряда в металлах ионы не участвуют.
2) В 1913 году советские физики Леонид Исаакович МАНДЕЛЬШТАМ и Николай Дмитриевич ПАПАЛЕКСИ провели оригинальный опыт, идея которого сводилась к тому, чтобы обнаружить электрический ток при внезапной остановке быстро движущегося проводника.
Если металлический стержень движется поступательно со скоростью 𝑣⃗, то и носители тока в результате их взаимодействия с кристаллической решёткой движутся также со скоростью 𝑣⃗⃗.
При резком торможении стержня носители тока будут продолжать двигаться по инерции. Поэтому в замкнутой цепи появится кратковременный ток, который можно обнаружить с помощью гальванометра. Мандельштам и Папалекси наматывали проволоку на катушку и, приводя катушку в быстрое вращение, резко останавливали её.
Направление тока, который регистрировал гальванометр, говорило о том, что он создаётся движением отрицательно заряженных частиц. Мандельштам и Папалекси впервые проделали данный опыт, но не опубликовали результаты своих исследований.
В 1916 году аналогичный опыт осуществили американские физики Стюарт и Толмен. Они опубликовали свои работы. Вывод из опытов: носителями тока являются только электроны!
СКОРОСТЬ ХАОТИЧЕСКОГО ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ В МЕТАЛЛАХ ≈ В МИЛЛИАРД РАЗ БОЛЬШЕ СКОРОСТИ ИХ УПОРЯДОЧЕННОГО ДВИЖЕНИЯ.
ЭТО ЗНАЧИТ, ЧТО ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК НЕПРАВИЛЬНО ПРЕДСТАВЛЯТЬ СЕБЕ КАК ПРОСТОЕ, СТРОГО УПОРЯДОЧЕННОЕ ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ ВДОЛЬ ПРОВОДНИКА.