La fisica dei corpuscoli/Capitolo 7/1
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1. — Ipotesi fondamentali.— Si parte dall’ipotesi che i fenomeni elettrici, che si possono manifestare nei metalli, siano dovuti a movimenti di corpuscoli elettrici, in particolare di elettroni. Gli atomi dei metalli si possono concepire come nel modello di Thomson, una sfera di elettricità positiva, nel cui interno si muovano gli elettroni, o nel modello di Rutherford di un nucleo centrale positivo e gli elettroni ruotanti come pianeti intorno al sole.
Gli elettroni possono essere liberi o vincolati. Sono liberi se possono allontanarsi dall’atomo a cui appartengono e unirsi ad altri corpuscoli o camminare negli spazi interatomici o intermolecolari; sono vincolati se possono muoversi entro la sfera dell’atomo a cui appartengono.
Allora i corpi che contengono elettroni liberi saranno corpi conduttori, gli altri isolanti.
Se mediante qualche energia esterna od interna si potranno fare uscire gli elettroni dagli atomi di un corpo, e renderli liberi, quel corpo con ciò stesso diventa conduttore.
È il caso di un gas che venga ionizzato.
Si possono fare due ipotesi:
a) gli elettroni possono camminare liberamente negli spazi interatomici ed intermolecolari e percorrere anche grandi tratti in un corpo conduttore.
b) gli elettroni si muovono soltanto da un atomo all’altro percorrendo così solo i piccoli tratti interatomici.
La prima ipotesi è quella seguita dal Riecke, dal Drude e dal Lorenz; in questo caso la corrente elettrica, per es., sarebbe dovuta al trasporto di elettricità fatta dagli elettroni che, pure urtando nelle particelle materiali, possono giungere anche da un esterno all’altro del conduttore. La seconda è l’ipotesi del Thomson, e in questo caso la corrente elettrica è trasporto di elettricità eseguito da elettroni per tratti da un atomo all’altro; ad ogni arrivo di elettroni da un atomo, altrettanti ne partono, scambiandosi così l’incarico di trasportare l’energia da un estremo all’altro, a piccoli intervalli, quasi in catena.
Seguiamo la prima ipotesi che è anche la più comune, e ci permette di applicare al caso degli elettroni nei metalli le formole date per i gas.