Dərslik Mirzəli Rasim Abdurazaqov Rövşən Əliyev

 
 
8 
 
 
 
 
 
 
 
 M
ETALLARIN ELEKTRİK KEÇİRİCİLİYİNİN 
KLASSİK ELEKTRON NƏZƏRİYYƏSİ 
 
 
 
 
 
 
“Metalların elektrik keçiriciliyi sərbəst elektronların nizamlı hərəkətindən ibarət-
dir” fərziyyəsini ilk dəfə alman fiziki Karl Rikke irəli sürmüşdür. O, bu fərziyyənin 
doğruluğunu 1901-ci ildə apardığı klassik eksperimentlə təsdiq etmişdir. 
 
 
Maddələrin elektrik keçiriciliyinin klassik elektron nəzəriyyəsini 1900–1904-cü 
illərdə alman alimi Paul Drude (1863–1906), ingilis alimi Cozef Con Tomson (1856–
1940) və Niderland alimi Hendrik Lorens (1853–1928) vermişdir.  
1.1 
 Əgər cərəyanlı naqili ortadan kəsib altına qab tutsaq, ni-
zamlı  hərəkət  edən  elektronlar  kəsilən  yerdən  axıb  onu 
doldurarmı? 
Bilirsiniz ki, naqildə 
elektrik cərəyanı sər-
bəst elektronların ni-
zamlı hərəkətidir. 
 Görəsən, sərbəst elektronlar açardan lampa-
ya qədərki məsafəni hansı sürətlə gedir?  
Yəqin, işığı yandıranda diqqət 
etmisiniz ki, açarın qapanması 
və lampanın işıqlanması eyni 
anda baş verir.   
K.Rikke eksperimentindən çıxan nəticə.
İşin gedişi: Rikke eksperimentinin aşağıda verilən qısa 
məzmununu diqqətlə oxuyun və eksperimentin nəticə-
sinə dair fərziyyənizi formalaşdırın.  
Sabit cərəyan dövrəsinə ardıcıl olaraq bir-birinə 
sıxılmış  üç  eyniölçülü  metal  silindr  birləşdirilir. 
Kənar  silindrlər  mis,  ortadakı  isə  alüminium  si-
lindrdir (
a
).  
Bu silindrlərdən bir il fasiləsiz elektrik cərəyanı keçdikdən sonra, onların səthlərinin 
toxunduğu hissələr tədqiq edilmişdir. Məlum olmuşdur ki, uzun müddət elektrik cərə-
yanı keçməsinə baxmayaraq, mis molekullarının alüminiuma, alüminium molekulla-
rının isə misə daşınması baş  verməyibdir. 
Nəticəni müzakirə edin:  
 Araşdırmadan hansı nəticəyə gəlmək olar: metal naqillərdə elektrik cərəyanı hansı yük-
daşıyıcıların hərəkətindən ibarətdir? Nə üçün? 
 
 
Araşdırma
1
MÜXTƏLİF MÜHİTLƏRDƏ 
ELEKTRİK CƏRƏYANI  
1
(a)
LAYİHƏ

---

 
 
1 
9 
 
•   I  fəsil  •  
Müxtəlif mühitlərdə elektrik cərəyanı  
•
Klassik  elektron  nəzəriyyəsinə  əsasən  maddələr  elektrikkeçirmə  qabiliyyətinə 
görə üç qrupa ayrılır: naqillәr, dielektriklәr vә yarımkeçiricilәr. 
Naqil – sәrbәst yükdaşıyıcıların, onun bütün hәcmi boyu yerlәrini dәyişә bilәn mad-
dәdir.  Naqillərə  aiddir:  metallar,  elektrolit  məhlul  və  ərintiləri,  plazma,  rütubətli  
hava, insan və heyvan bədəni. 
Dielektrik – sәrbәst yükdaşıyıcıları olmayan, yalnız bağlı yüklәrdәn ibarәt mad-
dәdir. Bu yüklər güclü  ion-elektron rabitəsi nəticəsində yaranır və yalnız tarazlıq 
vəziyyətləri yaxınlığında çox cüzi yerdəyişmə edə bilir. Ona görə də dielektriklər 
elektrik cərəyanı keçirmir. Dielektriklərə aiddir: qazlar, bəzi mayelər (distillə edil-
miş su, yağ və s.), şüşə, kauçuk, saxsı və s. 
Yarımkeçirici  –  sәrbәst yükdaşıyıcılarının sayı xarici tәsirlәrdәn (temperatur, 
işıqlanma, tәrkibinә aşqar daxil etmәk vә s.) asılı olan maddәdir. Yarımkeçiricilərə  
aiddir: germanium, silisium, qalay, oksidlər, sulfidlər, telluridlər, bəzi minerallar və s. 
Metal naqillәrin elektrik keçiriciliyinin fiziki mexanizmi nәdәn ibarәtdir? 
Metal naqillərin elektrik keçiriciliyinin fiziki mexanizmi klassik elektron nәzәriy-
yәsinin әsas müddәaları ilə müəyyənləşir: 
 Metallar – kristal quruluşa malik fiziki sistemdir. Adi halda metallarda nüvә ilә 
zәif rabitәdә olan hәr atom bir elektronunu itirәrәk müsbәt iona çevrilir. Kristal 
qәfәsin düyünlәrindә yerlәşәn bu ionlar müәyyәn tarazlıq vәziyyәtlәri әtrafında rәqsi 
hәrәkәt edir. Ona görә dә, ionlar metallarda elektrik cәrәyanının yaranması pro-
sesindә iştirak edә bilmir. 
 Atomun nüvәsi ilә әlaqәsini kәsmiş elektronlar ionlararası fәzada sәrbәst hәrәkәt 
edir. Ona görә dә belә elektronlar sәrbәst elektronlar adlanır. Müәyyәn olunmuşdur 
ki, bәzi metallarda sәrbәst elektronların konsentrasiyası 
10 10
. 
 Elektrik sahәsi olmadıqda sәrbәst elektronlar çoxsaylı toqquşmalar nәticәsindә 
xaotik hәrәkәt edir. Bu hәrәkәt qaz molekullarının nizamsız istilik hәrәkәtinә bәn-
zәdiyindәn metallardakı  sәrbәst elektronlara elektron qazı  modeli  kimi baxılır. 
Şәkildә elektron qazında bir elektronun hәrәkәt trayektoriyası qırıq xәtlәrlә göstә-
rilmişdir (
b
). 
 
