Π§ΠΈΡ‚Π°ΠΉΡ‚Π΅ ΠΊΠ½ΠΈΠ³ΠΈ ΠΎΠ½Π»Π°ΠΉΠ½ Π½Π° Bookidrom.ru! БСсплатныС ΠΊΠ½ΠΈΠ³ΠΈ Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ ΠΊΠ»ΠΈΠΊΠ΅

Π§ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΠ½Π»Π°ΠΉΠ½ Β«ΠŸΡ€ΠΎΠΊΠ»ΡΡ‚Ρ‹Π΅ вопросы». Π‘Ρ‚Ρ€Π°Π½ΠΈΡ†Π° 14

Автор Π˜Ρ€ΠΈΠ½Π° Радунская

Π’ Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π΅ сСмидСсятых Π³ΠΎΠ΄ΠΎΠ² ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ прСподнСсли ΡƒΡ‡Ρ‘Π½Ρ‹ΠΌ Π½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ ΡΡŽΡ€ΠΏΡ€ΠΈΠ·. ΠžΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΠ»ΠΈΡΡŒ ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ β€” ΠΏΠ»ΠΎΡ…ΠΈΠ΅ изоляторы, Π° Π·Π°Ρ‚Π΅ΠΌ ΠΈ ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ, способныС ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ. ΠœΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ!

ОбъСдинились Π΄Π²Π° свойства, казавшиСся нСсоСдинимыми! Π­Ρ‚ΠΈ ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ Π½Π΅ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π½ΠΈΡ‡Π΅Π³ΠΎ ΠΎΠ±Ρ‰Π΅Π³ΠΎ с ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠΎΠΉ, ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠΌ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ изготавливаСтся ΠΈΠ· мСталличСского ΠΏΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΊΠ° ΠΏΡƒΡ‚Ρ‘ΠΌ прСссования ΠΏΡ€ΠΈ высокой Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅. НовыС, элСктропроводящиС ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°ΡŽΡ‚ ΠΎΠ±ΠΆΠΈΠ³ΠΎΠΌ ΠΏΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΊΠΎΠ², ΠΏΡ€ΠΈΠ³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Ρ… ΠΈΠ· ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… окислов, ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ ΠΈΠ· ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… являСтся диэлСктриком.

ΠžΠ±Ρ‰Π΅ΠΈΠ·Π²Π΅ΡΡ‚Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠΈΠΌΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ чистыС ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Ρ‹ β€” сСрСбро, мСдь, алюминий.

ΠšΠ»Π°ΡΡΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠ°Ρ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ° объясняла ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π° Ρ‚Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктроны, входящиС Π² состав Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ², Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° Π΄Π²Π΅ части. Π‘ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠ°Ρ Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎ связана с Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ ΠΈ Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°. ΠžΡΡ‚Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ элСктроны способны свободно ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°. Π˜Ρ… Π½Π°Π·Π²Π°Π»ΠΈ элСктронами проводимости. Они ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΡƒΡŽΡ‚ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π° своСобразный элСктронный Π³Π°Π·. Под дСйствиСм элСктричСского напряТСния, ΠΏΡ€ΠΈΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΊ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Ρƒ, элСктронный Π³Π°Π· пСрСмСщаСтся ΠΎΡ‚ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ полюса ΠΊ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ. ΠŸΡ€ΠΈ этом элСктроны проводимости ΠΎΠ±Ρ‚Π΅ΠΊΠ°ΡŽΡ‚ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΡ‹ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°, ΡΠΎΡƒΠ΄Π°Ρ€ΡΡŽΡ‚ΡΡ с Π½ΠΈΠΌΠΈ, затрачивая Π½Π° это Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ своСй энСргии. Π’Π°ΠΊ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ сопротивлСниС элСктричСскому Ρ‚ΠΎΠΊΡƒ.

