вторник, 1 октября 2013 г.

Дослідні підтвердження природи елекртичного струму в металах.

Ми знаємо,що носіями електричного струму в металах є вільні електрони.Але спочатку це було лише припущення.Дослідне підтвердження отрималось лише на початку ХХ ст.Для досліду брали циліндри однакового радіуса: мідний - алюмінєвий - мідний.Циліднри з'єднували послідовно,міцно притиснувши торцями один до одного.Потім крізь циліндри протягом року пропускали електричний струм.Міркували  так :якби струм переносився речовиною,то на торцях були б сліди міді або алюмінію.Проте,ніяких ознак речовини виявлено не було.
 Дійшли висновку,що електропровідність металів зумовлена такими зарядженими частинками,що є спільними для всіх металіві не пов'язані з їхніми фізичними і хімічними властивостями.
Залишилось нез'ясованим питання,яка ж усе-таки природа носіїв струму в металах?
Цим зайнялись російські вчені Л.І. Мандельштам і М.Д. Папалексі в 1913 році, і у 1916 році американські фізики Р.Толмен і Б.Стюарт.

                 Дослід  Л.І. Мандельштама і М.Д. Папалексі в 1913 році.

   Коротко про вчених

Мандельштам Леонід Ісаакович
 (1879–1944)
 Радянський фізик;
один з засновників школи радянських радіофізиків ,
академік АН СССР (1929)
член-кореспондент (1928).)


Папалексі Микола Дмитрович(1880–1947)
Видатний фізик,академік АН СССР (1939);
член-кореспондент (1931)
.Один з організаторів.
Одеського політехнічного інституту.










Ці вчені
поставили експерименти, які є найбільш переконливим  доказом  електронної природи струму в металах.Це були досліди  з інерцією електронів.Iдея таких дослідів  та перші якісні результати були отримані
в 1913 році .

Ідея досліду 

Якщо розігнати металевий провідник, а потім різко його зупинити,
то вільні заряди, рухаючись по інерції, створять на короткий час струм в цьому провіднику. 

.

Катушка з великою  кількістю витків тонкого дроту  приводилась в швидке обертання навколо своєї осі.
  Кінці катушки, з допомогою гнучких проводів були приєднані  до чуттєвого гальванометра Г.
  Розкручена котушка різко гальмувалась і в колі виникав короткочасний струм, зумовлений інерцією носіїв  заряду.
  Повний заряд, що протікав по колу вимірювався за відхиленням стрілки гальванометра. 

Результати досліду.

Напрям струму говорить про те, що він створюється рухом негативно заряджених частин.
Заряд, що переноситься,  пропорційний відношенню заряду частинок, які створюють струм, до їх маси.
Тому, вимірюючи заряд, який проходить через гальванометр за час існування струму в ланцюзі,  вдалося визначити це відношення.
Воно виявилося рівним 1,8.1011 Кл/кг.
Ця величина співпадає з відношенням заряду електрона до його маси (питомий заряд електрона), що вже було доведено раніше. 

Вони доказали,що носіями струму в металевих провідниках євільні електрони.