26.13
Quando un campo elettrico viene applicato attraverso un conduttore, gli elettroni liberi si spostano nella direzione opposta a quella del campo mentre si scontrano con gli ioni del cristallo.
Se il campo applicato fosse zero, il movimento casuale risulterebbe, in media, in una deriva netta pari a zero, poiché le collisioni cambierebbero casualmente le loro direzioni. Il tempo medio tra le collisioni è chiamato tempo libero medio.
L'accelerazione dell'elettrone è data dalla forza elettrica sulla massa. La sua velocità in qualsiasi momento è espressa dalla velocità iniziale, dall'accelerazione e dal tempo.
La media di entrambi i lati sulle collisioni fornisce la velocità media. Tuttavia, poiché la deriva media dovuta alle collisioni è zero, la velocità di deriva è data dal prodotto dell'accelerazione e del tempo libero medio.
Utilizzando la relazione tra la densità di corrente e la velocità di deriva, la densità di corrente è correlata al campo elettrico, che è la legge di Ohm.
Quindi, la conduttività elettrica è espressa dal numero di elettroni liberi per unità di volume, dalla carica e dalla massa dell'elettrone e dal tempo libero medio.
La conduzione degli elettroni liberi all'interno di un conduttore è meglio descritta dalla meccanica quantistica. Tuttavia, un modello classico fornis…
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