Π’ вСщСствах, Π½Π΅ проводящих элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ (Π² диэлСктриках), всС элСктроны ΠΏΡ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎ связаны с Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ вСщСства ΠΈ Π½Π΅ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ Π½Π΅Π³ΠΎ. Атомы Π² Ρ‚Π²Ρ‘Ρ€Π΄ΠΎΠΌ Ρ‚Π΅Π»Π΅ способны лишь ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Ρ‚ΡŒΡΡ, ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ своСго полоТСния равновСсия. Π­Π»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠ½Ρ‹, входящиС Π² состав Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² диэлСктрика, ΡƒΡ‡Π°ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ Π² этих колСбаниях, Π½Π΅ покидая своСго Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°. Π­Ρ‚Π° простая ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½Π°, наглядно ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΡΡŽΡ‰Π°Ρ свойства ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΈ изоляторов β€” ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ² ΠΈ диэлСктриков, Π½Π΅ ΠΌΠΎΠ³Π»Π° ΠΎΠΏΠΈΡΠ°Ρ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ диэлСктрики Π² Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… случаях (Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΠΏΡ€ΠΈ Π½Π°Π³Ρ€Π΅Π²Π°Π½ΠΈΠΈ) Π½Π°Ρ‡ΠΈΠ½Π°ΡŽΡ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ. ПолоТСниС Π΅Ρ‰Ρ‘ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΡƒΡΠ»ΠΎΠΆΠ½ΠΈΠ»ΠΎΡΡŒ, ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° Π±Ρ‹Π»ΠΎ ΠΎΡ‚ΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚ΠΎ сущСствованиС ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ², Π½Π΅ входящих Π½ΠΈ Π² класс ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ², Π½ΠΈ Π² класс диэлСктриков. Π˜Ρ… Π½Π°Π·Π²Π°Π»ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ.

ΠšΠ»Π°ΡΡΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠ°Ρ Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ° Π΄ΠΎΠ»ΠΆΠ½Π° Π±Ρ‹Π»Π° ΠΏΡ€ΠΈΠ±Π΅Π³Π°Ρ‚ΡŒ ΠΊ искусствСнным прСдполоТСниям лишь для Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΠΈΡ‚ΡŒ, ΠΏΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ эти вСщСства ΠΏΡ€ΠΈ ΠΎΡ…Π»Π°ΠΆΠ΄Π΅Π½ΠΈΠΈ становятся диэлСктриками, Π° ΠΏΠΎ ΠΌΠ΅Ρ€Π΅ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ ΠΏΡ€ΠΈΠΎΠ±Ρ€Π΅Ρ‚Π°ΡŽΡ‚ ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ. Но дальнСйший Π½Π°Π³Ρ€Π΅Π² Π½Π΅ ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ€Π°Ρ‰Π°Π» ΠΈΡ… Π² ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Ρ‹.

ПозТС ΠΏΡ€ΠΈΡˆΠ»ΠΎΡΡŒ ΠΏΡ€ΠΈΠ·Π½Π°Ρ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΡΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ вСщСства, Π½Π΅ ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ€Π°Ρ‰Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ΡΡ Π² диэлСктрики Π΄Π°ΠΆΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈΠ±Π»ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ ΠΊ Π°Π±ΡΠΎΠ»ΡŽΡ‚Π½ΠΎΠΌΡƒ Π½ΡƒΠ»ΡŽ. Но ΠΎΠ½ΠΈ ΠΈ ΠΏΡ€ΠΈ Π½Π°Π³Ρ€Π΅Π²Π°Π½ΠΈΠΈ Π½Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠΎΠ±Ρ€Π΅Ρ‚Π°Π»ΠΈ присущСй ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°ΠΌ способности Ρ…ΠΎΡ€ΠΎΡˆΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ. Π˜Ρ… Π½Π°Π·Π²Π°Π»ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°ΠΌΠΈ, Π½ΠΎ Π½ΠΈΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΉ ясности Π½Π΅ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ»ΠΎ.

Π Π°ΡΠΏΡƒΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ этот ΠΊΠ»ΡƒΠ±ΠΎΠΊ, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ сплСлись ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΠ΅ Π½ΠΈΡ‚ΠΈ, смогла лишь квантовая Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠ°. Она ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π»Π°, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ вСщСства элСктроны ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Ρ‚ΡŒ вСсьма Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½ΠΎΠΉ энСргиСй. Если ΠΎΠ½ΠΈ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ ΠΌΠ°Π»ΠΎΠΉ энСргиСй, Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎ связаны с Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ. НуТно ΠΏΡ€ΠΈΠ΄Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈΠΌ Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΡƒΡŽ Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΎΡ‚ΠΎΡ€Π²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΡ‚ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ² ΠΈ ΡΠΎΠΎΠ±Ρ‰ΠΈΡ‚ΡŒ ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΌΠΈΠ³Ρ€ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ вСщСства. Π’Π°ΠΊΠΈΠ΅ вСщСства Π½Π΅ проводят элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ. Они Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΏΠ»ΠΎΡ…ΠΎ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°ΡŽΡ‚ Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎ. Π­Ρ‚ΠΎ диэлСктрики.

Π’ этом ΠΊΡ€Π°ΠΉΠ½Π΅ΠΌ случаС квантовая тСория Π΄Π°Ρ‘Ρ‚ Ρ‚ΠΎ ΠΆΠ΅ самоС, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈ классичСская тСория, добавляя лишь ΠΌΠ΅Π½Π΅Π΅ сущСствСнныС Π΄Π΅Ρ‚Π°Π»ΠΈ повСдСния вСщСства ΠΈ позволяя Ρ€Π°Π·ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, ΠΊΠ°ΠΊ это ΠΏΠΎΠ²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠ΅ зависит ΠΎΡ‚ Π²Π½Π΅ΡˆΠ½ΠΈΡ… воздСйствий.

Π’ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΌ ΠΊΡ€Π°ΠΉΠ½Π΅ΠΌ случаС, Π² ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°Ρ…, элСктроны Ρ€Π°Π·Π΄Π΅Π»Π΅Π½Ρ‹ Π½Π° Π΄Π²Π΅ части. Π‘ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²ΠΎ ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π΅Ρ‚ ΠΌΠ°Π»ΠΎΠΉ энСргиСй, ΠΈ ΠΎΠ½ΠΈ тСсно связаны с Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ. ΠžΡΡ‚Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ ΡΡ€Π°Π²Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ большой энСргиСй. Π’Π°ΠΊΠΎΠΉ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ напряТСниС слабСнькой Π±Π°Ρ‚Π°Ρ€Π΅ΠΈ Π»Π΅Π³ΠΊΠΎ ΠΎΡ‚Ρ€Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ ΠΈΡ… ΠΎΡ‚ Β«Ρ€ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎΒ» Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°, ΠΈ ΠΎΠ½ΠΈ свободно пСрСходят ΠΎΡ‚ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ° ΠΊ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΌΡƒ, нСсмотря Π½Π° Ρ‚ΠΎ Ρ‡Ρ‚ΠΎ энСргия элСктрона мСньшС, Ρ‡Π΅ΠΌ энСргия, ΡΠ²ΡΠ·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‰Π°Ρ Π΅Π³ΠΎ с блиТайшим Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠΌ. Π­Ρ‚ΠΎ элСктроны проводимости, ΡƒΡ‡Π°ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°Ρ‡Π΅ элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. Π­Ρ‚ΠΈ ΠΆΠ΅ элСктроны ΡƒΡ‡Π°ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°Ρ‡Π΅ Ρ‚Π΅ΠΏΠ»Π°, обСспСчивая ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°ΠΌ Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΡƒΡŽ Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ.

Новая ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚ΠΈΠ½Π° Π±Π»ΠΈΠ·ΠΊΠ° ΠΊ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΡΡ‚Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡŽ классичСской Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ ΠΎ свободном элСктронном Π³Π°Π·Π΅, Π½ΠΎ позволяСт Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΠΏΠΎΠ΄Ρ€ΠΎΠ±Π½ΠΎ ΠΎΠΏΠΈΡΠ°Ρ‚ΡŒ процСсс взаимодСйствия элСктронов проводимости с Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°.

ΠšΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²Π°Ρ тСория Π»Π΅Π³ΠΊΠΎ ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΡΠ΅Ρ‚ ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΎΡ‚ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ², ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ² ΠΎΡ‚ диэлСктриков. Π’ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²ΠΎ элСктронов ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°Π΅Ρ‚ ΠΌΠ°Π»ΠΎΠΉ энСргиСй, ΠΈ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ ΠΎΠ½ΠΈ тСсно связаны с Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ ΠΈ Π½Π΅ ΡƒΡ‡Π°ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ Π² ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°Ρ‡Π΅ элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ°. Наряду с Π½ΠΈΠΌΠΈ Π² ΠΏΠΎ Π»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ…, ΠΏΡ€ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠ½Π°Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅, Π΅ΡΡ‚ΡŒ малая Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ элСктронов, энСргия ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π½Π΅ Π½Π°ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ‹ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ ΠΎΡΡ‚Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… элСктронов. Π­Ρ‚ΠΈ элСктроны ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Ρ‰Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°, обСспСчивая ΠΈΠΌ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΡƒΡŽ ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΡ‚Ρƒ.

Π€ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ говорят, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ двумя Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΠ°ΠΌΠΈ элСктронов, Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Π΅Π΅, ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΈΡ… энСргиями сущСствуСт запрСщённая Π·ΠΎΠ½Π°. Иногда Π΅Ρ‘ Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ энСргСтичСской Ρ‰Π΅Π»ΡŒΡŽ. ΠŸΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ? Π”Π° ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΌΡƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ΅ Π½Π΅Ρ‚ элСктронов, энСргия ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π»Π΅ΠΆΠ°Π»Π° Π±Ρ‹ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Ρ‘Π½Π½ΠΎΠΉ Π·ΠΎΠ½Ρ‹, Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ энСргСтичСской Ρ‰Π΅Π»ΠΈ, ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‰Π΅ΠΉ элСктроны, ΡƒΡ‡Π°ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π² ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ элСктричСского Ρ‚ΠΎΠΊΠ° ΠΎΡ‚ всСх ΠΎΡΡ‚Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ…. ΠœΡ‹ ΡƒΠΆΠ΅ Π²ΡΡ‚Ρ€Π΅Ρ‡Π°Π»ΠΈΡΡŒ с «энСргСтичСской Ρ‰Π΅Π»ΡŒΡŽΒ», знакомясь с ΠΎΡ‚Ρ€Ρ‹Π²ΠΊΠ°ΠΌΠΈ ΠΈΠ· нобСлСвской Π»Π΅ΠΊΡ†ΠΈΠΈ Π“ΠΈΠ°Π²Π΅Ρ€Π°.

ΠŸΡ€ΠΈ Π½Π°Π³Ρ€Π΅Π²Π°Π½ΠΈΠΈ Π½Π΅ всС элСктроны ΠΏΡ€ΠΈΠΎΠ±Ρ€Π΅Ρ‚Π°ΡŽΡ‚ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΡƒΡŽ Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡŽ. На долю ΠΎΠ΄Π½ΠΈΡ… приходятся мСньшиС ΠΏΠΎΡ€Ρ†ΠΈΠΈ энСргии, ΠΈ ΠΎΠ½ΠΈ ΠΎΡΡ‚Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π²Π±Π»ΠΈΠ·ΠΈ своих Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ². На долю Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… Π²Ρ‹ΠΏΠ°Π΄Π°Π΅Ρ‚ достаточноС количСство для Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΠΎΠ½ΠΈ пСрСскочили Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Π·Π°ΠΏΡ€Π΅Ρ‰Ρ‘Π½Π½ΡƒΡŽ Π·ΠΎΠ½Ρƒ Π² Π·ΠΎΠ½Ρƒ проводимости. Π’Π°ΠΊ ΠΏΡ€ΠΈ Π½Π°Π³Ρ€Π΅Π²Π°Π½ΠΈΠΈ увСличиваСтся ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ° ΠΏΡ€ΠΎΠΏΡƒΡΠΊΠ°Ρ‚ΡŒ элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ, ΠΈΡ… элСктричСскоС сопротивлСниС ослабСваСт.

Π‘ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΠΏΠΎΠ΄Ρ€ΠΎΠ±Π½ΠΎΠ΅ рассмотрСниС двиТСния элСктрона Π² кристаллС ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ΠΎ связано с двиТСниями сосСдних Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠΎΠ². Π’ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ с двиТущимся элСктроном связана масса, прСвосходящая массу самого элСктрона. ИмСя это Π² Π²ΠΈΠ΄Ρƒ, Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ говорят, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктрон, двиТущийся Π² кристаллС, являСтся квазичастицСй, Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ ΠΊΠ°ΠΊ Π±Ρ‹ частицСй, масса ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ зависит ΠΎΡ‚ свойств кристалла.

Π’Π°ΠΊ ΠΌΡ‹ снова ΠΏΠΎΠ²ΡΡ‚Ρ€Π΅Ρ‡Π°Π»ΠΈΡΡŒ с квазичастицами, Π½ΠΎ Π½Π΅ ΠΊΠ°ΠΊ с Π»ΡŽΠ±ΠΎΠΏΡ‹Ρ‚Π½ΠΎΠΉ Π³ΠΈΠΏΠΎΡ‚Π΅Π·ΠΎΠΉ ΠΈΠ»ΠΈ экзотичСской Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠ΅ΠΉ. Π’ этом случаС ΠΎΠ½ΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΠ±Ρ‹ΠΊΠ½ΠΎΠ²Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌΠΈ элСктронами проводимости, ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΠ²ΡˆΠΈΠΌΠΈΡΡ Π² квазичастицы Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ взаимодСйствия с Π°Ρ‚ΠΎΠΌΠ°ΠΌΠΈ кристалла.

РАЗБЕГ

Π’ Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π΅ сСмидСсятых Π³ΠΎΠ΄ΠΎΠ² Ρ„ΠΈΠ·ΠΈΠΊΠΈ ΠΈ Ρ…ΠΈΠΌΠΈΠΊΠΈ Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎ ΠΈΠ·ΡƒΡ‡Π°Π»ΠΈ окислы ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ², Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ, ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅ΠΌΡ‹Π΅ ΠΎΠ±ΠΆΠΈΠ³ΠΎΠΌ ΠΊΠΎΠΌΠ±ΠΈΠ½Π°Ρ†ΠΈΠΉ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… окислов. Π‘Ρ‹Π»ΠΈ срСди Π½ΠΈΡ… ΠΈ ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ, ΠΏΡ€ΠΎΠΏΡƒΡΠΊΠ°Π²ΡˆΠΈΠ΅ элСктричСский Ρ‚ΠΎΠΊ.

Π’ 1973 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ Π²ΠΏΠ΅Ρ€Π²Ρ‹Π΅ Π±Ρ‹Π»Π° ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²Π»Π΅Π½Π° ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠ°, ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‰Π°Ρ ΡΠ»Π΅ΠΊΡ‚Ρ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ, Ρ‚ΠΈΠΏΠΈΡ‡Π½ΠΎΠΉ для ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ². Для Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ ΡƒΠ±Π΅Π΄ΠΈΡ‚ΡŒΡΡ Π² этом, Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΠΎΠ²Π°Π»ΠΎΡΡŒ провСсти исслСдованиС зависимости элСктропроводности ΠΎΡ‚ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹.

Π’ 1979 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ ΡƒΡ‡Ρ‘Π½Ρ‹Π΅ Π˜Π½ΡΡ‚ΠΈΡ‚ΡƒΡ‚Π° ΠΎΠ±Ρ‰Π΅ΠΉ ΠΈ нСорганичСской Ρ…ΠΈΠΌΠΈΠΈ АН Π‘Π‘Π‘Π  (ИОНΠ₯) ΠΈΠ·Π³ΠΎΡ‚ΠΎΠ²ΠΈΠ»ΠΈ ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ ΠΈΠ· окислов ΠΌΠ΅Π΄ΠΈ, Ρ€Π΅Π΄ΠΊΠΎΠ·Π΅ΠΌΠ΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ элСмСнта Π»Π°Π½Ρ‚Π°Π½Π° ΠΈ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ· Ρ‰Ρ‘Π»ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠ·Π΅ΠΌΠ΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… элСмСнтов β€” ΠΊΠ°Π»ΡŒΡ†ΠΈΡ, бария ΠΈΠ»ΠΈ стронция. Они ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π»ΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ эти ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π·Π°Π²ΠΈΡΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ элСктропроводности ΠΎΡ‚ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹, Ρ‚ΠΈΠΏΠΈΡ‡Π½ΡƒΡŽ для ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ².

Π’ этом ΠΆΠ΅ Π³ΠΎΠ΄Ρƒ Π€. Π‘Ρ‚Π΅Π³Π»ΠΈΡ‡ ΠΈ Π΅Π³ΠΎ сотрудники сообщили, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠ°, состоящая ΠΈΠ· окислов ΠΌΠ΅Π΄ΠΈ, крСмния ΠΈ цСрия, прСвращаСтся Π² свСрхпроводник ΠΏΡ€ΠΈ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅, Ρ€Π°Π²Π½ΠΎΠΉ 0,5К. Они ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π»ΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² этой ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΠ΅ элСктроны становятся квазичастицами с Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ большой массой, Π½Π° Π΄Π²Π° порядка ΠΏΡ€Π΅Π²Ρ‹ΡˆΠ°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ массу свободного элСктрона.

ΠŸΡ€ΠΎΡˆΠ»ΠΎ ΠΏΡΡ‚ΡŒ Π»Π΅Ρ‚, ΠΈ ΠΊ 1984 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ Клод МишСль ΠΈ Π‘Π΅Ρ€Π½Π°Ρ€ Π Π°Π²ΠΈ исслСдовали ΠΊΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈΠΊΡƒ (Π½Π° основС окислов бария, Π»Π°Π½Ρ‚Π°Π½Π° ΠΈ ΠΌΠ΅Π΄ΠΈ) Π½Π° Π΅Ρ‘ ΡΠΏΠΎΡΠΎΠ±Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‚ΠΎΠΊ ΠΎΡ‚ Π³Π΅Π»ΠΈΠ΅Π²Ρ‹Ρ… Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€ Π΄ΠΎ Π°Π·ΠΎΡ‚Π½Ρ‹Ρ… ΠΈ Π½Π΅ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΠ»ΠΈ Π² Π½Π΅ΠΉ свСрхпроводимости. Волько послС открытия Π‘Π΅Π΄Π½ΠΎΡ€Ρ†Π° ΠΈ ΠœΡŽΠ»Π»Π΅Ρ€Π° стала ясна ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° Π½Π΅ΡƒΠ΄Π°Ρ‡ΠΈ: ΠΎΠ½ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠΊΠ°Π»ΠΈΠ²Π°Π»ΠΈ свои ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Ρ†Ρ‹ Π½Π° Π²ΠΎΠ·Π΄ΡƒΡ…Π΅, Π² присутствии кислорода! А для появлСния высокотСмпСратурной свСрхпроводимости слСдуСт ΠΏΡ€ΠΎΠΊΠ°Π»ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΈΡ… Ρ‚Π°ΠΊ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π² Π½ΠΈΡ… Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π» Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ Π΄Π΅Ρ„ΠΈΡ†ΠΈΡ‚ кислорода. ВрСбуСтся ΠΈ нСбольшой Π΄Π΅Ρ„ΠΈΡ†ΠΈΡ‚ Π»Π°Π½Ρ‚Π°Π½Π°.

Π’Π°ΠΊ это Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΠΎΡΡŒ. ΠΠ°Ρ‡Π°Π»ΠΎΡΡŒ ΠΏΠΎΠΊΠΎΡ€Π΅Π½ΠΈΠ΅ высокотСмпСратурной свСрхпроводимости.

ВскорС оказалось, Ρ‡Ρ‚ΠΎ соСдинСния Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»ΠΎΠ², ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΠΈΠ· ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… ΡƒΡ€Π°Π½, Π° Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ Π±Π΅Ρ€ΠΈΠ»Π»ΠΈΠΉ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΏΠ»Π°Ρ‚ΠΈΠ½Π°, Ρ‚ΠΎΠΆΠ΅ становятся свСрхпроводниками Π·Π° счёт прСвращСния части элСктронов Π² свСрхтяТёлыС квазичастицы. Но ΠΎΡΡ‚Π°Π»ΠΎΡΡŒ нСизвСстным, ΠΊΠ°ΠΊ эти квазичастицы Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠΎΠ΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ ΠΏΡ€ΠΈ появлСнии свСрхпроводимости.

Π—Π°Ρ‚Π΅ΠΌ Π±Ρ‹Π»ΠΈ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠ΅Π½Ρ‹ ΡƒΠ΄ΠΈΠ²ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ свСрхпроводники с ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ ΠΌΠ°Π»ΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠ΅ΠΉ свободных элСктронов.

Π€ΡƒΡ€ΠΎΡ€ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²Π΅Π»ΠΎ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ прСдсказанных Π“ΠΈΠ½Π·Π±ΡƒΡ€Π³ΠΎΠΌ ΠΈ Π›ΠΈΡ‚Ρ‚Π»ΠΎΠΌ Ρ‚ΠΎΠ½ΠΊΠΈΡ… свСрхпроводящих ΠΏΠΎΠ»ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠ»Ρ‘Π½ΠΎΠΊ ΠΈ Π²ΠΎΠ»ΠΎΠΊΠΎΠ½. Π‘ΠΏΠ΅Ρ€Π²Π° это Π±Ρ‹Π»ΠΈ ΠΏΠ»Ρ‘Π½ΠΊΠΈ ΠΈ Π²ΠΎΠ»ΠΎΠΊΠ½Π° ΠΈΠ· нСорганичСских ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π»ΠΎΠ², Π° Π·Π°Ρ‚Π΅ΠΌ ΠΏΠ»Ρ‘Π½ΠΊΠΈ ΠΈ Π²ΠΎΠ»ΠΎΠΊΠ½Π° ΠΈΠ· органичСских соСдинСний.