ОТВЕТ: при повышении температуры твердого тела увеличивается интенсивность колебаний ионов кристаллической решетки.
А теперь представьте кристаллическую решетку металлического проводника: увеличение температуры приводит к увеличению интенсивности колебаний ионов решетки, при этом под действием внешнего электрического поля в проводнике упорядоченно движется электроны. К чему это приводит?
ОТВЕТ: чем выше температура тела, в данном случае проводника, тем интенсивнее колебания ионов кристаллической решетки и тем чаще электроны сталкиваются с ними.
СЛЕДОВАТЕЛЬНО: с повышением температуры сопротивление металлических проводников ….. УВЕЛИЧИВАЕТСЯ.
ОПЫТ: стальная спираль (d = 0,3 мм, ℓ = 0,5 м) включается в цепь последовательно с индикатором – автомобильной лампочкой (6 В, 21 Вт). Спираль нагревают спиртовкой.
ВЫВОД: яркость свечения лампы, включенной последовательно
Со стальной спиралью, уменьшается при нагревании спирали и увеличивается при ее охлаждении.
Экспериментально установлено, что для большинства чистых металлов с ростом температуры сопротивление увеличивается приблизительно по линейному закону
R = R0 (1 + αΔТ), где R0 – сопротивление проводника при 0° С; α – температурный коэффициент сопротивления, который показывает изменение сопротивления проводника по сравнению с сопротивлением при 0° С.
α = (R - R0)/ R0ΔТ.
Температурные коэффициенты сопротивления чистых металлов мало отличаются друг от друга и примерно равны 1/273 К-1≈ 0,004 К-1
У сплавов могут быть значения больше или меньше. Зависимость сопротивления металлических проводников от температуры используется при устройстве термометров (термосопротивлений). (слайд). Преимущества таких термометров высокая точность (до 0,001К) и возможность измерения ими высоких и очень низких температур. Так платиновым термометром можно измерять температуру от -269°С до 1063°С.
Мы уже знаем что с понижением температуры сопротивление металлических проводников уменьшается.
ВОПРОС: что произойдет с сопротивлением, если температура проводника будет приближаться к абсолютному нулю?
ОТВЕТ: сопротивление будет уменьшаться.
На этот вопрос дал ответ голландский физик Г. Камерлинг - Оннес.
ВОПРОС: что обнаружил Камерлинг – Оннес при постепенном охлаждении ртути?
ОТВЕТ: в 1911 году голландский физик Г. Камерлинг – Оннес обнаружил, что при постепенном охлаждении сопротивление ртути уменьшается по линейному закону только до температуры 4,15 К, а затем исчезает. Это явление получило название сверхпроводимости.