为什么导体会有电阻?
首先,我们先来清楚下导体的概念。
我们知道电流容易从铜、铝等金属物体中通过,这种现象叫导电,这些物体叫导体。电流不容易通过的物体,叫绝缘体,比如说干燥的木头、陶瓷等。
电阻是什么呢?
1826年德国物理学家欧姆提出了关于电路的实验定律——欧姆定律:在稳恒条件下,通过一段导体的电流强度与导体两端的电压成正比,即I∝U,或写成I=U/R,式中的R称为导体的电阻.欧姆还总结出关于电阻大小和性质的两条实验定律:一是电阻定律R=ρ·L/S;另一是电阻与温度在高温条件下成线性关系R=R0(1+αt).其中ρ是导体的电阻率,α是温度系数.
电阻概念提出之后,当时人们并不清楚导体是怎样对电流产生阻碍作用的...全部
首先,我们先来清楚下导体的概念。
我们知道电流容易从铜、铝等金属物体中通过,这种现象叫导电,这些物体叫导体。电流不容易通过的物体,叫绝缘体,比如说干燥的木头、陶瓷等。
电阻是什么呢?
1826年德国物理学家欧姆提出了关于电路的实验定律——欧姆定律:在稳恒条件下,通过一段导体的电流强度与导体两端的电压成正比,即I∝U,或写成I=U/R,式中的R称为导体的电阻.欧姆还总结出关于电阻大小和性质的两条实验定律:一是电阻定律R=ρ·L/S;另一是电阻与温度在高温条件下成线性关系R=R0(1+αt).其中ρ是导体的电阻率,α是温度系数.
电阻概念提出之后,当时人们并不清楚导体是怎样对电流产生阻碍作用的.一些物理学家曾试图寻找合理的物理模型和理论对电阻的起因进行解释,直到本世纪初,荷兰物理学家洛仑兹首先用金属电子论对电阻的微观机制进行了经典解释,并可以定性和半定量地解释电阻的一些性质.但是由此模型建立起来的理论在定量解释有关电阻性质问题时,产生了无法克服的矛盾,由经典理论计算得出的数据与实验结果相差甚远,例如用经典理论计算铜(Cu)在T=300K时的电阻率ρ≈1。
1×10-7Ω·m,比实验值大6倍.
到了本世纪20年代,量子力学创立以后,人们对微观世界规律的认识发生了根本的变革,出现了一系列有别于宏观规律的特性,它们决定着微观世界的运动和变化,如微观粒子具有波位二象性;微观粒子的运动状态不能用坐标和动量描述,而是要用概率波的波函数或量子态描述;微观粒子的运动规律不是服从牛顿运动定律,而是服从量子力学中的薛定谔方程.尔后索末菲和布洛赫等人用量子理论对电阻的微观机制作了全面解释,并取得极大成功.之所以用量子模型解释电阻的起因优于经典模型,是因为量子模型抽象出微观世界最本质的运动规律,具有真实的可模拟性.
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