# Концентрация электронов и эффекты, ею вызываемые

Де Лэскалье Эспри

Соединим последовательно два проводника из разных металлов, с разной проводимостью, допустим, в два раза! То есть это значит, что в одном проводнике концентрация свободных электронов будет в два раз больше, чем в другом.

Прикладываем напряжение (постоянное) и через оба последовательно соединённых проводника начинает течь ток. Поскольку ток один и тот же по величине, это значит, что в проводниках при этом дрейфуют ВСЕ СВОБОДНЫЕ ЭЛЕКТРОНЫ, но с РАЗНОЙ СКОРОСТЬЮ ДРЕЙФА! В "плохом" проводнике с "низкой" концентрацией они будут дрейфовать с ВДВОЕ БОЛЬШЕЙ СКОРОСТЬЮ (дабы обеспечить постоянство величины тока). В "хорошем" - наоборот, поскольку там концентрация электронов в два раз больше, то и дрейфовать в приложенном поле они будут медленней, соответствуя данной величине тока.

Это сразу объясняет, почему в нагревательных элементах используются проводники с плохой проводимостью, то есть с высоким удельным сопротивлением: В них электроны дрейфуют с гораздо большей, хоти и всё равно, очень малой, скоростью, а значит и их магнитные моменты активнее "сцепляются" с магнитными полями атомов в узлах решётки и сильней деформируют их электронные орбиты, что и приводит в сильному нагреву.


Вопрос: Изменяет ли движение электронов их концентрацию в некую единицу времени?

Не изменяет!

Но тут возникает "вилка":

С одной стороны, возможно, что движение электронов ВСЁ ЖЕ вызывает их взаимное удаление друг от друга, а значит уменьшает концентрацию в данном объёме.

Почему?

Представим себе некую цепочку из взаимно отталкивающихся шариков, которые не разлетаются только потому, что их удрживают стенки некого ящичка. Пока эта цепочка неподвижна, шарикам некуда деваться. Они и так "растолкнулись" на максимальное расстояние друг от друга, но стенки удерживают их.

Теперь представим себе , что стенки, пеперечные оси цепочки, исчезли и вся цепочка начала двигаться. Тогда "головные" шарики могут больше "убежать" и отдалиться от следующих за ними. И так все шарики цепочки, поэтому цепочка удлиняется и удельная плотность шариков в ней уменьшается! Для случая с концентрацией электронов , пришедших в движение вдоль проводника, это значит уменьшения концетрации в дрейфующем потоке электронов по сравнению с "неподвижным облаком" электронов.


С другой стороны, возможно, всё же, что именно токовый дреф поворачивает их спины СТРОГО ОПРЕДЕЛЁННЫМ ОБРАЗОМ в виде концентрческих колец, и тем порождает тепловую деформацию или "идеализацию" атомных орбит, то есть "исправление деформации" и их возврат к идеальному недеформированному статусу. Ибо, если концентрация играет столь большую роль в деформации орбит, то снова возникает вопрос: Почему металл не самогразогревается до миллионноградусных температур?

Значит, при чисто хаотическом движении электроны частью вообще не влияют на орбиты атомов, другие электроны влияют, но двояко и сбалансированно, сколько их случайно "разогревают" атомы, столько же их "охлаждают". Из этого следует, что в металле постоянно и чисто случайно образуются "идеальные атомы" охлаждающие атомы, а значит и их "детишки" - Куперовские электронные пары сверхпроводимости. И они тоже вносят вклад в общую проводимость.


Вопрос остаётся: Почему "охлаждённые" атомы образуются при токе в спае постоянно и устойчиво?

При наличии тока происходит круговой поворот спинов свободных электронов (вихревым магнитным полем тока), и этот поворот в концентрические кольца спинов дрейфующих электронов всегда ДЕФОРМИРУЕТ АТОМНЫЕ ОРБИТЫ И ВЫЗЫВАЕТ РАЗОГРЕВ.

НО в спае двух разных металлов, почему-то ПРОИСХОДИТ обратный и конкурирующий процесс - ОХЛАЖДЕНИЕ.

ЗА СЧЁТ чего?

Вспомним начало: в "плохом" проводнике концентрация электронов меньше, а значит при наличие тока они должны двигаться быстрее (из-за правила постоянства тока!) Но, коль скоро они движутся быстрей, то и магнитное поле их дрейфа будет БОЛЬШЕ. Но это опять противоречит и закону Био-Савара и множеству экспериментальных фактов: При данном токе в единице проводника вокруг него должно быть магнитное поле одной и той же величины! Единственное объяснение, снимающее это противоречие как раз в том, что ПЛОТНОСТЬ, концентрация электронов НИЖЕ.

Пока всё сказанное - НИСКОЛЬКО НЕ ОБЪЯСНЯЕТ ГЛАВНОГО - ОХЛАЖДЕНИЯ ТОКОМ СПАЯ!!!


НО!!!

Ещё одна попытка...

