Направление движения тока

[AlexZir]

Направление движения тока

Собственно, вопрос.

Как, по вашему мнению, ток движется?

На уроках физики нас учили, что принято считать правильным движение тока от плюса к минусу. Когда стали разбирать электронные лампы, то оказалось, что возникновение тока возможно и в вакууме за счет эмиссии электронов. А когда дошли до полупроводников, то там вообще дырки в обратном направлении идут.

 

[DiM]

Млин, я еще не определился, будет о чем подумать на досуге))) Пока голосую за шестой вариант))

 

[кочевник]

за счет эмиссии электронов.

И они, электроны, имея отрицательный заряд, движутся к плюсу.

дырки в обратном направлении идут.

Они потеряли электрон и, следовательно, заряжены положительно. Движутся к минусу.
Проголосовал за 6 варианит.

 

[Ultras]

Они потеряли электрон и, следовательно, заряжены положительно. Движутся к минусу.

Вообще, IMHO, неверное понятие - "движение дырок". Это атом со "сбежавшим" электроном, крепко сидящий в своей ячейке кристаллической решётки, никуда двинуться не может.
Я тоже за 6 вариант

 

[hrpankov]

....атом неподвижен, движется "дирка"... а что такое дирка, чешу репу и думаю...

 

[Vladimir_S]

Вообще, IMHO, неверное понятие - "движение дырок".

....атом неподвижен, движется "дирка"... а что такое дирка, чешу репу и думаю...

Объясняю.
Дырка - это отсутствие электрона (вакансия). Эти вакансии могут последовательно передаваться от одного узлового атома к другому, и в этом смысле они трактуются, как квазичастицы, обладающие своей массой, импульсом и т.д. Поэтому в физике твердого тела дырки и рассматриваются, как частицы (наряду с электронами), и когда рассматривают, например, полупроводник р-типа, то считают, что там не недостаток электронов, а избыток таких вот положительно заряженных квазичастиц - дырок. Так удобнее.

 

[кочевник]

никуда двинуться не может.

Это верно, мне нужно было уточнить что движется (перемещается) именно вакансия.

 

[AlexZir]

Сам чешу репу, вроде бы всего пять вариантов ответа, а уже три человека проголосовали за шестой )

Ну так дырка она и есть вакансия, и она смещается в обратном направлении относительно движения электрона. Атом остается на месте, но теряет один электрон, становится положительно заряженным и оттягивает к себе электрон от соседа. Таким образом дырка смещается. Так что с точки зрения школьной физики тут все верно

 

[Vladimir_S]

Парни, ну о чем вообще звон? Всё просто:

1. В электротехнике принято волевым усилием считать направление тока от "+" к "-". Например, если мы применяем законы Кирхгофа.

2. Если мы рассматриваем физическую картину, то:
а) отрицательно заряженные частицы (электроны, отрицательные ионы) движутся от "-" к "+".
б) положительно заряженные частицы (позитроны, дырки, положительные ионы) - от "+" к "-".

Всё!

 

[AlexZir]

Владимир, а чьё это было волевое усилие? И не приводит ли подобное усилие к неизбежному искажению реальной физической картины? Что такое на самом деле электрический ток? Почему при появлении разности потенциалов на источнике начинается почти моментальное движение электронов по всей схеме, а не последовательно от плюса к минусу?

Это самое упомянутое вами чьё-то волевое усилие подобных вещей никак объяснить не сможет

З.Ы. Движение дырок происходит только в пределах полупроводника. А что при этом происходит в металле?

 

[Vladimir_S]

Владимир, а чьё это было волевое усилие?

Первых электротехников. Так с XIX века и повелось.

И не приводит ли подобное усилие к неизбежному искажению реальной физической картины?

Приводит. Но, увы, традиция-с.

Что такое на самом деле электрический ток?

Направленное движение заряженных частиц. Причем не обязательно в проводе. Где угодно: в плазме, в вакууме и т.п.

Почему при появлении разности потенциалов на источнике начинается почти моментальное движение электронов по всей схеме, а не последовательно от плюса к минусу?

