Автор Тема: Про фотоны. (Прочитано 46639 раз)

Про свободный электронный газ и движение электронов в проводнике 0,1 мм/с.

Если вы посчитаете аккуратно для медного проводника, скажем 0,75 мм2, то получите эти самые примерно 0,1 мм/с движения свободных электронов - с учетом сколько их в 1 моле меди.

То есть это чисто расчетная величина.
Понятно, что никто экспериментально скорость электронов не измерял.
Да и как? - ведь это непонятно что, какие то вероятностные облака с невероятными свойствами вращения помноженные на принцип неопределенности.

А что такое электронный газ?

https://ru.wikipedia.org/wiki/Электронный_газ

Цитировать

В электронном газе пренебрегается кулоновским взаимодействием между частицами, а сами электроны слабо связаны с ионами кристаллической решётки.

Цитировать

Электронный газ является частным случаем Ферми-газа[1]. Его поведение может быть рассмотрено по аналогии с термодинамической моделью идеального газа, в частности, можно ввести понятия сжимаемости и теплоемкости электронного газа.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Ферми-газ

Цитировать

В первом приближении можно считать, что потенциал, действующий на электроны в металле, является постоянной величиной и благодаря сильному экранированию положительно заряженными ионами можно пренебречь электростатическим отталкиванием между электронами. Тогда электроны металла можно рассматривать как идеальный газ Ферми — Дирака — электронный газ.

Общая идея понятная.
Эмв поле и эмв волна устанавливаются со скоростью света и они движут свободные электроны по всей длине проводника со скоростью примерно 0,1 мм/с, что соответствует перемещению 1 кулона на 0,1 мм/с во всем проводнике.

Так сколько там получается кулонов во всем проводнике?
Каково соответствующее натяжение электронного газа при зарядке конденсатора и его уплотнение в обкладках?
Что при этом происходит с молекулярной структурой проводника и материала обкладок?

На эти вопросы физики отвечают, что заряд переносится поверхностной волной энергии (включается вне проводника) и попросту 1 кулон оказывается на подключенной нагрузке.
При этом скорость этого включения в 1,5 раза меньше скорости света.
http://www.reis205.narod.ru/gamma.htm
И все же на 5 порядков больше скорости электростатических волн в проводнике.

Артур Васильев · « **Ответ #1770 :** 24 Март 2022, 15:37:15 »

Попробуем взглянуть с точки зрения квантового физика.
Моисей Исаакович Каганов. Электроны, фононы, магноны.

http://publ.lib.ru/ARCHIVES/K/KAGANOV_Moisey_Isaakovich/_Kaganov_M.I..html#0002

ЭЛЕКТРОНЫ ПРОВОДИМОСТИ — ВЫРОЖДЕННЫЙ ФЕРМИ-ГАЗ с.134 и далее

Цитировать

Результат, который, несомненно, заставит нас насторожиться: температура вырождения электронного газа в металле порядка 10^5К. Это означает, что электронный газ в металле уже при обычной комнатной температуре, да и вплоть до температуры плавления, всегда сильно вырожден, т. е. любой кусок металла — естественный «хранитель» вырожденного, «квантового» газа со всеми его особенностями и свойствами.

Комнатная температура - это 3*10^2 К. А вырождение - это после 10^5 К.
Здесь просто ошибка? Или удивительный парадокс

Цитировать

Есть свободные электроны. Было ясно, что их много: один-два на кристаллическую ячейку.

Кристаллическая ячейка меди границентрирована, то есть 1-2 свободных электрона на 12 атомов меди. То есть скорость движения заряда в 6-12 раз больше, чем 0,1 мм/с.

Уточняем здесь. Основы физики твердого тела, 2010.
https://www.omgtu.ru/general_information/faculties/radio_engineering_department/department_of_quot_physics_quot/File/3/Osnovi_PhTT_KalLPh.pdf

с.42 Число электронов меди вблизи уровня Ферми 0,002 при их числе на атом 29. То есть 0,058 на 1 атом или 1 электрон на 17,2 атомов меди. То есть скорость тока в 17 раз больше. Или 1,7 мм/с.

Цитировать

Теплоемкость металла, казалось бы, если верить формулам классической статистики, должна быть больше, чем теплоемкость диэлектриков (изоляторов). Причем не на проценты, а, как показали расчеты, более чем в полтора раза. Не заметить этого нельзя. Но измеренная теплоемкость металлов упорно совпадала с теплоемкостью диэлектриков. Свободные электроны не обнаруживались. Вся эта проблема благодаря своей простоте имела фундаментальное значение. Она получила название парадокса о теплоемкости.

Цитировать

Для того чтобы подчеркнуть удивительные свойства вырожденного электронного газа, приведем следующий факт, который противоречит нашей интуиции, основанной на классических представлениях: вырожденный электронный газ тем идеальнее, чем плотнее, т. е. чем меньше расстояние между электронами. Хотя это утверждение может показаться абсолютно бессмысленным, проанализируем его и убедимся, что оно справедливо.

Квантовая физика - это коллекция удивительных парадоксов. То есть физических и логических противоречий в головах квантовых физиков.

Цитировать

Подставляем выписанные здесь числа и с удивлением обнаруживаем: v ≤ 10^-3 см/с. Как видите, электроны действительно движутся медленно...

Это 0,01 мм/с. Вот такая она вся и с любой стороны - удивительная и парадоксальная.

На с.133-134 Каганов объясняет почему "свободные электроны" есть. Потому что атомы меди, или ее кристаллической решетки, на них влияют слабенько. При этом электроны эти свободные - суть валентные электроны, то есть удерживающие эту самую кристаллическую решетку. Все это прямое наследие модели электронного газа, помноженное на квантовые хитрости (физические и логические противоречия). При этом число электронных связей на атом меди равно 12, а число свободных электронов 1 на 17 атомов. Парадоксально, до удивительности.

Rishi · « **Ответ #1771 :** 24 Март 2022, 15:54:25 »

Цитата: Ltlekz49 от 24 Март 2022, 14:24:22

Читай Трактат Максвелла и не задавай больше идиотских вопросов.

к сожалению так не получится, потому что к самому Максвеллу также есть вопросы. Почему у него волны распространяются со скоростью с, а потенциалы - мгновенно?