سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
در این بخش می خواهیم رسانندگی الكتریكی (یا مقاومت الكتریكی) مواد جامد را بررسی كنیم. به عبارتی مواد رسانا، نارسانا و نیمرسانا و ساختار آنها را مورد مطالعه قرار دهیم ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : مجید محسنی
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

فیزیك حالت جامد

فیزیك حالت جامد

در این بخش می خواهیم رسانندگی الكتریكی (یا مقاومت الكتریكی) مواد جامد را بررسی كنیم. به عبارتی مواد رسانا، نارسانا و نیمرسانا و ساختار آن ها را مورد مطالعه قرار دهیم و مقاومت ویژه آن ها را با هم مقایسه كنیم. در پایان وارد مبحث ابر رسانا می شویم و ساختار و كاربردهای احتمالی آن را بررسی می كنیم.

 

رسانا، نارسانا و نیمرسانا

همانطور كه می دانید فلزات دریایی از الكترون های آزاد هستند. این الكترون ها در قید هسته نیستند و وقتی در میدان الكتریكی قرار می گیرند (به عبارتی وقتی قطعه ایی فلزی به باتری وصل می شود) الكترون های آزاد به راحتی از اتمی به اتم دیگر انتقال می یابند و این باعث می شود رسانندگی فلزات بسیار زیاد (مقاومت آنها كم) باشد.

 

حال سۆالی كه مطرح می شود آن است كه:

چرا فلزات در مقابل جریان الكتریكی، مقاومت (ولو كم) از خود نشان می دهند؟ 

چرا وقتی جریانی در یك جسم رسانا (توسط باتری) ایجاد می شود بعد از حذف باتری، جریان نیز از بین می رود؟

 

در جواب چنین سۆالی باید گفت كه ساختار فلزات مثل این می ماند كه هسته های مثبت درون دریایی از الكترون ها فرو رفته اند. الكترون ها در گذر از یك طرف رسانا به طرف دیگر (در یك جهت معین) با برخورد به هسته ها مجبور به حركت در جهت های دیگر می شوند و بدین شكل الكترون ها مقداری از انرژی خود را از دست می دهند.

 

به عبارتی این باعث می شود كه آن ها در سر راه خود با مقاومتی مواجه شوند كه به جنس ماده و ساختار اتمی آن بستگی دارد. برای درك بهتر این موضوع حیاط شلوغی از دانش آموزان را در نظر بگیرید. حال اگر شما بخواهید از یك طرف حیاط به طرف دیگر بروید مطمئناً در مسیر خود با دانش آموزان برخورد كرده و آنها باعث كندی حركت شما می شوند.

 

در جدول زیر مقاومت ویژه بعضی مواد آمده است

 

 

همان طور كه در جدول بالا می بینید نقره كمترین مقاومت ویژه را در دمای اتاق دارد. 

به نظر شما بیشترین مقاومت ویژه در جدول بالا مربوط به چه ماده ای است؟ 

 

بله! تفلون و شیشه نسبت به بقیه مواد دارای بیشترین مقاومت هستند كه به چنین موادی نارسانا می گویند. در این مواد دیگر خبری از دریای الكترون آزاد نیست و الكترون ها مقید به هسته خود هستند. بنابراین در حضور میدان الكتریكی، الكترون ها جا به جا نمی شوند و در چنین موادی رسانندگی الكتریكی وجود ندارد.

 


مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی

تنظیم: مریم فروزان کیا

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین