Классическая теория электропроводности металлов

В 1900 г. Друде и Лоренц предложили электронную теорию проводимости металлов, в которой совокупность свободных электронов рассматривается как некоторый идеальный газ, к которому применимы законы идеальных газов. Электроны участвуют в двух видах движения: хаотическом тепловом и направленном упорядоченном, обусловленном действием внешнего электрического поля. В электрическом поле электрон движется ускоренно и при соударении с атомом кристаллической решетки передает ему кинетическую энергию упорядоченного движения, получаемую им от поля на расстоянии свободного пробега < ℓ >, т.е., между двумя последовательными соударениями. С помощью этой теории были получены законы Ома и Джоуля-Ленца и выяснена физическая природа удельной электропроводности , величина которой определяется концентрацией свободных электронов n, расстоянием между атомами в металле < ℓ > и средней скоростью теплового движения <υ> электронов. Однако, теория Друде-Лоренца не смогла объяснить температурную зависимость электрического сопротивления в металлах. Действительно, если вспомнить, что , а , то для удельного сопротивления проводника получается . Опыт показывает, что сопротивление от температуры зависит линейно: . Кроме того, классическая теория электропроводности не смогла объяснить явление сверхпроводимости, отсутствие различия в теплоемкостях диэлектриков и металлов. Все это удалось объяснить лишь после создания квантовой физики.