با عرض سلام؛
ابتدا یک سری مقدّمات:
در همین ابتدای کار توجّه کنیم که در بحث جریان یافتنِ الکتریسیته درون یک رسانای فلزّی صحبت از
الکترون نمیکنیم بلکه پای
الکترون های آزاد را به میان میکشیم.
امّا این الکترونِ آزاد چیست؟
در ساختارِ همه
مواد الکترون یافت میشود، امّا برخی از این الکترون ها از
قید هسته رها هستند (و این به این معناست که بار موثّرِ هسته بر روی آنها اندک است) به این الکترون ها، الکترون های آزاد (الکترون های ظرفیّت و یا الکترون های رسانش) میگوییم.
همه مواد الکترون آزاد دارند، منتها میزان وجودِ الکترون های آزاد در رسانا های فلزّی بسیار بسیار زیادتر است.
برای مثال یک سانتیمتر مکعب از یک رسانای خوب مانندِ مس، حاویِ حدودِ
الکترون آزاد است [که رقم واقعاً بزرگی است]، این در حالی است میزانِ وجودِ الکترون های آزاد در نارسانا ها بسیار کمتر است.
هنگامی که به یک نارسانا بار الکتریکی داده میشود، به دلیل کافی نبودنِ الکترون های آزاد، بار داده شده در همان نقطهء تماس یا مالش باقی میماند،
امّا هنگامی که به یک رسانای فلزّی بار الکتریکی داده میشود (مثلاً توسط القا)، به دلیلِ وجودِ الکترون های آزاد بیشمار بار تحمیل شده در تمام جسم پخش میشود، تا اینکه جسم به تعادلِ الکتروستاتیکی برسد؛ یعنی اختلافِ پتانسیل الکتریکی آن در هر دو نقطه، برابرِ صفر شود.
پس بهتر است که از واژهء
الکترون آزاد استفاده کنیم.
با توجّه به این مقدّمات و توضیحات، حال به سراغ سوالِ پُرسشگر میرویم:
اجازه دهید که پرسش و پاسخ کنیم.
میگویید:
crossred نوشته شده:وقتی الکترون در حال حرکت است به هسته اتم ها برخورد میکنه و همچنین الکترون ها
میگوییم: برای ایجادِ یک جریان الکتریکی الکترون های آزاد هیچگاه به هسته اتم ها و یا به یکدیگر برخورد نمیکنند.
علّتِ حرکت الکترون ها در یک رسانای فلزّی چیز دیگری است.
هنگامی که بر دو سر یک رسانای فلزّی یک
ولتاژ اعمال میگنیم،
در آن رسانا یک
میدانِ الکتریکی ایجاد میشود.
این میدان الکتریکی، که به
میدانِ الکتریکیِ القایی معروف است، موجب نیرو گرفتنِ الکترون ها و در نتیجه حرکتِ آنها در یک
مدارِ بسته میشود.
میگویید:
crossred نوشته شده:ایا این الکترون ها با برخورد با انها به اتم ملحق میشوند یا خبر ؟
میگوییم: در حالتِ کلّی اگر به هر صورتی یک الکترون آزاد به یک اتم
(نه به یک هسته) برخورد کند، در صورتی که سرعت مناسبی داشته باشد ممکن است به
لایه ظرفیّتِ آن اتم، مُلحق شود.
باز میگویید:
crossred نوشته شده:پس چگونه با این همه سرعت بالا از سیم عبور می کنند ؟بدون هیچ برخوردی ؟در ضمن به نظر بنده به علت سرعت فوق العاده بالای اون و بار الکتریکی کم اون برخورد با اون حتمی است
باز میگوییم: اصولاً و قائدتاً جریان الکتریکی، هیچ ربطی به ضربهء الکترون های آزاد ندارد.
شاید در حینِ جریان یافتن چند الکترون با هم برخورد کنند، امّا این بر خورد ها عاملِ اصلیِ ایجادِ جریان نیست.
گفتیم که برای ایجاد یک جریان در یک رسانا، نیاز به یک ولتاژ (اختلاف پتانسیل) و در نتیجه میدانِ الکتریکیِ آن داریم.
خود این میدان الکتریکی، نیروی محرکهء الکترون های آزاد را فراهم می آورد.
صحبت شما از این [
سرعت زیاد] به مفهوم (سرعت سوق) مربوط است که آن را در پست بعدی برای شما می آورم.
در آخِر نیز از خوانندگان استدعا میشود که در صورتِ وجود هر گونه ایرادِ منطقی، نویسنده را متوجّه سازند.
موفّق باشید.