Page 75 - ЕЛЕКТРИКА І EЛEКТРОМАГНЕТИЗМ

5 Електричний струм в металах,
напівпровідниках та інших середовищах

5.1 Елементи класичної і квантової теорії
провідності металів

Електронна теорія провідності металів була створена ні-
мецьким фізиком П.Друде (1869-1906) і розроблена пізніше
нідерландським фізиком Х.Лоренцем після класичних дослідів
Рікке, Мандельштама, Стюарта, Йоффе, Міллікена та інших
вчених.
Німецький вчений К.Рікке (1845-1915) дослідно довів,
що електричний струм в металах переноситься маленькими за
масою частинками, які пізніше були названі електронами. Іо-
ни в металах не беруть участі в переносі заряду. Для доведен-
ня цього твердження Рікке пропускав значний струм протягом
року через три послідовно з’єднані металеві циліндри
(Cu , Al , Cu ) однакового радіуса. Після проходження велико-
6
го заряду ( 3 10 Кл) ніякої зміни маси циліндрів не відбу-
лось, тобто молекули не переміщувались при проходженні
струму.
Для доведення того, що носіями електричного струму в
металах є вільні електрони, російські вчені С.Л.Мандельштам
(1879-1944) і Н.Д.Папалексі (1880-1947) в 1913 р. провели які-
сний дослід: котушку з мідною дротяною обмоткою привели в
швидкі обертальні коливання. В мікрофоні, з яким був з’єдна-
ний провідник котушки, з’явились потріскування і шуми, які
бувають при проходженні електричного струму. Електрони,
розігнавшись в дротині котушки при її розкручуванні, за інер-
цією продовжували рухатись після зупинки котушки, а іони
загальмовувались. Ці електрони і створили струм в телефоні,
у якого не було зовнішнього джерела струму.
Цей дослід вдосконалили в 1916 р. американські фізики
Р.Толмен (1881-1948) і Б.Стюарт. Котушка, приєднана до га-
льванометра (рис. 5.1), приводилась у швидке обертання на-
вколо осі OO  і раптово зупинялась. Електрони продовжува-
ли рухатись за інерцією, створюючи в гальванометрі струм.

70