Слайд 2
Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение
электронов под действием электрического поля. Опыты показывают, что при
протекании тока по металлическому проводнику не происходит переноса вещества, следовательно, ионы металла не принимают участия в переносе электрического заряда.
Слайд 3
Опыт Э.Рикке
В этих опытах электрический ток пропускали в
течении года через три прижатых друг к другу, хорошо
отшлифованных цилиндра - медный, алюминиевый и снова медный. Общий заряд, прошедший за это время через цилиндры, был очень велик (около 3,5*106 Кл). После окончания было установлено, что имеются лишь незначительные следы взаимного проникновения металлов, которые не превышают результатов обычной диффузии атомов в твёрдых телах. Измерения, проведённые с высокой степенью точности, показали, что масса каждого из цилиндров осталась неизменной. Поскольку массы атомов меди и алюминия существенно отличаются друг от друга, то масса цилиндров должна была бы заметно измениться, если бы носителями заряда были ионы.
Слайд 5
Следовательно, свободными носителями заряда в металлах являются не
ионы. Огромный заряд, который прошёл через цилиндры, был перенесён,
очевидно, такими частицами, которые одинаковы и в меди, и в алюминии. Как известно, такие частицы входят в состав атомов всех веществ - это электроны. Естественно предположить, что ток в металлах осуществляют именно свободные электроны.
Слайд 6
Опыт Т.Стюарта и Р.Толмена
Катушка с большим числом витков
тонкой проволоки приводилась в быстрое вращение вокруг своей оси.
Концы катушки с помощью гибких проводов были присоединены к чувствительному баллистическому гальванометру . Раскрученная катушка резко тормозилась, и в цепи возникал кратковременных ток, обусловленный инерцией носителей заряда. Полный заряд, протекающий по цепи, измерялся по отбросу стрелки гальванометра.
Слайд 8
Т.Стюарт и Р.Толмен определили экспериментально удельный заряд частиц.
Он оказался равным
Слайд 9
В начале 20 века немецкий физик П. Друде
и голландский физик Х.Лоренц создали классическую теорию электропроводности металлов.
Слайд 10
Основные положения теории
Хорошая проводимость металлов объясняется наличием в
них большого числа электронов.
Под действием внешнего электрического поля на
беспорядочное движение электронов накладывается упорядоченное движение, т.е. возникает ток.
Слайд 11
3. Сила электрического, тока идущего по металлическому проводнику
равна:
Слайд 12
4. Так как внутреннее строение у разных веществ
различное, то и сопротивление тоже будет различным.
5. При увеличении
хаотического движения частиц вещества происходит нагревание тела, т.е. выделение тепла. Закон Джоуля-Ленца:
Слайд 13
6. У всех металлов с увеличением температуры растет
и сопротивление.
R=R0(1+at)
где a - температурный коэффициент; R0 –
удельное сопротивление и сопротивление металлического проводника; и R – удельное сопротивление проводника и сопротивление проводника при температуре t.
Слайд 14
Сверхпроводимость
Cвойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением
ниже определённой температуры. Существует множество чистых элементов, сплавов и
керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние.
Слайд 15
В 1911 году голландский физик Камерлинг-Оннес обнаружил, что
при охлаждении ртути в жидком гелии её сопротивление сначала
меняется постепенно, а затем при температуре 4,2 К резко падает до нуля. Однако нулевое сопротивление — не единственная отличительная черта сверхпроводимости. Ещё из теории Друде известно, что проводимость металлов увеличивается с понижением температуры, то есть электрическое сопротивление стремится к нулю.
Слайд 17
Одним из главных отличий сверхпроводников от идеальных проводников
является эффект Мейснера, открытый в 1933 году. Таким образом,
открытие сверхпроводимости растянулось на двадцать с лишним лет.
Слайд 19
Теория сверхпроводимости была создана лишь в 1957 году
американцами Л. Купером, Дж. Бардином и Дж. Шриффером. Они
считали, что сверх проводимость – это сверхтекучесть электронной жидкости.
Слайд 20
Трудность достижения сверхпроводимости:
необходимость сильного охлаждения вещества