56
Metal daxilində kollektivləşmiş sərbəst elektronlar
i
deal qaz molekulları kimi daim xaotik
hərəkətdədir. Bu kollektivləşmiş “elektron qazı” bütün kristal üçün ümumi olub müsbət
yüklü ionları əlaqələndirməklə güclü metallik rabitə əmələ gətirir. Metal daxilində elektrik
sahəsi yaradıldıqda elektronlara intensivlik vektorunun əksi istiqamətində
??????⃗
??????
= ????????????⃗
elektrik
qüvvəsi təsir edir. Həmin qüvvə xaotik hərəkət edən elektronlara nizamlı hərəkət verir.
Digər tərəfdən bu elektronlara qəfəs düyünlərində yerləşən ionlar tormozlayıcı təsir gös-
tərir. Nəticədə bu iki qüvvənin təsirinə məruz qalan sərbəst elektronların nizamlı hərəkət
sürəti sabit qalır – metalda sabit cərəyan yaranır. Lakin elektrik cərəyanının istiqaməti
1820-ci ildə fransız alimi Amperin təklifi ilə müsbət yüklü zərrəciklərin hərəkət istiqaməti
(xarici elektrik sahəsinin intensivlik vektorunun istiqaməti) qəbul edilmişdir.
Metallarda elektrik cərəyanını xarakterizə edən fiziki kəmiyyətlər
cərəyan şiddəti
və
cərəyan sıxlığıdır.
Cərəyan şiddəti – ədədi qiymətcə vahid zamanda naqilin en kəsiyindən keçən
elektrik yükünün miqdarına bərabərdir. Əgər naqilin en kəsiyindən
∆?????? müddətində
∆?????? miqdarda elektrik yükü keçərsə, cərəyan şiddəti:
?????? =
∆??????
∆??????
= ??????
(??????). (2)
Deməli,
cərəyan şiddəti – elektrik yükünün zamana görə birinci tərtib törəməsinə
bərabərdir.
Cərəyan şiddətinin qiyməti və cərəyanın istiqaməti zaman keçdikcə dəyişmirsə,
belə cərəyan sabit cərəyan adlanır:
?????? =
??????
??????
. (3)
Cərəyan şiddəti skalyar fiziki
kəmiyyət olub BS-də vahidi amperdir:
?????? = 1 ??????.
Cərəyan şiddətinin vahidi amper elektrik cərəyanının maqnit təsirinə əsasən
müəyyən edilmişdir.
1 A elə cərəyan şiddətidir ki, vakuumda aralarındakı məsafə 1 m olan iki paralel
sonsuz uzun və nazik naqillərin hər birindən eyni şiddətdə cərəyan keçdikdə onların
hər birinin, digərinin 1 m uzunluqlu hissəsinə
2 ∙ 10 ??????
qüvvə ilə təsir etmiş olsun.
Cərəyan şiddəti yükdaşıyıcı zərrəciyin yükündən (
?????? ), onların konsentrasiyasın-
dan, istiqamətlənmiş hərəkət sürətindən və naqilin en kəsiyindən asılıdır:
?????? = ?????? ??????
??????. (4)
Metallarda yükdaşıyıcılar sərbəst elektronlar (
??????) olduğundan (4) ifadəsini belə də
yazmaq olar:
?????? = ????????????
??????. (5)
Cərəyan sıxlığı – ədədi qiymətcə naqildəki cərəyan şiddətinin onun en kəsik
sahəsinə nisbətinə bərabər fiziki kəmiyyətdir:
?????? =
??????
??????
. (6)
Sərbəst elektronların nizamlı hərəkət istiqaməti
Elektrik cərəyanının qəbul edilmiş istiqaməti
Sərbəst elektronlar
Müsbət ionlar: – kationlar
LAYİHƏ
57
Cərəyan sıxlığı vektorial kəmiyyətdir. Cərəyan sıxlığı vektoru naqildən keçən cərə-
yan istiqamətində yönəlir. Onun BS-də vahidi
metr-kvadratında amperdir:
?????? = 1
??????
??????
.
(5) ifadəsi (6)-da nəzərə alınarsa, metal naqildəki cərəyan sıxlığı üçün alınar:
?????? = ????????????
. (7)
Elektronun metal naqildə nizamlı hərəkət sürəti nə
qədərdir?
Məsələ 2.
En kəsiyinin sahəsi
0,5 ???????????? olan metal
naqildən keçən cərəyan şiddəti 12 A-dır. Na-
qildəki sərbəst elektronların konsentrasiyası
5 ∙ 10 ???????????? olarsa, bu elektronların nizam-
lı hərəkətinin orta sürətini təyin edin (elek-
tronun yükü
?????? = 1,6 ∙ 10
????????????).
Nəticənin müzakirəsi:
Metal naqildə sərbəst
elektronların nizamlı hərəkət
sürətini hansı
düsturdan təyin et-
diniz?
Metal naqildə sərbəst
elektronların çox kiçik nizamlı
hərəkət sürətinə malik
olmasının səbəbi nədir?
Yəqin ki, diqqət etmisiniz: ixtiyari elektrik dövrəsini qapayan an dövrədəki elektrik işlədicisi
işə düşür – otaqdakı lampa işıqlanır, kompüter, elektrik su qızdırıcısı və s. dərhal işə düşür.
Elektrik cərəyanı qapalı naqildə hansı sürətlə yayılır?
Elektrik cərəyanının naqildən keçmə sürətinin oradakı sərbəst elektronların nizamlı
hərəkət sürəti ilə eyni olduğunu iddia etmək olarmı?
Naqildən elektrik cərəyanının keçməsi nə deməkdir?
№
Suallar
Bilirəm
zəif
orta
yaxşı
1
Lampada cərəyan şiddəti 0,5 A-dır. Lampanın közərmə telinin en
kəsiyindən 1 san müddətində neçə elektron keçər (elektronun
yükü:
?????? = 1,6 ∙ 10
????????????)?
2
Paltaryuyan maşının mühərrikində cərəyan şiddəti 12A-dır.
Mühərrikdən 1 saat müddətində keçən elektrik yükünün
miqdarını təyin edin.
3
Metallarda sərbəst elektronlardan başqa, daha hansı yüklü zərrəciklər
vardır? Onlar harada yerləşir?
A) Atomlar; kristal
qəfəsin düyünlərində
B) Mənfi ionlar; kristal qəfəsin düyünlərində
C) Müsbət ionlar; kristal qəfəsin düyünlərində
D) Müsbət
və mənfi ionlar; kristal qəfəsin düyünlərində
E) Mənfi ionlar; hər biri üçün sabit nöqtədə
NƏ ÖYRƏNDİNİZ?
İş vərəqinə “
elektrik keçiriciliyi”, “
xüsusi keçiricilik”, “
cərəyan şiddəti”, “
cərə-
yan sıxlığı” anlayışlarının təriflərini və “
metalların elektrik keçiriciliyinin
klassik elektron nəzəyyəsindən çıxan əsas nəticələri”ni qeyd edin.
ARAŞDIRMA
2
TƏTBİQETMƏ
ÖZÜNÜZÜ QİYMƏTLƏNDİRİN
HƏYATLA ƏLAQƏLƏNDİRİN
LAYİHƏ