Електричний опір провідників. Надпровідність

Причини виникнення опору:

1. Електрони беруть участь у тепловому русі, що має хаотичний напрямоктреба перемогти “бажання” зарядів виконувати хаотичний тепловий рух, тобто переорієнтувати їх вектор теплової швидкості. Таким чином потрібні витрати енергії джерела ЕРС.

2. Коли електричні заряди рухаються направлено, вони взаємодіють з кристалічною граткою: зіштовхуються з атомами решітки (розсіються). енергія електричного поля перетворюється в енергію коливання атомів – в тепло.

3. В джерелі ЕРС внаслідок кулонівського відштовхування електрони намагаються зайняти рівноважне положення, Щоб викликати струм, треба порушити цю рівновагу і спрямувати електрони у певному напрямі проти сил

де r - питомий опір матеріалу, з якого зроблено з’єднувальних провідників.

Найменше значення r для срібла і золота. Їх використовують для виготовлення контактів та провідників в мікросхемах.

3. Надпровідність.

Надпровідність одне з таких явищ, виявлення якого стало можливим лише при достатньому рівні розвитку техніки, а точніше техніки низьких температур.

Будь-яке охолодження речовини – це відбір у нього енергії

Іншими словами, при –273°C молекули і атоми речовини мають найменшу енергію, яка вже не може бути відібрана у тіла ні при якому охолодженні.

вивчення опору металів при наднизьких температурах. Було відомо, що з ростом температури R зростає. Отже, можна очікувати, що із зменшенням температури R буде зменшуватись. А до якої межі?

Тут могло б бути три варіанта.

При зниженні температури амплітуда коливань атомів зменшується, значить і зменшується ймовірність розсіювання на них електронів, тобто опір падає.

2. опір R обумовлений зіткненням електронів не тільки з атомами, що коливаються. Розсіювання зменшиться, але зовсім не пропаде, тому R ≠ 0. Крім того існує можливість розсіювання електронів на дефектах граток.

3. Третій варіант: електрони “заморожуються” на атомних орбітах. Електронів провідності не залишається, R зростає до ∞.

До теперішнього часу явище вже достатньо досліджене і встановлено, що перехід в надпровідний стан здійснюється у деяких металів і навіть сплавів, але при різних Т_ķ – критичних температурах.

Al T_ķ=1,2 K°

I_n 3,37 K°

V 5,3 K°

P_b7,2 K°

C_a – B_i – S_i – O 120 K°

В теперішній час дослідження проводяться в напрямку пошуку матеріалів, які переходять в надпровідний стан при більш високих температурах, максимально наближених до кімнатних.

Після відкриття надпровідності в ртуті з’явилась велика кількість запитань:

а) надпровідність властива ртуті і другим матеріалам;

б) опір знижується до нуля або ж він настільки малий, що прилади які існують його не можуть виміряти і багато інших.

надпровідності – це макроскопічне (видиме ) проявлення квантової природи речовини: атомів та електронів.

При низьких температурах, коли припиняються теплові коливання атомів (шуми) в решітці, починають проявлятися квантові властивості електронів.

При зниженні температури здавалося б амплітуда коливань повинна прямувати до нуля. Однак, сучасні дослідження показують, що атоми і при Т = 0 будуть здійснювати коливання: “нульові коливання атомів”. Ці коливання не зникають ніколи..

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
	\|

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.