Номер 4, страница 91, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

4. Опишите поведение свободных электронов в проводнике при отсутствии внешнего электрического поля и при его наличии.

4. Поведение свободных электронов в проводнике принципиально различается в зависимости от того, есть ли внешнее электрическое поле.

При отсутствии внешнего электрического поля: свободные электроны в проводнике находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении. Они движутся с очень большими скоростями (порядка $10^5$ м/с при комнатной температуре) во всех возможных направлениях, постоянно сталкиваясь с ионами кристаллической решетки и друг с другом. Из-за полной хаотичности этого движения, в любой момент времени через любое поперечное сечение проводника проходит в среднем одинаковое количество электронов в обоих направлениях. В результате средняя скорость направленного движения электронов равна нулю, и суммарный перенос заряда через сечение проводника отсутствует. Электрический ток не возникает.

При наличии внешнего электрического поля: когда в проводнике создается электрическое поле (например, при подключении к источнику напряжения), на каждый свободный электрон начинает действовать электрическая сила $ \vec{F} = -e\vec{E} $, где $ -e $ — заряд электрона, а $ \vec{E} $ — напряженность электрического поля. Эта сила заставляет электроны двигаться упорядоченно в направлении, противоположном вектору напряженности поля. Таким образом, на их хаотическое тепловое движение накладывается дополнительное направленное движение, которое называется дрейфом. Скорость этого дрейфа (дрейфовая скорость) очень мала (порядка долей миллиметра в секунду), но поскольку число свободных электронов в металле огромно, это упорядоченное движение создает макроскопический электрический ток.

Ответ: При отсутствии внешнего поля свободные электроны в проводнике движутся хаотично и не создают ток. При наличии внешнего электрического поля на хаотическое тепловое движение накладывается упорядоченное движение (дрейф) электронов в направлении, противоположном полю, что и представляет собой электрический ток.