Номер 15.54, страница 76 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 15. Сила тока и напряжение. Закон Ома для участка цепи - номер 15.54, страница 76.

Условие.

15.54. Объясните наличие электрического сопротивления у проводников с точки зрения молекулярной теории строения вещества.

Решение.

Согласно молекулярной теории строения вещества, проводники (в частности, металлы) состоят из положительно заряженных ионов, которые образуют кристаллическую решетку, и свободных электронов, хаотически движущихся в пространстве между ионами. Эти свободные электроны являются носителями электрического заряда.

Когда в проводнике создается электрическое поле, свободные электроны начинают двигаться упорядоченно, в направлении, противоположном вектору напряженности поля. Это упорядоченное движение и представляет собой электрический ток.

Однако движение электронов не является свободным. Ионы в узлах кристаллической решетки не неподвижны, они совершают непрерывные тепловые колебания. Движущиеся под действием поля электроны постоянно сталкиваются с этими колеблющимися ионами, а также с дефектами кристаллической решетки и атомами примесей.

При каждом таком столкновении электрон теряет часть энергии, полученной от электрического поля, и изменяет направление своего движения. Эта потерянная энергия передается ионам решетки, увеличивая амплитуду их колебаний, что макроскопически проявляется как нагревание проводника. Противодействие, которое кристаллическая решетка оказывает упорядоченному движению электронов, и является причиной электрического сопротивления.

Ответ: Электрическое сопротивление проводников обусловлено взаимодействием свободных электронов (носителей тока) с ионами кристаллической решетки вещества. При движении в электрическом поле электроны сталкиваются с ионами, которые совершают тепловые колебания, и с дефектами решетки, что препятствует их упорядоченному движению и вызывает "торможение" тока.