*) Трудности осуществления этого опыта состоят в необходимости устранить посторонние причины возникновения токов другого происхождения, настолько сильных, что они способны замаскировать ожидаемый эффект.
196
Итак, опыты показывают, что в металлах имеются свободные электроны. Эти опыты являются одним из наиболее важных подтверждений электронной теории металлов. Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов (в отличие от их беспорядочного теплового движения, всегда имеющегося в проводнике).
?86.1. Металлический незаряженный диск приводится в быстрое вращение и, таким образом, становится «центрифугой для электронов». Между центром О и периферией диска возникает разность потенциалов (рис. 142; 1 — диск, 2— контакты, 3 — электрометр). Каков будет знак этой разности?
86.2. По серебряной проволоке с сечением 1 мм2 проходит ток силы 1 А. Вычислите среднюю скорость упорядоченного движения электронов в этой проволоке, полагая, что каждый атом серебра дает один свободный электрон. Плотность серебра равна 10,5•103 кг/м3, его относительная атомная масса равна 108. Постоянная Авогадро NA=6,02•1023 моль-1.
86.3. Сколько электронов должно проходить через поперечное сечение провода ежесекундно, чтобы в проводе шел ток 2 А? Заряд электрона равен 1,60•10-19 Кл.
Рис. 142. К упражнению 86.1
§ 87. Строение металлов. Как свободные электроны, входящие в состав металла, так и его ионы находятся в непрерывном беспорядочном движении (см. том I). Энергия этого движения и представляет собой внутреннюю энергию тела. Движение ионов, образующих кристаллическую решетку, состоит лишь в колебаниях около своих положений равновесия. Свободные же электроны могут перемещаться по всему объему металла. далее