ელექტრონული გამტარობის თეორია(დენი)

 XIX საუკუნის ბოლოს, წინაღობას, დენის ძალასა და ძაბვას შორის კავშირის შესახებ მეცნიერებმა უკვე იცოდნენ, რომელიც ომის კანონით აღიწერება, რომ ჰოლის ეფექტის მიხედვით, მეტალებში დენის მატარებლები უარყოფითად დამუხტული ელექტრონებია. წინაღობის აღწერა ატომის დონეზე იყო უკვე საჭირო. ამის პირველი მცდელობა 1900 წელს გერმანელ ფიზიკოსს პაულ დრუდეს(Paul Drude, 1863–1906) ჰქონდა.

 გამტარობის ელექტრული თეორიის მიხედვით, მეტალის ყოველი ატომი, მის გარსში მდებარე სავალენტო ელექტრონს უშვებს, ეს თავისუფალი ელექტრონები კი მეტალში თავისებურ უარყოფითად დამუხტულ ”გაზს” წარმოქმნიან. ამ დროს, მეტალის ატომები სამგანზომილებიან კრისტალურ მესერშია გაერთიანებული, რომელიც პრაქტიკულად თავისუფალი ელექტრონების გადაადგილებას ხელს არ უშლის და თავისუფალი ელექტრონები მოწესრიგებულ მოძრაობაში მოდიან. თავიდან, ისინი თანაბარაჩქარებულად მოძრაობენ, ეს დიდი ხნით არ გრძელდება, რადგან ძალიან მალე ელექტრონები აჩქარებას წყვეტენ, ატომის მესერთან შეჯახებების გამო, ეს უკანასკნელი კი ამის გამო, სულ უფრო დიდი ამპლიტუდით იწყებენ რხევას პირობითი წონასწორობის წერტილიდან და ჩვენ თერმოელექტრულ ეფექტს ვამჩნევთ, რაც გამტარის გაცხელებაში გამოიხატება(აი, რატომ ანათებ ნათურავ:), მომაბეზრებელი შეკითხვების გამომგზავნთათვის. astronet.ge).

 ელექტრონებზე კი ეს შეჯახებები დამამუხრუჭებლად მოქმედებს, როგორც, მაგალითად, ადამიანს ხალხით სავსე ქუჩაში უჭირს სწრაფად გადაადგილება. შედეგად, ელექტრონების სიჩქარე გარკვეულ გაშუალებულ მაჩვენებელს აღწევს, რომელსაც მიგრაციის სიჩქარეს უწოდებენ, ეს სიჩქარე კი, სინამდვილეში, არც თუ ისე მაღალია – რამდენიმე მილიმეტრი წამში, ანუ, ელექტრონები გამტარში კიარ მიფრინავენ, არამედ მიცოცავენ, ლოკოკინასათვის დამახასიათებნელი ტემპით. შუქი ნათურაში მომენტალურად იმიტომ ინთება, რომ ეს ნელი ელექტრონები ადგილიდან ერთდროულად იძვრებიან(ელ.მაგნიტური ურიერთქმედება ხომ სინათლის სიჩქარით ვრცედლება), ჩამრთველზე ხელის დაჭერის თანავე ვარვარების სპირალში არსებული ელექტონებიც მაშინვე მოძარობაში მოდიან. ეს შეიძლება ტუმბოზე მიერთებულ, წყლით ბოლომდე სავსე მილს შევადაროთ, ჩართვისთანავე მილის მეორე ბოლოზე წყლის ჭავლი მაშინვე გამოასხავს.

დრუდე, თავისუფალი ელექტრონების აღწერას დიდი სერიოზულობით მიუდგა. მან ივარაუდა, რომ მეტალში ისინი იდეალური გაზივით იქცევიან, და მათ იდელაური გაზის აღმწერი განტოლებები მიუსადაგა, საკმაოდ სამართლიანი, შედარებით ელექტრონების შეჯახებებსა და იდელაური გაზის მოლეკულების სითბურ შეჯახებებს შორის. ამით დრუდემ ელექტრული წინაღობის ფორმულირება მოახდინა, როგორც საშუალო დროის ფუნქციები თავისუფალ ელექტრონებსა(ელექტრონის მოძრაობა ვიდეოკამერით გადაიღეს) და კრისტალურ მესერს შორის შეჯახებათა შორის. ბევრი მარტივი თეორიების მსგავსად, გამტარობის ელექტრული თეორია კარგად აღწერს ელექტროგამტარობის ძალიან ბევრ მოვლენას, თუმცა მოვლენის ზოგიერთი ნიუანსის მიმრთ უძლურია. კერძოდ, ის არამარტო ვერ აღწერს ზეგამტარობის(1) მოვლენას დაბალი ტემპერატურების დროს, არამედ პირიქით, აბსოლუტურ ნულთან მიახლოებასთან ერთად წინაღობის უსაზღვრო ზრდას წინასწარმეტყველებს(ყველაფერი კი პირიქითაა. კოლაიდერის მაგნიტები…). დღეისათვის, ნივთიერების ელქტროგამტარული თვისებების ინტერპრეტირება კვანტური მექანიკის ჩარჩოებში ხდება.

Leave a Reply

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.