metal, ca în toate corpurile solide, fiecare atom ocupă un anumit loc. Este adevărat că, în anumite condiții, atomii de corpuri solide își pot părăsi locurile, dar în orice caz rămân "legați" de un anumit loc de mult timp. În funcție de temperatură, fiecare atom fluctuează mai mult sau mai puțin în apropierea acestui loc, fără să se îndepărteze de la el orice distanță. Spre deosebire de alte corpuri solide, metalele au o caracteristică interesantă: în spațiul dintre atomii de metale se deplasează electroni liberi, adică electroni care nu sunt asociați cu anumiți atomi.
De unde provin acești electroni liberi?
Faptul este că în atomi nu toți electronii sunt la fel de ferm păstrate de nucleu. În cojile electronice ale atomilor de metal, există întotdeauna unul, doi sau trei electroni care sunt foarte slabi legați de miez. Prin urmare, de exemplu, atunci când se dizolvă diferite săruri, atomii de metal care intră în compoziția lor transferă cu ușurință acești electroni către alți atomi și transformă ele înșiși în ioni pozitivi. Separarea electronilor de la atomi are loc într-o bucată de orice metal, dar toți electronii care și-au pierdut legătura cu atomii rămân în metalul însuși între ionii formați.
Numărul de electroni liberi într-un metal este enorm. Există aproximativ același număr de atomi. Cu toate acestea, întreaga bucată de metal rămâne, desigur, neîncărcată, deoarece sarcina pozitivă a tuturor ionilor este exact egală cu sarcina negativă a tuturor electronilor.
Astfel, ne putem imagina structura unui metal în această formă. Atomii de metal, care au pierdut 1-2 electroni, au devenit ioni. Ele sunt relativ bine așezate în locurile lor și formează, se poate spune, un "schelet" rigid al unei bucăți de metal. Electronii se mișcă rapid de la o direcție la alta în toate direcțiile. Unele dintre electroni sunt încetinite în timp ce altele se accelerează, astfel încât acestea sunt întotdeauna rapide și lentă printre ele.
Mișcarea electronilor liberi este complet aleatorie. Nu puteți prinde niciun jet sau fire în el, fără consistență. Electronii liberi într-o mișcare de metal în jurul ca țînțari în top graba seara de vara resturi de aer într-un roi de musculițe fiecare le-a topi în sine este mai rapid, apoi mai lent, și întregul roi de picioare încă.
Printre electronii care se deplasează aleatoriu sunt întotdeauna acele care zboară spre suprafața metalului. Vor zbura din metal? La urma urmei, dacă lăsați un vas deschis cu gaz, moleculele cărora sunt de asemenea în mișcare dezordonată, cum ar fi electronii dintr-un metal, atunci moleculele de gaz se disipează rapid în aer. Cu toate acestea, în condiții normale, electronii nu scapă de metal. Ce le păstrează? Atracția ionilor. Când electronul se ridică puțin deasupra suprafeței metalului, deasupra acestuia nu mai există ioni, iar mai jos, pe suprafață, există. Acești ioni atrag electronul în creștere și cade pe suprafața metalului, pe măsură ce piatra aruncată la pământ cade.
Dacă piatra avea o viteză inițială suficient de ridicată, ar putea depăși atracția Pământului și
Fig. 7. Electronii rupți de la ruperea catodului roșu-fierbinte la anod numai atunci când anodul este încărcat pozitiv.
Zburați în spațiul interplanetar, ca zborul de pe nucleul bulletului din romanul lui Jules Verne. Electronii foarte rapizi pot, de asemenea, să depășească forțele de atracție electrică și să părăsească metalul. Acest lucru se întâmplă când se încălzește.
Când încălzirea metalică mișcarea amplificat nu numai de atomi, ci electroni, iar la metal de tempera-rotund emiși electroni, astfel încât fluxul lor poate fi detectat. Uită-te la Fig. 7. Arată un bec electric neobișnuit. În cilindrul său, la o distanță de filament, se întărește o placă metalică. O placă se numește un anod, iar un filament se numește un catod. La un capăt al filamentului (în continuare la orice) și este conectat la anod de baterie, și care arată prezența unui curent electric între baterie și anod în așa-numitul „anod“ circuitul dispozitivului este activat. Acest dispozitiv este numit galvanometru. Firele însuși sunt conectate la rețeaua electrică și sunt încălzite. Dacă anod este conectat la polul negativ al bateriei, și un fir pozitiv, curentul anodic al circuitului nu va (Fig. 7, stânga). Acum vom încerca să schimbăm poli și să atașăm placa la "plus" de la baterie. Un curent va apărea imediat în circuit (figura 7 din dreapta). Acest experiment arată că arderea filamentul lămpii fierbinte emite de fapt, Nega - sarcini negative - electroni, care sunt respinse de anod, atunci când acesta este încărcat negativ (Figura 7 stânga.) Și antrenat de forțe electrice la anod, atunci când acesta este atașat la polul pozitiv al bateriei (Fig. 7 în dreapta).
Emisia de electroni prin metale încălzite are o mare importanță practică. Este suficient să spunem că este folosit în toate radiourile (vom vorbi despre tuburi radio în ultima secțiune a cărții).
Creșterea de energie a electronilor și a le face vyle-tata de metal nu poate fi numai de încălzire, dar, de asemenea, de iluminat. Astfel de fenomene au fost studiate în 1888 de către fizicianul rus, profesor la Universitatea Moscova AG Stoletov. Un flux de raze de lumină poartă energie, iar dacă lumina cade pe un metal, o parte din această energie este absorbită de metal și transmisă electronilor. După ce au primit energie suplimentară, unii electroni depășesc atracția ionilor și zboară din metal. Acest fenomen se numește efect fotoelectric. Efectul fotoelectric este utilizat într-o celula foto foarte importanta pentru tehnician. Circuitul fotocelulei este prezentat în figura 8.
cilindru de sticlă, care este îndepărtat din aerul din interior în interiorul stratului de metal, în mod tipic sodiu, potasiu sau cesiu, supusă unui tratament special (din aceste metale, electronii tras cu ușurință prin acțiunea luminii vizibile); nu acoperiti cu metal doar o fereastra mica pentru transmiterea luminii. Stratul metalic servește drept catod fotocelule (fotocatod). În mijlocul balonului este plasat fie un fir metalic subțire, fie o rețea. Acesta este anodul. Fotocatodul este conectat la polul negativ al bateriei, iar anodul la cel pozitiv. După cum cad în curând pe fotocatod razelor de lumină, unele dintre electronii dobândi o mai mare de energie și a tras cu ea în suprafață. Forța de atracție electrică le conduce la anod, iar un curent apare în circuit. Dacă iluminarea se oprește, curentul dispare [1]). Rețineți că metodele descrise două-TION gestiona pentru a extrage metalul numai dintr-o foarte mică parte a electronilor liberi disponibile în ele.
Fig. 8. Schema acțiunii fotocelulei.
Este ușor de înțeles că electrizarea prin frecare este un proces de ejectare a electronilor. De exemplu, atunci când geamul este frecat de piele, electronii extrași din sticlă sunt transferați pe piele.
Deci, știm că electronii pot fi extrași din atomi. Să vedem acum cum este posibil să controlam energia electronică - cei care au părăsit atomii.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: