Многообразие проявлений причинно-следственных связей в материальном мире обусловило существование нескольких моделей причинно-следственных отношений. Исторически сложилось так, что любая модель этих отношений может быть сведена к одному из двух основных типов моделей или их сочетанию.

Об электропроводности металлов

Излучение при этом сохраняется. Так как фактические скорости электронов с учетом теплового движения вообще изменяются очень незначительно.

Действительно, дополнительная мощность теплового излучения электрона, вызванная ростом кинетической энергии зарядов

ΔN=ΨΔW=ΨmU2 / 2,

(4)

где Ψ=∂N / ∂W

(5)

при данной температуре.

Теперь тепловое излучение не компенсируется поглощением, следовательно, эта мощность представляет собой тепловые потери, вызванные действием электрического тока.

Уравнение движения заряда в электрическом поле принимает вид:

m·∂U / ∂t=Fk–Ft=eE–∆N / U=eE–ΨmU / 2,

(6)

из которого, при ∂U / ∂t=0 следует, что

eE=ΨmU / 2

и установившееся значение скорости направленного движения

Um=(2e / Ψm)E,

(7)

а так как плотность тока j=enU, где n – концентрация носителей заряда, получим формулу

j=(2e2n / Ψm)E,

(8)

которая представляет собой закон Ома.

Отмечу, что в классической теории электропроводности П.Друде эта зависимость выглядит следующим образом j=(2e2nτ / m)E [1], где τ – среднее время свободного пробега электрона. Формула похожа, но имеет совершенно другой смысл.

Формула (8) позволяет также сделать вывод, что закон Ома справедлив лишь пока U<<V. В противном случае Ψ нельзя считать постоянным и закон Ома нарушается.

С учетом дополнительных равенств:

u=EL; I=jS,

где u – напряжение, L – длина проводника, S – площадь сечения проводника, I – сила тока. Получим из (8)

I=(2e2nS / ΨmL)U,

(9)

тогда сопротивление

R=ΨmL / 2e2nS.

(10)

Тот же результат для R можно, разумеется, получить и из выражения для тепловых потерь, не используя уравнение движения заряда (6) I2R=∆NSLn, воспользовавшись выражением (4) для ∆N и формулой

I=enUS.

В принципе, на этом можно и завершить данную тему, однако интересно было бы рассмотреть, какой вид могла бы иметь функция N(W).

Например, мощность циклотронного излучения обычно определяют по формуле

где e, m – заряд и масса электрона соответственно, W – кинетическая энергия, R – радиус вращения, c – скорость света.

Предположим, что мощность теплового излучения электрона в проводнике также пропорциональна квадрату его кинетической энергии.

N(W)=ηW2,

(11)

где η – коэффициент пропорциональности.

Тогда Ψ=∂N / ∂W=2ηW.

И, вернувшись к (10), получим:

С учетом (1) и, включая новый коэффициент η0 , окончательно получим:

R=η0LT / nS.

(12)

Таким образом предложенная гипотеза, в отличие от вышеупомянутой (П.Друде), позволяет получить линейную зависимость сопротивления проводника от температуры.

В заключение отметим, что, если попытаться определить мощность лучевого трения, исходя только из скорости направленного движения зарядов U без учета скорости V, как это обычно и делается (это соответствует точке W1, N1 на рисунке), то, вследствие нелинейности кривой N(W) мощность излучения будет пренебрежимо мала.

Перейти на страницу: 1 2 3

Немного больше о технологиях >>>

Стратегия «золотой середины»
Выработанная веками народная мудрость, правило поведения или закон природы? Ниже я постараюсь показать, что это такой же универсальный закон природы как, скажем, закон всемирного тяготения. Понятие золотой середины далеко не ново. О нем писали еще Конфуций (551...479 до н.э. ...

Технологические основы электроники
1. Изобразить и описать последовательность формирования изолированных областей в структуре с диэлектрической изоляцией Рис. 1. Последовательность формирования изолированных областей в структуре с диэлектрической изоляцией: а — исходная пластина; б — избирательно ...

Галерея

Tехнологии прошлого

Раскрытие содержания и конкретизация понятий должны опираться на ту или иную конкретную модель взаимной связи понятий. Модель, объективно отражая определенную сторону связи, имеет границы применимости, за пределами которых ее использование ведет к ложным выводам, но в границах своей применимости она должна обладать не только образностью.

Tехнологии будущего

В связи с развитием теплотехники ученые в прошлом веке пришли к простому, но удивительному закону, потрясшему человечество. Это закон (иногда его называют принцип) возрастания энтропии (хаоса) во Вселенной. technologyside@gmail.com
+7 648 434-5512