Любой студент технического ВУЗа или физического факультета уинверситета, знакомясь с курсом электричества, быстро узнаёт об одном интересном и даже парадоксальном свойстве свободных электронов в металлах: Их энергия не зависит от охлаждения или нагрева самого металла. Она остаётся одной и той же в широчайшем диапазоне температур, от почти Абсолютного Нуля -273 градуса по Цельсию и до 10 000 градусов. Странно, неправда ли?
Но ни в одном справочнике или энциклопедии или ВУЗовском учебнике я не нашёл ни малейшего даже намёка на объяснение этого странного явления: ПОЧЕМУ "ТЕМПЕРАТУРА ЭЛЕКТРОННОГО ГАЗА" в металлах столь постоянна. При этом свободные электроны движутся в металле хаотически со скоростями от 600 км/сек до 2000 км/сек.
Это НЕ СКОРОСТЬ ДРЕЙФА ЭЛЕКТРОНОВ в металлическом проводнике под действием электрического поля. Ничего даже близкого к ней! Скорость дрейфа электронов, то есть ток в проводнике - это тысячные, сотые и десятые доли миллиметра в секунду.
ВСЕГО!!!
Итак, электроны движутся в металле хаотически с огромной и практически постоянной скоростью в широчайшем диапазоне температур этого металла.
Они дрейфуют по нему под действием электрического поля с ничтожнейшей скоростью в доли миллиметра в секунду. Это и есть ток.
Так, почему же они так быстро летают в своём хаотическом движении и, "наталкиваясь" на ионы в узлах кристаллической решётки нисколько не нагревают металла, а дрейфуя по нему с микроскоростями нагревают его до плавления???
Это я объяснил в своей гипотезе о магнитоэлектрическом сопротивлении металлов.
(См. соответствующие заметки, посвящённые природе электрического сопротивления металлов и явлению сверхпроводимости, они взаимосвязаны)
Но вопрос остался - почему они, свободные электроны, движутся хаотически с такими большими и притом НЕИЗМЕННЫМИ скоростями?
Возможный ответ - гипотеза.
Что такое "свободные электроны"? Это как бы ОБОБЩЁННЫЕ электроны атомов металла, которые уже не удерживаются в атомах, а удалились от них за пределы их внешних электронных орбиталей. Поэтому атомы металла, потеряв электрон или два, становятся положительными ионами, а вокруг них реет электронный газ из потерянных внешних электронов.
НО ЭТИ БЛУДНЫЕ СЫНОВЬЯ АТОМОВ, находясь на внешних орбиталях ИМЕЛИ НЕКИЕ СКОРОСТИ. Вот с ЭТИМИ-ТО СКОРОСТЯМИ они. "СОРВАВШИСЬ", и летают. А если случайно снова связываются с атомами, то НИЧЕГО В ИХ ЭНЕРГИИ НЕ ИЗМЕНЯЕТСЯ. Как была некая большая скорость, так и осталась! И металл в смысле "тепла" ничего не приобретает и не теряет!
А скорость электронов внутри атомов практически постоянна в широчайшем диапазоне температур вещества!!! Поэтому и скорость свободных электронов НЕ ЗАВИСИТ от температуры металла!
Вот, на мой взгляд, ясное, логичное и последовательное объяснение такому "парадоксу".
Одно остаётся неясным:
Почему учебники физики об этом молчат??? И, к сожалению, не только об этом...
Вся "точная наука" состоит из сплошных недомолвок. Но если я, НЕ ФИЗИК, смог додуматься до такого простого, даже элементарного, объяснения, почему высокоучёные специалисты в физической науке не сочли нужным объяснить нам - дуракам это "ПОЧЕМУ???".
Наверно, потому, что, чем больше многозначительного молчания и глубокомысленных недомолвок , тем солидней и точней ЭТО делает науку - "НАУКОЙ"!!!
С наилучшим ненаучным приветом аналфабет-невежда Эспри
21 I 2021