Question

1) Почему проводимость металлов электронная? 2) Объясните,почему с ростом температуры сопротивление металлов возрастает?

Answer 1

Ответ:

Увеличившееся тепловое движение атомов создает большее сопротивление направленному движению свободных электронов (увеличивается вероятность столкновения свободных электронов с атомами), от этого и возрастает сопротивление проводника. ...

Answer 2

1. Проводимость металлов обусловлена наличием свободных (делящихся) электронов в их кристаллической структуре. В металлах внешние электроны (валентные электроны) могут свободно перемещаться по кристаллической решётке. Это происходит потому, что в металлической структуре атомы металла образуют кристаллическую решётку, в которой валентные электроны общими усилиями создают так называемую "электронную облако". Эти свободные электроны могут передавать электрический заряд в ответ на внешнее электрическое поле, что и обуславливает высокую электрическую проводимость металлов.

2. Сопротивление металлов растёт с увеличением температуры из-за явления, называемого "рассеянием свободных электронов". При повышении температуры атомы металла начинают колебаться сильнее вокруг своих равновесных положений в кристаллической решётке. Эти тепловые колебания взаимодействуют с движущимися свободными электронами, что приводит к увеличению сопротивления проводника.

Электроны в металле движутся сравнительно свободно при низких температурах, так как они испытывают минимальное количество столкновений с атомами. Однако при повышении температуры увеличивается вероятность столкновений электронов с колеблющимися атомами. Эти столкновения замедляют движение электронов, что в конечном итоге приводит к повышению сопротивления проводника.

Этот эффект можно объяснить с помощью модели "драгоценных камней". Представьте себе, что свободные электроны движутся как шарики по гладкому дорожному покрытию. При низких температурах дорожное покрытие практически безупречное, и электроны могут двигаться с минимальным сопротивлением. Однако при повышении температуры на дороге начинают появляться камешки, представляющие собой колеблющиеся атомы. Электроны начинают сталкиваться с этими "камешками", что замедляет их движение и увеличивает сопротивление проводника.

Таким образом, с ростом температуры рассеяние электронов на колеблющихся атомах металла становится более сильным, что приводит к увеличению сопротивления и, следовательно, к ухудшению электрической проводимости.