Единственное отличие электронов, переходящих из плохого проводника в хороший, это ИХ ИНДИВИДУАЛЬНАЯ скорость дрейфа, бОльшая, чем у "натуральных" электронов хорошего. Именно эта специфическая скорость , порождает (в определённых пределах) и бОльший концентрически - кольцевой поворот их спинов (снова, по сравнению с "натуральными" электронами) и это явление, возможно, "ИСПРАВЛЯЕТ" ДЕФОРМИРОВАННЫЕ АТОМНЫЕ ОРБИТЫ, делая их более "идеальными", то есть вызывая ОХЛАЖДЕНИЕ АТОМОВ!

Аналогичное явление будет и в противоположном случае, когда медленные электроны, приходя в плохой проводник, заменяют собой его НАТУРАЛЬНЫЕ электроны, которые должны двигаться с бОльшей, чем у "пришельцев", скоростью. Следует снова подчеркнуть, далеко НЕ ЛЮБАЯ ориентировка спина свободных электронов по отношению к спинам орбитальных вызывает деформацию или корректировку орбит, а лишь концентрически кольцевая и притом весьма специфическая, от характера которой зависит нагрев или охлаждение металла.

То есть, обобщая, можно предположить:

В каждом проводнике скорость дрейфа электронов должна соответствовать некой "натуральной" скорости ИХ собственных электронов. И тогда происходит разогрев вещества током.

Но, если в проводник попадают "Чужие" электроны, чья скорость и магнитные моменты НЕ СООТВЕТСТВУЮТ "естественным", они могут (в определённых пределах) "исправлять" деформированные орбиты атомов и приближать их к идеальным, то есть вызывать охлаждение вещества!

Это - ещё одна вынужденная гипотеза механизма охлаждения одного спая в эффекте Пельтье.

Вынужденная, ибо не рвусь я во всяческие "ниспровергатели", а лишь потому что в ВУЗовских учебниках и в Физическом Энциклопедическом Словаре НЕ даются честные объяснения этого эффекта, а набор противоречащих друг другу утверждений, причём с интервалом в несколько строк: То кинетическая (нулевая) энергия свободных электронов НИКОИМ ОБРАЗОМ НЕ ЗАВИСИТ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ В ШИРОЧАЙШИХ ПРЕДЕЛАХ от почти Абсолютного нуля и до десяти тысяч градусов, то, вдруг, "нагретые" электроны переносят эту энергию дальше по металлу. То они совершают некую "работу", чего-то преодолевая и охлаждая при этом, то они отдают запасённую энергию чему-то и поэтому нагревают. Но только что, и не раз, а постоянно, было твёрдо заявлено, что их энергия НЕ ЗАВИСИТ от температуры! Значит, они НЕ могут быть ни "горячими", ни "холодными"!

Или, что свободные электроны, как "упругие шарики", сталкиваются с атомами и ионами в узлах кристаллической решётки, или что дрейфующие токовые электроны "рассеиваются" на примесных и тепловых дефектах решётки.

То силовые линии электрического поля анода в вакуумных трубках длиной максимум в пару десятков сантиметров "кончаются" на облаках термоэлектронов, то поля, приложенные к медным проводникам, где плотность электронов на много порядков выше, чем в "облаке термоэлектронов", отлично справляются (НЕ к"ончаясь"!) с плотными ТОЛЩАМИ электронов длиной в тысячи километров.

Набор бессмысленных фраз и утверждений, постоянно противоречащих друг другу, причём это не случайное, а перманентное самоопровержение, не только в объяснении эффектов Зеебека и Пельтье, но и в "объяснении" связи электро-и-теплопроводности металлов и термоэлектронной эмиссии.

Или "парадокс двух электронов", исходно АБСУРДНЫЙ, и, тем не менее, всерьёз рассматриваемый в ВУЗовских учебниках и даже книгах по электродинамике. Два покоящихся друг относительно друга электрона и на относительно небольшом расстоянии друг от друга, находятся в движении относительно некой лабораторной системы отсчёта. Спрашивается, какие силы магнитного взаимодействия между ними будут существовать и какова их величина? И серьёзные физики с умным видом подсчитывают эти НЕСУЩЕСТВУЮЩИЕ и НЕМОГУЩИЕ СУЩЕСТВОВАТЬ силы магнитного взаимодействия и приходят к выводу, что сила магнитного притяжения станет равной силе кулоновского отталкивания при скорости, равной "С" - скорости света!


Но, поскольку эти и многие прочие нелепости есть ДОГМАТЫ СВЯЩЕННОГО ФИЗИЧЕСКОГО ПИСАНИЯ, они есть ИСТИНА В ПОСЛЕДНЕЙ ИНСТАНЦИИ, а сомневающиеся в них - еретики, подлежащие за крамолу суду Физической Инквизиции с последующей неукоснительной отправкой на костёр!

Ничего лучшего пока не придумал.


Faciant meliora potentes.


Если я ошибаюсь, пусть меня поправят старшие товарищи.