"Metallardagi elektr toki"

Mavzu: Metallarda elektr toki

Elektr tokini o'tkazish xususiyatiga koʻra, moddalar bir necha turlarga boʻlinadi: o'tkazgichlar, yarimoʻtkazgichlar dielektriklar. Moddalar turli va agregat holatlarida, ya'ni qattiq, suyuq yoki gaz holatlarida elektr tokini oʻtkazishi yoki o'tkazmasligi mumkin.

Elektr tokini o'tkazish xususiyatiga ko'ra, moddalar bir necha turlarga bo'linadi: o'tkazgichlar, yarim o'tkazgichlar va dielektriklar.

TURLI MUHITLARDA ELEKTR TOKI

• Elektr tokini o'tkazish xususiyatiga ko'ra, moddalar bir necha turlarga bo'linadi: o'tkazgichlar, yarim o'tkazgichlar va dielektriklar.
• Moddalar turli agregat holatlarida, ya'ni qattiq, suyuq yoki gaz holatlarida elektr tokini o'tkazishi yoki o'tkazmasligi mumkin. Mazkur bobda biz metallarning, elektrolitlarning va gazlarning elektr tokini o'tkazish tabiatini o'rganishga batafsil to'xtalamiz.

Erkin elektronlarning tartibsiz harakati

Qattiq jismlarning, jumladan, metallarning atomlari tartibli davriy strukturali krista va panjarani tashkil etadi. Kristall panjarada atomlar joylashgan nuqtalar tugunlar deyiladi.
Metall atomida eng chetki orbitadagi elektronlar yadro bilan kuchsiz bog'langan bo'ladi. MetaUardagi bunday elektronlar o'z atomini tark etib, erkin harakatlanuvchi elektronlarga aylanadi, atomlar esa musbat ionga aylanib aylanib qoladi.

Ion - elektroni ortiqcha yoki elektron yetishmaydigan atom.

Metall atomlarining joylashish strukturasi kristall panjara tuzilishida bo'lib, panjara tugunlarida musbat zaryadli ionlar joylashadi. Masalan, alohida mis (Cu) atomi yadrosida 29 ta musbat zaryadli proton bo'lib, yadro atrofida 29 ta manfiy zaryadli elektron turli orbitalarda harakatlanadi.
Bunday atomlardan mis kristali hosil bo'lishida atomlarning eng chetki orbitadagi elektroni, yadro bilan juda kuchsiz bog'langanligi sababli u atomni tark etib metall kristali bo'ylab deyarli erkin ko'chib yuradi.
Hosil bo'lgan erkin harakatlanuvchi elektronlar gaz molckulalari kabi issiqlik harakatida, ya'ni tartibsiz harakatda bo'ladi
(102-rasm).
1 cm metall hajmida taxminan 10-10 ta erkin harakatlanuvchi elektron mavjud.

Elektr maydonda erkin elektronlar harakati

• O'tkazgich uchlarini elektr manbaining musbat va manfiy qutblariga ulasak, o'tkazgich uchlari orasida elektr maydon hosil bo'ladi.
• Bu maydon ta'sirida erkin elektronlar manbaning musbat qutbi tomon harakat qiladi (103-rasm).

Metallning musbat ionga aylangan atomlari esa o'z joyida qo'zg'almasdan turaveradi. Natijada elektronlarning tartibli harakati tufayli o'tkazgichda elektr toki hosil bo'ladi.
Metallarda elektr toki erkin elektronlarning tartibli harakatidan iboratdir.

Metallarda elektronlarning ko'chishi

Metallardagi elektr o'tkazuvchanlikni birinchi bo'lib nemis fizigi K.Rikke 1901-yilda aniqlagan. Uning tajribasi quyidagicha .
Dastlab, u o'ta silliqlangan uchta mis-aluminiy-missilindrlarini olib, ularning har birining massasini o'lchagan, so'ngra ularni bir-biriga jips qilib joylashtirib elektr zanjirini hosil qildi (104-rasm)
Ulardan bir xil yo'nalishda bir yil davomida muttasil tok o'tkazib turilgan. Tajriba yakunida siliadrlami uzluksiz o'lchanganda ularning massasining o'zgarmaganligi aniqlangan. Rikke tajriba natijalari asosida quyidagi xulosalarga keldi:
1) metallardan tok o'tganda zaryadlar ko'chishi kimyoviy jarayonni vujudga keltirmaydi;
2) barcha metallar uchun umumiy bo'lgan zaryad tashuvchilar mavjud bo'lib, ular erkin elektronlar bo'lishi mumkin.

Metallarda elektr tokini elektronlar tashishi keyinchalik L.I. Plokini, Mandelshtam va N.D. Papaleksi, P. Tolman va T. Styuart tajribalarida isbotlandi.

• Elektr tokining yo'nalishi

• Elektr zanjirdan tok k o'tayotganini galvanometr yoki ampermetr yordamida aniqlash mumkin. Galvanometrni elektr zanjirga dastlab 105-a rasmda ko'rsa tilganidek ulaylik.

Kalit ulanganda, galvanometr ko'rsatkichi 0 raqamidan o'ng tomonga og'adi.
Demak, o'tkazgichdan tok o'tmoqda. Buni zanjirga ulangan lampochka yonganidan ham ko'rish mumkin.
Endi o'tkazgichning tok manbaiga ulangan uchlaridagi qutblarni almashtiraylik. Bu holda ham lampochka yonadi. Lekin bunda galvanometr ko'rsatkichi 0 raqamidan chap tomonga og'adi (105-b rasm).
Bu tajriba elektr tokining yo'nalishga ega ekanligini ko'rsatadi.

Elektr toki yo'nalishga ega. Elektr tokining yo'nalishi sifatida musbat zaryadli zarralarning tartibli harakat yo'nalishi qabul qilingan.

• Elektr zanjirda zaryad tashuvchilar manfiy zaryadli lektronlar bo'lib, ular o'tkazgich bo'ylab elektr manbaining manfiy qutbidan musbat qutbi tomon harakat qiladi.
• Lekin tok yo'nalishi qabul qilingan davrda fanda elektron haqida hech narsa ma'lum emas edi. Shuning uchun elektr zanjirda tokning yo'nalishi sifatida musbat zaryadli zarralarning tartibli harakat yo'nalishi qabul qilingan.