Потому что со скоростью света распространяется поле, которое уже и приводит в движение электроны. Тут я всегда привожу аналогию с длинным стоящим товарным составом. Вот прицепили локомотив, вот он дёрнул, и вдоль всего состава прошла такая лязгающая "волна". Несомненно, Вы такое видели не раз. То есть сами платформы и вагоны еще почти стоят, но последний сразу почувствовал начало движения. Вот так же и с приложением разности потенциалов к куску провода.

Движение дырок происходит только в пределах полупроводника. А что при этом происходит в металле?

В металле, в отличие от полупроводника, переносчиками тока являются т.н. свободные электроны, или их еще называют "электронный газ". Они (в первом приближении) не связаны с узловыми атомами, поэтому там и о вакансиях (дырках) говорить не приходится.

 

[AlexZir]

Направленное движение заряженных частиц

Именно! И таковыми могут являться как электроны, так и ионы (анионы и катионы). И направление тока в зависимости от заряда носителя будет изменяться.

Потому что со скоростью света распространяется поле, которое уже и приводит в движение электроны

А что именно заставляет это поле возникать в момент появления разности потенциалов, распространяться вдоль проводника и воздействовать на электроны?

В металле, в отличие от полупроводника, переносчиками тока являются т.н. свободные электроны, или их еще называют "электронный газ"

Действительно, в металлах присутствуют несвязанные электроны.

Приводит. Но, увы, традиция-с

Может, пора уже новые традиции заводить на основе новейших исследований?

 

[Vladimir_S]

А что именно заставляет это поле возникать в момент появления разности потенциалов, распространяться вдоль проводника и воздействовать на электроны?

Дык... Сама разность потенциалов и порождает поле.

 

[AlexZir]

Какова природа этого поля? Каким способом происходит воздействие поля на электроны? Каким образом поле передает электронам энергию, достаточную для начала упорядоченного движения? Ведь по сути, электроны в проводнике движутся хаотично, а ток - направленное движение заряженных частиц.

 

[Vladimir_S]

Какова природа этого поля? Каким способом происходит воздействие поля на электроны?

Ну это уже, пардон, не мой уровень... Конечно, можно было бы пофлудить насчет искривлений пространства и т.п., но - не буду.

 

[AlexZir]

Отчего же? Раздел "Общение и торговля" вполне допускает флуд на околонаучные темы

 

[СветLANa]

Какова природа этого поля? Каким способом происходит воздействие поля на электроны? Каким образом поле передает электронам энергию, достаточную для начала упорядоченного движения? Ведь по сути, электроны в проводнике движутся хаотично, а ток - направленное движение заряженных частиц.

Что такое поле - никто не знает. Поля невидимы и пощупать его можно только экспериментально Что за поле у постоянного магнита? Что такое гравитационное поле, электромагнитное, торсионное... ?
Учёные только могут на основе экспериментальных данных сделать математическую модель и уже ею пользуются для описания того или иного явления. (Электродинамика Максвелла, квантовая теория полей...)

 

[Weles]

А можно поподробнее про полупроводники, например светоизлучающий диод, если я правильно понял заумные фразы в описаниях, то сильно упрощённо там просто два вещества сильно прижатые друг к другу, между ними граница, p-n переход, в одном веществе электроны твёрдо держатся за атомы, но при этом оно способно передавать дальше другие электроны, в другом же вещесве электроны держатся слабо и легко соскакивают с орбиталей переходя на другой атом, при подаче напряжения на вещество где много электронов, электроны начинают скакать в сторону вещества где их мало, при переходе границы часть их ускоряется и превращается в фотоны или выбивает откуда то фотоны, так я себе это представляю)

 

[СветLANa]

А можно поподробнее про ...светоизлучающий диод

Все диоды излучают (при рекомбинации электронов с дырками), вот только большая часть их излучает в невидимом спектре и довольно слабо. Для того, чтобы свет был видим, используют специальные полупроводники и технологию изготовления (например многослойные, гетероструктуры)

 

[Weles]

Ну излучать то они излучают, но корпус то обычно непрозрачный))) И кстати правда ли что современные белые светодиоды излучают в УФ диапазоне, на обучении мне сказали что в синем, но я как то где то читал что от УФ - видимого света больше получается)))