названием сверхпроводимости, состоящее в том, что при некоторой определенной температуре, близкой к абсолютному нулю, сопротивление металла скачком исчезает и при всех низших температурах остается равным нулю.
Это явление до сих пор еще не получило окончательного теоретического объяснения.
В тесной связи с влиянием температуры стоит также влияние на электропроводность металлов посторонних примесей и механической обработки (прокатка, вальцовка). 'Известно, что это влияние почти всегда сводится к повышению сопротивления, причем появляющееся при этом добавочное сопротивление практически не зависит от температуры (правило Матиссена). Волновая механика объясняет это просто тем, что как появление примесей, так и механическая обработка искажают однородность кристаллической решотки металла и тем самым создают новые возможности для рассеяния электронных волн. Такая точка зрения полностью подтверждается теми закономерностями, к-рым подчиняется Э. сплавов. Все те сплавы, кристаллическая решотка к-рых обладает той же степенью однородности, что решотка чистых металлов, по своим электрическим свойствам ведут себя в основном так же, как эти последние. Совершенно иначе обстоит дело в так наз. твердых растворах, где атомы одного металла беспорядочно вкраплены в решотку, образованную . атомами другого металла. Такое растворен ие одного металла в другом всегда понижает Э. последнего и притом отнюдь не по правилу смешения (рис. 2). При этом в нижней части кривой сопротивление практически не Рис. 2. Электропроводность спла — зависит ОТ темва серебро — золото. пературы. Это последнее свойство нек-рых сплавов (константан, манганин) широко утилизируется в технике.
Полупроводниками, или переменными проводниками, называются такие тела, в к-рых электрический ток тоже представляет собою движение электронов, но которые отличаются от металлов по ряду существенных свойств: 1) по небольшой численной величине Э. (в среднем она в 102—104 раз. меньше, чем Э. металлов) и 2) по весьма сильной и своеобразной зависимости ее от температуры. Обычно при повышении температуры Э. сначала быстро растет, потом достигает максимума и снова начинает падать. Ход кривой показывает, что первый подъем идет вероятно за счет увеличения общего числа электронов проводимости («диссоциация» атомов), тогда как потом начинают доминировать обычные законы Э. металлов. К полупроводникам принадлежат кремний, графит, селен, бор и нек-рые др. элементы, а также ряд сплавов и соединений. Э. полупроводников носит часто односторонний характер.
Ток может итти через них только в одном определенном направлении. Это связано с наличием особого «запирающего» слоя на границе между проводниками и полупроводниками. Подробнее см. Полупроводники, Фото-электрические явления.
Электролиты. Электролитами Называются такие тела, прохождение тока в к-рых всегда со 714
провождается переносом массы. В отличие от газов, где перенос массы при прохождении тока тоже может иметь место, электролиты подобно металлам при не очень сильных полях удовлетворяют закону Ома. Факт переноса массы обусловливается тем, что носителями тока в электролитах являются не электроны, а ионы (см.), т. е. _положительно или отрицательно заряженные атомы, каждый из которых несет на себе один или несколько элементарных зарядов. Выделение и нейтрализация этих ионов на электродах (на границах соприкосновения электролита с другими проводниками) служат причиной ряда вторичных физических и химических явлений, в частности появления электролитической поляризации.
Уже давно было установлено (Аррениус, 1887), что «свободные» ионы находятся в электролитах и при отсутствии электрич. поля, т. е. что наряду с нейтральными молекулами электролита всегда имеются и диссоциированные.
С этой точки зрения действие электрического поля заключается не в образовании ионов, а лишь в их передвижении, причем положительно заряженные ионы (катионы) движутся к отрицательному электррду (катоду), а отрицательно заряженные (анионы) — к аноду. При своем движении каждый ион испытывает определенное сопротивление как в силу внутреннего трения электролита, так и в силу взаимодействия с другими ионами. Это сопротивление играет роль, аналогичную столкновениям электрона с атомами металла; оно обусловливает существование электрического сопротивления электролита и необходимость затраты Джоулева тепла. Наличием этого сопротивления объясняется то, что скорость ионов несмотря на наличие постоянного ускоряющего поля устанавливается на некотором постоянном значении, пропорциональном напряженности поля.
Степень подвижности каждого иона характеризуется той скоростью, к-рую он приобретает под действием единичного электрического поля.
Еще Гитторф (1853) показал, что относительную величину подвижности различных ионов в каждом электролите можно определить экспериментально.
По величине своей Э. электролиты в противополржнос^ь металлам представляют чрезвычайное разнообразие: от сравнительно хороших проводников (напр. водный раствор серной кислоты, для к-рого при больших концентрациях (т=0, 7 ом"1-ел"1) до почти идеальных изоляторов (напр. твердые кристаллы медного купороса, для к-рого ог=1, 5—10 ом^-слт1). Физическая причина этого разнообразия заключается в том, что как число свободных ионов, принимающих участие в токе, так и подвижность их могут для различных электролитов быть совершенно различны. Для жидких электролитов наиболыпий-интерес представляет изучение т. н. эквивалентной Э., определяемой величиной Л, под к-рой пониматрт частное от деления а на число грамм-эквивалентов данного электролита в 1 см3 (с). В самом деле, так как с пропорционально полному числу всех ионов электролита в 1 см3, то Л зависит уже не от числа свободных ионов, а от той доли, которую оно составляет в полном числе всех ионов.
Иными словами, Я определяется только 1) степенью диссоциации электролита, 2) подвижностями его ионов и их зарядами.
Наиболее типичными и хорошо изученными из жидких электролитов являются растворы
