Если металлическую пластинку, вдоль которой течет постоянный электрический ток,
поместить в перпендикулярное к ней магнитное поле, то между гранями,
параллельными направлениям тока и поля возникает разность потенциалов U=j1-j2. Она называется Холловской разностью потенциалов.
Основная идея этой теории состоит в том, что электроны в металле свободны и образуют своеобразный электронный газ, подобный идеальному газу.
При столь большой концентрации электронов их взаимодействие между собой, как и с ионами решётки металла, очень велико. Однако средняя сила, действующая на каждый электрон со стороны всех остальных электронов и ионов, равных нулю, и поэтому в известном приближении такой электрон можно рассматривать как свободный, который взаимодействует с ионами решётки только при упругих соударениях. Следовательно, электронный газ, подобно идеальному газу, обладает лишь кинетической энергией mv2T/2=3/2kT, где
m – масса электрона; v2T - средняя квадратичная скорость его движения; k –постоянная Больцмана; Т - абсолютная температура. Это выражение позволяет определить среднюю квадратичную скорость теплового движения электрона:
VT=√v2T=√3kT/m.
Хаотическое тепловое движение электронов и непрерывные столкновения с ионами кристаллической решётки приводят к тому, что нельзя указать преимущественного направления движения заряда - в проводнике нет электрического тока.
Следовательно, ток может появиться лишь при наличии электрического поля, сообщающего всем электронам некоторую добавочную, «дрейфовую» скорость, направленную вдоль поля.
Одним из успехов классической электронной теории является также объяснения связи между электропроводностью металлов и их теплопроводностью.
Действительно, обладая энергией теплового движения, электроны проводимости участвуют в переносе тепла в металле и, чем выше концентрация электронов, от которой зависит электропроводность, тем больше и теплопроводность металла.
Прямая пропорциональная зависимость электропроводности и теплопроводности была установлена опытным путём И.Видеманом и Р.Францем ещё в 1853г.
Открытый ими закон имеет вид: x/γ=AT,
х - коэффициент теплопроводности; Т- абсолютная температура; А-константа. На основе электронной теории Лоренца вычислил величину этой константы.
В 1901 г. Физик Э.Рике поставил следующий опыт.
Через три металлических цилиндра (медный, алюминиевый, медный), одинакового радиуса, которые плотно соприкасались друг с другом хорошо отшлифованными торцевыми поверхностями, в течении очень долгого времени пропускали ток. При этом через цилиндры прошёл заряд 3,5*10 -6к. тщательное взвешивание цилиндров до опыта и
после него показало, что масса их не изменилась. Это позволило установить, что электропроводность металлов обусловлена перемещением таких заряжённых частиц, которые являются общими для всех металлов.
В 1912 году советские физики Л.И.Мандельштам и Н.Д.Папалекси на опыте по наблюдению инерционного движения заряжённых частиц в металлическом проводнике подтвердили, что в металле имеются такие частицы, которые слабо связаны с кристаллической решёткой.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему