2017-12-14
432
Щоб з'ясувати фізичну сутність явища, обмежимося спрощеною його теорією в рамках класичної моделі електропровідності металів Друде. Основні твердження теорії Друде наступні:
1. В металі електрони провідності за відсутності електромагнітних полів рухаються рівномірно і прямолінійно між зіткненнями з іонами гратки і впродовж цього вільного руху електрони за відсутності зовнішнього поля підпорядковані статистиці Максвелла–Больцмана. У присутності зовнішніх електромагнітних полів електрон між зіткненнями рухається у відповідності із законами Ньютона. Електрони між зіткненнями не відчувають взаємодії з іншими електронами (наближення незалежних електронів) і іонами гратки (наближення вільних електронів), а відчувають лише зовнішнє поле.
2. Зіткнення електрона з іоном, що знаходиться у вузлі гратки – миттєве явище, в результаті якого відбувається обмін енергією та імпульсом між електроном та іоном, швидкість електрона при цьому змінюється. Довжина вільного пробігу електрона, оцінена з співударів електронів з атомами в газі, повинна складати декілька ангстрем, тобто порядку сталої гратки металу. При розв’язанні багатьох задач важливо припустити існування деякого механізму розсіювання електронів на іонах гратки, а деталі цього механізму можна не уточнювати.
3. Імовірність для довільно взятого електрона здійснити зіткнення з іоном за одиницю часу становить 
. Час 
має назву час релаксації, або час вільного пробігу, і являє собою середній час між двома послідовними зіткненнями. Він не залежить ні від координат, ні від швидкості електрону. Час релаксації грає фундаментальну роль в теорії провідності металів.
4. Електрони приходять у стан теплової рівноваги тільки в результаті зіткнень з граткою. Швидкість електрона після зіткнення не пов’язана з його швидкістю до зіткнення, направлена довільно у просторі, а її середня величина визначається температурою тієї області, де відбулося зіткнення.
Розрахунок питомої провідності металу будемо проводити, виходячи з моделі вільних електронів теорії Друде.
