![]() |
![]() |
|
![]() | ![]() |
Опыт Толмена–Стюарта по наблюдению инерционного тока в металлах. Дата: 1913 (Мандельштам–Папалекси), 1916 (Толмен–Стюарт). Методы: качественная регистрация явления (Мандельштам–Папалекси), количественное измерение (Толмен–Стюарт). Прямота эксперимента: непосредственное наблюдение (Мандельштам–Папалекси), практически прямое измерение (Толмен–Стюарт). Искусственность изучаемых условий: сами условия достаточно просты (ускоренно движущийся проводник), но величина эффекта при малых ускорениях очень мала, поэтому он не наблюдается в повседневном опыте. Исследуемые фундаментальные принципы: электронный характер тока в металлах.
Эксперименты, проведенные американскими учеными Ричардом Чейсом Толменом (1881–1948) и Томасом Дейлом Стюартом (1890–1958) и в почти не отличающемся виде отечественными физиками Леонидом Исааковичем Мандельштамом (1879–1944) и Николаем Дмитриевичем Папалекси (1880–1947), показали возможность создания кратковременного электрического тока в металлическом проводнике инерционными методами.
В качестве этого проводника использовалась катушка индуктивности, которая раскручивалась вокруг своей оси и резко останавливалась (см. рис. справа). Длина проволоки составляла 500м, а линейная скорость вращения — 500м/с. Катушка с помощью скользящих контактов была подключена к гальванометру, который регистрировал возникновение инерционной ЭДС. Фактически можно сказать, что в данном опыте роль сторонних сил, создающих ЭДС, играла сила инерции. Эту ЭДС нетрудно посчитать исходя
из ее определения через сторонние силы
где
где По закону Ома теперь легко получается полный заряд,
протекший через гальванометр (считаем, что сопротивление гальванометра гораздо
меньше сопротивления самой катушки
где В опыте Мандельштама–Папалекси вместо гальванометра использовался головной телефон (наушники), скрежет в котором можно было интерпретировать как возникновение кратковременного тока. Это, конечно, не давало возможность ни определить знак носителей заряда, ни идентифицировать их, но явно показывало, что ток в металлах «протекает сквозь» кристаллическую решетку, т.е. связан со свободными носителями заряда, а, не с поляризацией, например. <<К предыдущему эксперименту | Электродинамика | К следующему эксперименту>> |
|