1. Які особливості у будові металевого провідника? 2. Як можна пояснити, що при нормальних умовах будь-який шматок

Yarmarka_1154

39

1. Особливості будови металевого провідника обумовлені його кристалічною структурою. В металі електрони утворюють так звану «електронну морею», яка складається з вільних рухливих електронів, що не зв"язані з конкретними атомами. Крім цього, метал вважається провідником завдяки наявності дефектів кристалічної решітки, таких як вакансії, дислокації та межі зерен.

2. Шматок металу є електрично нейтральним при нормальних умовах через баланс між позитивно зарядженими ядрами атомів і вільними негативно зарядженими електронами. У металі, якій має велику кількість електронів, електроны можуть вільно переміщуватися, але загальна сума їх зарядів залишається нульовою, тому шматок металу залишається електрично нейтральним.

3. Для доведення того, що виникнення електричного струму у металах пов"язане з рухом електронів, а не з рухом іонів, можна провести експеримент, використовуючи металічний провідник, який має високу чистоту. Спочатку необхідно замкнути провідник у коло, яке включає джерело електричної енергії, амперметр для вимірювання сили струму і вимикач. Потім, при проведенні електричного струму через провідник, ми спостерігатимемо, що амперметр вказує на наявність струму. Якщо повторити цей експеримент з іншим матеріалом, що є іонним провідником (наприклад, електроліт), то струм буде протікати лише тоді, коли провідник разом з електролітом включений до кола, але при перериванні кола все перестає працювати. Це свідчить про те, що виникнення електричного струму у металах пов"язане з рухом електронів.

4. Коли в металевому провіднику немає електричного поля, електрони рухаються хаотично і безпорядково між позитивно зарядженими ядрами атомів. Їх рух не має певного напрямку або орієнтації. Але коли поле присутнє, наприклад, при підключенні джерела електричної енергії до провідника, електричне поле впливає на електрони і змушує їх рухатися в певному напрямку. Відповідно до закону Кулона, негативно заряджені електрони будуть рухатися в напрямку положителних зарядів.

5. Природа електричного струму в металах пов"язана з рухом електронів у провіднику. В металі електрони, які є негативно зарядженими частинками, можуть вільно переміщатися між атомами завдяки їх високій електропровідності. Коли ми створюємо замкнуте електричне коло, електрони починають рухатися від джерела електричної енергії з вищим електричним потенціалом до споживача з нижчим потенціалом. Цей рух електронів є електричним струмом. Він може бути пояснений як рух навколоатомних електронів, що спричиняється електричним полем. Однак, важливо зазначити, що зручніше моделювати рух електричного струму, уявляючи, що рухаються саме електрони, оскільки вони є головними переносниками заряду в металах.