Теорія металів Друде
dt=dt/τ
Час τ називається часом релаксації або часом вільного пробігу; воно відіграє фундаментальну роль в теорії провідності металів. Із цього припущення випливає, що е-вибраний навмання у цей момент часу, буде рухатися в середньому протягом часу τ не залежить від просторового положення е- і його швидкості (ця гіпотеза справді хороша).
Припускається, що е- приходять в стан теплової рівноваги із своїм оточенням виключно завдяки зіткненням. Вважається, що зіткнення підтримують локальні термодинамічні рівноваги надзвичайна простим способомШвидкість е зразу після зіткнення не зв'язана з швидкістю до зіткнення, а направлена випадковим чином, причому її величина відповідає тій температурі, яка переважає в області, де проходило зіткнення. Тому чим гарячішою буде область, де проходить зіткнення, тим більшою швидкістю володіє електрон після зіткнення. У наступній частині-ілюстрація цих положень.
3. Статична електропровідність металу.
У відповідності із законом Ома струм I через провідник обернено пропорційний опору R провідника прямо пропорційний напрузі U вздовж провідника:
U=I/R
Опір провідника R залежить від його розмірів, але не залежить від величини струму або падіння напруги. Модель Друде дозволяє пояснити таку залежність і оцінити величину опору.
Зазвичай залежність R від форми провідника забирають ,вводячи нову величину, що характеризує лише сам метал, із якого зроблений провідник. Питомий опір ρ визначається як коефіцієнт пропорційності між напруженістю електричного поля
Е в деякій точці металу і визнаною ним густиною струму:
Е=j/ρ (3)
Густина струму j -це вектор ,паралельний потоку зарядів, його величина дорівнює кількості заряду, що проходить за одиницю часу через одиничну площадку перпендикулярну до потоку. Тому, якщо через провідник довжиною і площиноюпоперечного перерізу S йде постійний струм I, то густина струму дорівнює:
j=I/S
Так, як падіння напруги на провіднику:
U=Е/L
то з формули (3) випливає, що:
U=(I/L/g)/S і як наслідок
R=(L/g)/S
Якщо всі n e- в одиниці об'єму рухаються з однаковою швидкістю Vc, то густина струму паралельна Vc. Далі за час dt е- змістяться на відстань Vdt у напрямку Vc, тому за цей час площину S перпендикулярну до напрямку струму перетнуть n(Vdt) S електронів. Так як кожний електрон несе заряд -е ,повний заряд,що перетинає S за час dt становить -neVSdt і як наслідок, густина струму :
J=-enVc (4)