Номер 1, страница 122 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

1. Какие частицы образуют электрический ток в металлах? Почему именно они?

1. Электрический ток в металлах образуют свободные электроны. Это обусловлено особенностями строения металлов. Атомы в металлах образуют кристаллическую решетку. Валентные электроны (электроны на внешней оболочке атома) слабо связаны со своими ядрами и легко отрываются от них, становясь общими для всего кристалла. Эти электроны образуют так называемый "электронный газ" и могут свободно перемещаться по всему объему металла. Положительно заряженные ионы, оставшиеся после ухода электронов, жестко закреплены в узлах кристаллической решетки и могут совершать лишь тепловые колебания около своих положений равновесия, но не могут перемещаться по проводнику. Поэтому именно свободные электроны являются единственными подвижными носителями заряда, способными создавать электрический ток в металлах.

Ответ: Электрический ток в металлах создается упорядоченным движением свободных электронов. Именно они, а не ионы, являются носителями тока, так как в металлической кристаллической решетке электроны могут свободно перемещаться, в то время как положительные ионы жестко зафиксированы в узлах решетки.

2. В отсутствие внешнего электрического поля свободные электроны в металле находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении, подобно молекулам газа. Они движутся с большими скоростями (порядка $10^5$ м/с) в случайных направлениях, постоянно сталкиваясь друг с другом и с ионами кристаллической решетки. Из-за этой хаотичности в любом направлении в среднем движется одинаковое количество электронов, и переноса заряда не происходит.

При возникновении в проводнике электрического поля (например, при подключении к источнику тока) на каждый свободный электрон начинает действовать электрическая сила, которая заставляет их двигаться в определенном направлении. Поскольку электроны имеют отрицательный заряд, они движутся против направления вектора напряженности электрического поля. Это направленное движение, называемое дрейфом, накладывается на их хаотическое тепловое движение. В результате электроны продолжают двигаться хаотично, но при этом медленно смещаются (дрейфуют) в одну сторону. Скорость этого дрейфа мала (обычно менее 1 мм/с), но именно это упорядоченное движение и представляет собой электрический ток.

Ответ: При возникновении тока электроны в металле участвуют в двух видах движения одновременно: они продолжают свое быстрое хаотическое тепловое движение, но при этом все вместе медленно и упорядоченно смещаются (дрейфуют) в направлении, противоположном вектору напряженности электрического поля.