Номер 7, страница 54, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 16. Электрический ток. Действия электрического тока - номер 7, страница 54.

Условие.

7. Совпадает ли направление электрического тока с направлением скорости упорядоченного движения электронов в проводнике?

Решение.

Нет, направление электрического тока и направление скорости упорядоченного движения электронов в проводнике (например, в металле) не совпадают, а являются противоположными.

Это связано с исторически сложившимся соглашением. За направление электрического тока условно принято направление движения положительных зарядов. Это определение было введено задолго до открытия электрона, когда истинная природа носителей заряда в металлах не была известна.

В действительности, в металлических проводниках носителями заряда являются свободные электроны, которые имеют отрицательный заряд. Под действием электрического поля, создаваемого источником тока, электроны движутся от отрицательного полюса источника (где потенциал ниже) к положительному полюсу (где потенциал выше).

Таким образом, направление упорядоченного движения электронов (от «минуса» к «плюсу») противоположно направлению, принятому за направление электрического тока (от «плюса» к «минусу» во внешней цепи).

Связь между вектором плотности тока $\vec{j}$ и вектором скорости упорядоченного движения электронов $\vec{v}$ выражается формулой: $\vec{j} = nq\vec{v}$, где $\text{n}$ — концентрация носителей заряда, а $\text{q}$ — их заряд. Поскольку для электронов заряд $q = -e$ (где $\text{e}$ — элементарный положительный заряд), формула принимает вид: $\vec{j} = -ne\vec{v}$. Знак «минус» в этой формуле математически подтверждает, что векторы плотности тока и скорости электронов направлены в противоположные стороны.

Ответ: Нет, направление электрического тока противоположно направлению скорости упорядоченного движения электронов в проводнике.