Вопрос задан 23.01.2026 в 19:41. Предмет Физика. Спрашивает Фетисов Анатолий.

Что происходит с электронами металла при возникновении в нём электрического поля?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Баграновская Даша.

Коротко: свободные электроны получают направленное (дрейфовое) движение под действием поля.

Чуть подробнее по шагам:

  1. В металле уже есть много свободных электронов, которые без поля движутся хаотично с тепловыми скоростями. Средняя скорость равна нулю.

  2. Когда в металле создают электрическое поле E, на каждый электрон действует сила F = −eE (знак минус, потому что заряд отрицательный). Между столкновениями с ионами кристаллической решётки электрон успевает разогнаться, но при столкновении теряет упорядоченную часть скорости. В итоге устанавливается маленькая, но ненулевая дрейфовая скорость:

    vd=eτmE\vec v_d = -\frac{e\tau}{m}\,\vec E

    где τ\tau — среднее время между столкновениями. Направление дрейфа — противоположно полю.

  3. Совокупность таких дрейфов даёт электрический ток. Связь плотности тока и поля:

    J=nevd=σE\vec J = n e \vec v_d = \sigma\,\vec E

    где nn — концентрация носителей, σ=ne2τ/m\sigma = n e^2 \tau / m — проводимость.

  4. Почти мгновенно происходит перераспределение зарядов у поверхности проводника: в чисто электростатическом равновесии внутреннее поле металла равно нулю. Но если к проводнику приложено напряжение и через него течёт ток, внутри поддерживается слабое, но конечное поле, которое и «толкает» электроны, а столкновения с решёткой создают сопротивление и выделение тепла (джоулево тепло).

Итого: под действием электрического поля электроны металла перестают быть статистически симметричными и начинают медленно дрейфовать (в среднем — против направления поля), формируя ток; их направленное ускорение между столкновениями уравновешивается рассеивающими столкновениями с решёткой.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос