Технический форум

Технический форум (http://www.tehnari.ru/)
-   Форум по электронике (http://www.tehnari.ru/f39/)
-   -   Очень интересный вопрос (http://www.tehnari.ru/f39/t74371/)

Cruzzz 02.06.2012 21:25

Цитата:

Сообщение от из Риги (Сообщение 742788)
Также во время опыта наблюдается интенсивное перемещение воды

Эм...движение в электролитах подразумевает собой еще и перенос ионов вещества (т.е. перенос заряженых атомов самого вещества), а в проводниках - только перемещение элементарных частиц, без переноса самого вещества.

Cruzzz 02.06.2012 21:32

Цитата:

Сообщение от Vladimir_S (Сообщение 742785)
Могут.

Каким же образом? Металл (а мы говорим о нем) - не есть вакуум, имеет достаточно плотную структуру, посему "сквозного пролета" там быть не должно.
Заряженные частицы и в газах редко по прямой долетают...

Vladimir_S 02.06.2012 22:07

Цитата:

Сообщение от Cruzzz (Сообщение 742804)
Каким же образом? Металл (а мы говорим о нем) - не есть вакуум, имеет достаточно плотную структуру, посему "сквозного пролета" там быть не должно. Заряженные частицы и в газах редко по прямой долетают...

На самом деле - почти вакуум. Ядра по объему занимают в нем ничтожную долю. Но суть даже не в этом, а в том, что расположены эти ядра не как попало, а упорядоченно, образуя кристаллическую решетку и, следовательно, "коридоры", по которым электроны и путешествуют. Но и этого мало - кристаллической решеткой обладают многие диэлектрики, тот же алмаз, например. Чтобы материал вел себя, как металл, нужны атомы с низкой энергией связи наружных электронов (низким потенциалом ионизации), и к тому же с т.н. незаполненной наружной оболочкой, да еще чтобы при соединении в кристалл там был определенный тип связи... ну ладно, это я уже в дебри полез. Короче говоря, картина (несколько упрощенная, но всё же близкая к истине) такова: при образовании кристалла электроны внешних оболочек атомов "теряют" связь со своими ядрами (это называется "обобществление") и становятся свободными... ну, скажем так, почти. Есть даже такой термин: "электронный газ". Именно благодаря этому изолированный кусок металла в отсутствии внешних полей, в отличие от диэлектрика, не может сохранять поляризацию. Действительно, стоит где-то случайно возникнуть избытку электронов (области отрицательного заряда), как тут же внутри металла возникает электрическое поле, приводящее свободные электроны в движение, концентрации выравниваются (практически мгновенно) и вот перед нами опять нейтральный кусок железа.
То же самое будет, если подключить к длинному проводу источник напряжения: такое подключение означает, что мы искусственно создали локальную неравновесную концентрацию электронов на концах, пусть даже расположенных один во Владике, другой в Питере. Мгновенно возникают локальные электрические поля, под влиянием которых свободные электроны приходят в движение, причем поля эти, в отличие от самих электронов, распространяются с околосветовой скоростью, т.е. можно считать, что мгновенно.
Вообще, чтобы представить себе наглядно распространение поля в проводнике, можно воспользоваться такой аналогией. Все вы, конечно, не раз наблюдали следующее: стоит себе на путях длинный товарняк, и тут к нему цепляют локомотив. И как только соприкасаются захваты локомотива и первого вагона, вдоль всего состава пробегает такая лязгающая волна, хотя сами вагоны еще практически стоят.
Как-то так.
Уф!
P.S. А вообще если хотите могу предложить задачку для обдумывания куда более интересную. Про трансформатор.

Daniellos 02.06.2012 22:10

Цитата:

Сообщение от Vladimir_S (Сообщение 742838)
Про трансформатор.

Про трансформатор я знаю : гудит :)).

Cruzzz 02.06.2012 22:46

Цитата:

Сообщение от Vladimir_S (Сообщение 742838)
На самом деле - почти вакуум.

Говоря "достаточно плотная структура", я подразумевал все же относительное значение, относительно опять же разреженых сред.

Теория Друде ("электронный газ") хороша для восприятия, однако это все же теория. При температурах, выше абсолютного нуля, молекулы вещества находятся в движении, поэтому длина свободного пробега электрона хоть и значительно превышает размеры кристаллической решетки, но все же ограничена. Т.е. происходит передача высвободившегося заряда от атома к атому.

Зонная теория более интересна, поскольку трактует возможность передачи электрона малой сообщенной энергией в зависимости от расположения (расстояния) узлов решетки. Тем же и объясняется различные свойства электропроводимости, например, углерода в разных формах (графит, алмаз, графен, фуллерен...)

*на более глубокое обсуждение сей темы не готов, сразу признаюсь.

Vladimir_S 02.06.2012 22:55

Цитата:

Сообщение от Cruzzz (Сообщение 742878)
Говоря "достаточно плотная структура", я подразумевал все же относительное значение, относительно опять же разреженых сред.

Я, как ни странно, тоже.
Цитата:

Сообщение от Cruzzz (Сообщение 742878)
Теория Друде ("электронный газ") хороша для восприятия, однако это все же теория.

Любая теория это всё же теория. Но это не значит, что к ней нужно относиться заведомо скептически.
Цитата:

Сообщение от Cruzzz (Сообщение 742878)
При температурах, выше абсолютного нуля, молекулы вещества находятся в движении, поэтому длина свободного пробега электрона хоть и значительно превышает размеры кристаллической решетки, но все же ограничена. Т.е. происходит передача высвободившегося заряда от атома к атому. Зонная теория более интересна, поскольку трактует возможность передачи электрона малой сообщенной энергией в зависимости от расположения (расстояния) узлов решетки. Тем же и объясняется различные свойства электропроводимости, например, углерода в разных формах (графит, алмаз, графен, фуллерен...)

Ну и зачем Вы в эти дебри полезли? К чему здесь, на форуме, зонная теория? Вы еще про фазовое пространство, квазиимпульсы, зоны Бриллюэна, фононы, плазмоны, экситоны и прочее расскажите. Не надо - люди хотят разобраться на наглядном уровне. Для начала.

Cruzzz 02.06.2012 22:59

Собственно, я тоже хочу, попроще. Просто аналогии с водопроводом, чередой шариков в желобе или железнодорожнм составом почему-то не всех устроили...

kashakru 02.06.2012 23:16

Да что ж Вас этот бред так зацепил??? Люди!!! Может хватит? А то читая всё это у меня мозг закипает!!! :)) :)) :))

Fenix 03.06.2012 06:27

Не, надо добить это дело. Хорошая разминка мозга.

Валерий 03.06.2012 09:16

Цитата:

Сообщение от kashakru (Сообщение 742909)
Да что ж Вас этот бред так зацепил??? Люди!!! Может хватит? А то читая всё это у меня мозг закипает!!! :)) :)) :))

А что? Интересная тема для размышлений!
Правильно сказал Владимир о наличии свободных электронов в металле, именно они и делают металлы проводником. То есть в металле ток есть всегда, просто движение электронов не упорядочено, подключение источника тока как раз и задаёт эту упорядоченность из-за разности потенциалов самого источника. От длины проводов это не зависит, зависеть будет только ток протекающий по проводнику. Пусть у нас источник и потребитель находятся в Питере, а провода протянуты до Владивостока. Вот как раз на контактах выключателя и образуется та самая разность потенциалов. Стоит его замкнуть и во всём проводнике создастся электромагнитное поле заставляющее двигаться электроны упорядочено.


Часовой пояс GMT +4, время: 22:26.

Powered by vBulletin® Version 4.5.3
Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd.