Номер 3, страница 137 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

3. Опишите поведение свободных электронов в металле при отсутствии внешнего электрического поля и при его наличии.

3. Поведение свободных электронов в металле кардинально различается в зависимости от того, есть ли внешнее электрическое поле.

При отсутствии внешнего электрического поля свободные электроны находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении, подобно молекулам идеального газа. Они движутся с очень большими скоростями (порядка $10^5 - 10^6$ м/с) в случайных направлениях, постоянно сталкиваясь с ионами кристаллической решетки и друг с другом. Из-за хаотичности этого движения в любой момент времени количество электронов, движущихся в одном направлении, в среднем равно количеству электронов, движущихся в противоположном. В результате суммарный перенос заряда через любое поперечное сечение проводника равен нулю. Упорядоченного движения нет, и, следовательно, электрический ток отсутствует.

При наличии внешнего электрического поля на хаотическое тепловое движение электронов накладывается упорядоченное. Электрическое поле создает силу, действующую на каждый свободный электрон ($F = -eE$, где $e$ — элементарный заряд). Под действием этой силы, направленной против вектора напряженности поля $E$ (так как заряд электрона отрицателен), электроны в промежутках между столкновениями получают дополнительную скорость. В результате все электроны начинают смещаться в одном направлении — против поля. Это упорядоченное движение называется дрейфом, а его средняя скорость — дрейфовой скоростью ($v_д$). Дрейфовая скорость очень мала (доли миллиметра в секунду) по сравнению со скоростью теплового движения, но именно она создает направленный перенос заряда, то есть электрический ток в металле.

Ответ: При отсутствии внешнего электрического поля свободные электроны движутся хаотично и разнонаправленно, их средняя скорость равна нулю, и ток не возникает. При наличии внешнего электрического поля на хаотическое тепловое движение накладывается упорядоченное движение (дрейф) всех электронов в направлении, противоположном вектору напряженности поля, что и представляет собой электрический ток.