Номер 1, страница 92, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

1. Какие экспериментальные доказательства можете привести в пользу электронной природы проводимости металлов?

1. Электронная природа проводимости металлов подтверждается рядом фундаментальных экспериментов, которые продемонстрировали, что носителями заряда в металлах являются именно электроны.

Опыты по инерции носителей заряда (опыты Толмена и Стюарта, 1916 г.):

В этих экспериментах металлическую катушку приводили в быстрое вращение, а затем резко останавливали. Из-за инерции свободные носители заряда продолжали двигаться, создавая кратковременный импульс тока, который регистрировался гальванометром. Знак этого тока позволил установить, что носители заряда отрицательны. Более того, измерив полный перенесенный заряд и зная параметры катушки, удалось вычислить удельный заряд (отношение заряда к массе $q/m$) носителей тока. Полученное значение совпало с удельным зарядом электрона, открытого ранее Дж. Дж. Томсоном.

Опыты по изучению переноса вещества (опыт Рикке, 1901 г.):

Немецкий физик Карл Рикке пропустил электрический ток силой около 10 А в течение года через три последовательно соединенных и тщательно взвешенных цилиндра: два медных и один алюминиевый между ними. После эксперимента взвешивание и химический анализ не показали никакого переноса вещества из одного металла в другой. Это доказывает, что ионы кристаллической решетки не участвуют в переносе заряда, так как в противном случае наблюдалась бы диффузия ионов алюминия в медь и наоборот.

Эффект Холла:

Это явление возникновения поперечной разности потенциалов (напряжения Холла) при помещении проводника с током в магнитное поле, перпендикулярное направлению тока. Знак напряжения Холла зависит от знака носителей заряда. Для подавляющего большинства металлов (например, меди, серебра, золота, алюминия) знак напряжения Холла соответствует отрицательным носителям заряда, то есть электронам.

Термоэлектронная эмиссия и фотоэффект:

Явление испускания электронов с поверхности металла при его нагревании (термоэлектронная эмиссия) или освещении светом определенной частоты (фотоэффект) напрямую свидетельствует о наличии в металлах свободных электронов, которые могут покинуть металл, получив дополнительную энергию.

Ответ: Основными экспериментальными доказательствами электронной природы проводимости металлов являются опыты Толмена и Стюарта (доказавшие, что носители заряда имеют массу и заряд электрона), опыт Рикке (показавший отсутствие переноса ионов), эффект Холла (подтвердивший отрицательный знак носителей заряда), а также явления термоэлектронной эмиссии и фотоэффекта, демонстрирующие наличие свободных электронов в металлах.