 
 Naqili cәrәyan mәnbәyinә birlәşdirdikdә yaranan elektrik sahәsi sәrbәst elek-
tronların xaotik hәrәkәtinә müәyyәn istiqamәtdә nizamlılıq verir. Bu zaman hәr bir 
elektronun nizamlı hәrәkәt sürәti iki amildәn asılı olur: a) ionlar vә qonşu elekt-
ronlarla toqquşmaların sayından; b) elektrik sahәsindәn. Naqillərdə sərbəst elekt-
ronların nizamlı hərəkətinin sürəti çox kiçikdir (
0,1
10 
/
 ). 
(b)
 
LAYİHƏ

---

 
 
10 
 
Buna səbəb isə elektronların öz hərəkətləri zamanı kristal qəfəsin ionları ilə say-
sız-hesabsız  toqquşmasıdır.  Belə  toqquşmalar  elektronların  nizamlı  hərəkət  sürət-
lərini tormozlayır (
c
).  
 
 
 
Belәliklә, metal naqillәrdә elektrik cәrәyanı – onların kimyәvi tәrkibindә heç bir 
dәyişiklik etmәyәn sәrbәst elektronların nizamlı hәrәkәtinin nәticәsidir. 
 Әgәr elektronlar naqildә belә kiçik sürәtlә hәrәkәt edirlәrsә, nә üçün evdә 
açarı qapadıqda bütün lampalar dәrhal işıqlanır?  
Cərəyanın naqildə yayılma sürəti heç də sərbəst elektronların nizamlı hərəkətinin 
sürəti demək deyildir. 
Elektrik cәrәyanının naqildәki sürәti – elektrik sahәsinin naqildә yayılma sürә-
tinә bәrabәrdir. Naqildә elektrik sahәsi çox böyük sürәtlә – işığın vakuumda yayılma 
sürәtinә yaxın olan  
3 · 10   /
 sürәti ilә yayılır. 
 
 
 
 
 
  
 
1. Rikke eksperimentindən hansı nəticə çıxdı? Cavabınızı əsaslandırın. 
2. Metallar nə üçün adi şəraitdə elektrik cəhətdən neytraldır? 
3. Metalda elektrik sahəsi yaratmaq üçün nə etmək lazımdır?  
4. Metalların klassik elektron nəzəriyyəsinin əsas müddəalarını necə ümumiləşdirmək olar? 
 
 
(c)
 
 
Yaradıcı tәtbiqetmә 
 
Məsələ. 
Elektrik  cərəyanı  Bakıdan  Balakənə  ümumi  uzunluğu  450  km  olan  naqillərlə 
hansı müddətə çatar? Elektrik cərəyanının  naqildəki sürəti 
2,5 · 10
/
-dir. 
 
 
Araşdırma
2
•
 Cümlələri iş vərəqinə köçürün və onları tamamlayın.  
1. Maddələr elektrikkeçirmə qabiliyyətinə görə üç qrupa bölünür... 
2. Elektron qazı modeli ... 
3. Elektrik cərəyanının naqildəki sürəti... 
4. Metalların klassik elektron nəzəriyyəsinin əsas müddəaları... 
Nә öyrәndiniz
Öyrәndiklәrinizi yoxlayın
 
LAYİHƏ

---