Почему удельное сопротивление проводника зависит от рода материала?

Удельное сопротивление проводника зависит от рода материала, потому что оно определяется внутренними свойствами вещества, из которого сделан проводник, в частности — тем, как свободные электроны взаимодействуют с атомами решётки этого материала.

Во-первых, разные материалы имеют различную структуру кристаллической решётки и разное количество свободных (проводящих) электронов. В металлах, например, свободные электроны легко перемещаются между атомами, что делает их хорошими проводниками. В то же время в полупроводниках или диэлектриках свободных электронов гораздо меньше, и они с трудом перемещаются, поэтому удельное сопротивление таких материалов гораздо выше.

Во-вторых, важную роль играют сила рассеяния электронов и эффективная масса электронов. При прохождении электрического тока электроны сталкиваются с колеблющимися ионами кристаллической решётки. Чем чаще и интенсивнее происходят эти столкновения, тем выше сопротивление. В разных материалах частота и характер этих столкновений различаются, потому что атомы имеют разную массу, размеры и типы связей между собой.

Также удельное сопротивление зависит от плотности носителей заряда и их подвижности. Например, медь и серебро имеют высокую плотность свободных электронов и очень высокую подвижность, поэтому у них низкое удельное сопротивление. А у материалов вроде никеля или железа подвижность ниже, и сопротивление соответственно выше.

Таким образом, род материала определяет ключевые физические параметры, влияющие на движение заряженных частиц, а значит — и на удельное сопротивление. Это фундаментальное свойство вещества, аналогичное, например, плотности или теплопроводности.