オーム(Ω)の法則について

たしかオームの法則は小学校で習うとても初歩的な内容のものです。
オームの法則は簡単に言うと、電流(I)は電圧(V)に比例する。
V=IR
Rは抵抗であり、電流の流れづらさを表すものになります。
オームの法則はとてもシンプルでわかりやすいですが、原子レベルで見るとても複雑なものなのです。

格子振動が起こらない低温での抵抗
まず、温度が低い状態(格子振動が起こらないレベルでの低温)を考えてみます。
金属における、低温での抵抗は決勝ないお不完全性とか格子欠陥が原因になっていて、電子を散乱させて抵抗を生み出しています。

格子振動が起こる温度での抵抗
温度が上昇すると格子振動と電子同士の散乱が抵抗の原因となります。
格子振動とは原子が熱のエネルギーで振動する現象で、量子力学的にはフォノンとも呼ばれています。

もし、抵抗がまったくない状態があったとするととても恐ろしいことが起こります。
つまり、電場によって電子は加速され続けて、とてつもない電流と磁場を生み出すでしょう。
不純物、格子振動、格子欠陥などの抵抗となる成分があるから、そのような抵抗ゼロという悲惨な状態にはならないのです。

抵抗に関してのとても面白いパラドックスがあります。
それは、抵抗となる欠陥や不純物のない完全結晶物質は電子を運べないということが量子力学が導いているのです。とても不思議ですね。

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