Зрозуміло , не треба спрощено уявляти собі “зіткнення “ електронів . У дійсності взаємодія полів окремих електронів та іонів змінює напрям і модуль їхніх швидкостей . Під час ” зіткнень”

електрони розлітаються зовсім не від справжнього їх доторкання .

Внаслідок безладного руху вільних електронів у металі і величезної кількості електронів в одиниці об’єму в одному якому-небудь напрямі рухається стільки ж електронів , скільки їх рухається в протилежному напрямі .

Тому , коли немає зовнішнього електричного поля , сумарний заряд , що переноситься в будь-якому напрямі , дорівнює нулю , тобто струму немає . А те , що сума всіх негативних зарядів електронів дорівнює сумі всіх позитивних зарядів іоні , пояснює , чому загальний заряд металу також дорівнює нулю .

Якщо до кінців дроту прикласти електричну напругу , приєднавши їх , наприклад , до полюсів акумулятора , то в провіднику встановиться електричне поле . Воно діятиме на електричні заряди й спричинюватиме їх додатковий рух . В електронному газі виникає “електричний вітер” у напрямі до позитивного полюса , але при цьому електрони збережуть і

- 7 -

безладний рух . Повна аналогія до того , як у повітряних масах , що їх гонить вітер , зберігається хаотичний , тепловий рух молекул .

Перед нами “дрейф “ електронів . Внаслідок зіткнень , точніше , впливу атомних полів , середня швидкість “ дрейфу “ електронів у провіднику залишається сталою (мал. № 5 ) .Тут маємо випадок , подібний до падіння в повітрі сніжинок або пушинок . Незважаючи на сталу дію сили тяжіння , вони падають не в рівномірно прискореному русі , як це було б безповітряному просторі , а в середньому рівномірному .

Яка ж швидкість електричного струму ?

Швидкість руху окремих електронів протягом їх вільного пробігу величезна і досягає більше ста кілометрів за секунду , але швидкість упорядкованого руху електронів мала .Весь час затримуючись і відхиляючись від курсу , електрони переміщується

вперед повільніше , ніж равлик . Равлик проповзає за 1 с. в

2 середньому 1мм., електрон у мідному дроті перерізом 1мм при силі

струму 6 А переміщується в напрямі проводу з швидкістю0,03 см/c.

Але чи можна сказати , що швидкість електричного струму в проводах мала ? Адже досить повернути вимикач , і електричні лампи негайно засвічуються .Щоб зрозуміти це , потрібно з’ясувати для себе , що саме ми розуміємо під швидкістю струму. Це не швидкість поширення руху електронів – це швидкість поширення електромагнітного поля, що зумовлює напрямлений рух електронів.

Швидкість поширення електромагнітного поля дорівнює 300000м/c.

Електрони входять до складу всіх елементів . Але чому різні речовини мають різну провідність щодо електричного струму ? Щоб з’ясувати це , звернемося до теорії будови атомів . Тепер відомо понад 100 різних елементів . Вивчати їх властивості допомагає періодична система Менделєєва . Розмістивши елементи за періодами , він склав таблицю , в якій хімічно споріднені елементи утворили групи , подібні за властивостями . Пізніше електронна атома розкрила фізичну причину періодичного закону Менделєєва .

Хімічні властивості елементів залежать від характеристики групування електронів навколо ядра . Електрони обертаються

- 8 -

навколо ядра , розміщуючись послідовно в різно віддалених від нього шарах електронів може бути не більше ніж 2, 8, 18, 32.

При цьому на крайній зовнішній оболонці електронів не може бути більше 8. Це наочно показано в таблиці елементів нульової групи

(інертних газів ) .

ЕЛЕМЕНТ | ПОРЯДКОВИЙ НОМЕР | Кількість електронів у 1-6 оболонках

He | 2 | 2

Ne | 10 | 2,8

Ar | 18 | 2,8,8

Kr | 36 | 2,8,18,8

Xe | 54 | 2,8,18,18,8

Rn | 86 | 2,8,18,32,8

В елементів інших груп зовнішня оболонка не заповнена , тобто має менше 8 електронів . У першій групі на зовнішній оболонці є один електрон , у другій –2 і т.д. Схеми атомів нульової групи ( He , Na ) і першої групи ( Li , Na ) показують , що єдиний електрон обертається на зовнішній , найвіддаленішій орбіті елементів літію і натрію , порівняно з розміщенням електронів в атомах гелію і неону . Віддаленість від ядра означає й значне ослаблення зв’язку між зарядами ядра і електрона . Такий електрон може покинути свій атом і перейти до сусіднього атома , потім до іншого і т.д. Властивість втрачати свої зовнішній електрони мають також інші метали . Цю особливість легко пояснити , бо кількість електронів на зовнішній оболонках атомів металу 1,2,3.

Метали – “розтратники “ електронів . Вивільнені електрони й надають металу доброї електропровідності . Кількість вільних електронів у металах близька до кількості атомів у металі , в усякому разі вона дуже велика .Це пов’язано з тим , що від кожного атома , як уже було сказано , відокремлюється по одному або й більше електронів які й “блукають “ між позитивними іонами решітки . Іони решітки перебувають при цьому в коливальному стані . Під час проходження струму “дрейфуючі “ електрони , стикаючись з іонами , віддають набуту від зовнішнього поля енергію , тому коливання решітки посилюється – металевий провідник нагрівається струмом .

- 9 -

Опір металів залежить також від температури . З підвищенням температури він збільшується , бо “пробиватись “ електронам серед