Т-23. Проводники, полупроводники, изоляторы — вещества с различным содержанием свободных электрических зарядов. Количество свободных зарядов в каком-либо веществе зависит от многих факторов. Например, от чистоты вещества — бывает, что небольшие количества примеси способствуют или, наоборот, препятствуют появлению свободных электронов или ионов. У некоторых веществ число свободных электронов можно увеличить, если облучать эти вещества светом — свет просто выбивает электроны из атомов. У других веществ такой же эффект наблюдается под действием рентгеновского излучения. Количество свободных зарядов зависит также от температуры — чем она выше, тем интенсивнее собственные колебания атомов и молекул, тем больше слетает с них электронов. И конечно же, число свободных зарядов в веществе зависит от того, какое это вещество, насколько крепко в его атомах внешние электроны привязаны к ядру, насколько легко им вырваться на свободу. И оттого, насколько велики атомы, насколько густо они расположены и долго ли сможет свободный электрон бродить в межатомном пространстве, не подвергаясь опасности наткнуться на свободное место в атоме и вновь очутиться на орбите.
Специалисты по электричеству привыкли делить все вещества на три основные группы — проводники, полупроводники и диэлектрики (изоляторы). К проводникам относятся вещества, в которых свободных зарядов очень много. Полупроводники — это те вещества, в которых свободных зарядов немного, но все же они есть. В диэлектриках свободных зарядов очень мало, почти нет (Р-7).

 

P-5

В диэлектриках все электроны крепко связаны с ядром и редко какой-то из них может вырваться на свободу. Нужно пересмотреть миллиарды миллиардов атомов диэлектрика, чтобы отыскать среди них один положительный ион, один атом, упустивший какой-нибудь свой электрон.
Теперь о проводниках.
К проводникам относятся все металлы. У них внешние электроны связаны с ядром очень слабо и почти каждый атом превратился в положительный ион, выпустил в межатомное пространство один или даже несколько электронов. В металлах так много свободных электронов, что по отношению к ним применяют выражение «электронный газ» или «электронная пыль».
Проводниками могут быть жидкости и газы. «Могут быть» в данном случае нужно понимать так: количество свободных зарядов в жидкости (или в газе) зависит от того, какие вещества в ней растворены, какие химические процессы происходят. Например, дистиллированная вода — это изолятор, свободных зарядов в ней очень мало. Но стоит бросить в воду щепотку соли, как она становится проводником — соль растворяется, образует в воде большое количество свободных положительных и отрицательных ионов.
О полупроводниках пока умолчим. Это вещества со сложным характером. Придет время, и мы поговорим о них особо.
Не требуется, по-видимому, пояснять, что полноводная река работает лучше, чем тонкая струйка воды из водопроводного крана. Вот так большое

P-6

число движущихся свободных зарядов при прочих равных условиях может выполнить большую работу, чем малое их количество. И если мы хотим увидеть от движущихся зарядов настоящую работу, нужно привлечь к делу как можно больше этих зарядов. А значит, нужно организовывать движение свободных зарядов не в диэлектрике, где их очень мало, а в проводнике, где зарядов-работников огромное количество.

Читать следующую теорию
Вернуться на предыдущую

значёк