Сверхпроводимость; Температурный коэффициент сопротивления; Электронная теория проводимости металлов.

Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля. Опыты показывают, что при протекании тока по металлическому проводнику не происходит переноса вещества, следовательно, ионы металла не принимают участия в переносе электрического заряда.

Л. И. Мандельштам и Н. Д. Папалекси (1913 г.); В 1916 году американский физик Р. Толмен и Б. Стюарт (1916 г.).

На основании результатов опытов Толмена и Стюарта было установлено, что носители свободного заряда в металлах имеют отрицательный знак, а отношение заряда носителя к его массе близко к удельному заряду электрона, полученному из других опытов. Так было установлено, что носителями свободных зарядов в металлах являются электроны.

По современным данным модуль заряда электрона (элементарный заряд) равен а его удельный заряд есть

средняя скорость упорядоченного движения электронов в металлических проводниках на много порядков меньше средней скорости их теплового движения скорость распространения тока равна скорости распространения электрического поля в пространстве – км/с

Vд = 0,6–6 мм/c V T = 10 5 м/с.

R = R 0 (1 +α t) α – температурный коэффициент сопротивления: равен относительному изменению сопротивления проводника при его нагревании на 1 0 С температурный коэффициент сопротивления химически чистых металлов равен 1/273 град -1

Открыто датским физиком Х. Каммерлинг- Оннесом в 1911 году. При некоторой определенной температуре Tкр, различной для разных веществ, удельное сопротивление скачком уменьшается до нуля Критическая температура у ртути равна 4,1 К, у аллюминия 1,2 К, у олова 3,7 К.

а– нормальный металл в - сверхпроводник

Вещества в сверхпроводящем состоянии обладают исключительными свойствами. Практически наиболее важным их них является способность длительное время (многие годы) поддерживать без затухания электрический ток, возбужденный в сверхпроводящей цепи.

В 1987 году физики сумели создать новую керамику с критической температурой 98 К, превышающей температуру жидкого азота (77 К). Явление перехода веществ в сверхпроводящее состояние при температурах, превышающих температуру кипения жидкого азота, было названо высокотемпературной сверхпроводимостью. В 1988 году было создано керамическое соединение на основе элементов Tl–Ca–Ba–Cu–O с критической температурой 125 К.

В настоящее время ведутся интенсивные работы по поиску новых веществ с еще более высокими значениями Tкр. Ученые надеются получить вещество в сверхпроводящем состоянии при комнатной температуре. Если это произойдет, это будет настоящей революцией в науке, технике и вообще в жизни людей.