Физики не знают точно, что такое электрический ток
Что такое электрический ток? Точно это неизвестно. И электрики не смогут убедить физиков в обратном. Давайте обсудим то, что известно и выясним, что же может быть непонятного в такой простой теме.
Согласно определению, электрический ток это направленное движение заряженных частиц. Двигается ток в проводнике. Ионы в узлах кристаллической решетки его тормозят.
Проводник — вещество, среда, материал, хорошо проводящие электрический ток. В проводнике имеется большое число заряженных частиц, которые могут свободно перемещаться внутри проводника и под действием электрического напряжения создают ток проводимости. Двигаются эти заряженные частицы (электроны) вдоль кристаллической решётки, в узлах которой расположены положительные ионы, а в пространстве между ними движутся свободные электроны.
Вспомним второй закон Ньютона. Ускорение тела прямо пропорционально силе, действующей на него, и обратно пропорционально его массе: → a = → F m a →= F → m. Из второго закона Ньютона следует, что под действием силы тела движутся с ускорением. Означает ли это, что свободные электроны в проводниках движутся с ускорением? Сила тока в проводниках должна увеличиваться со временем. Но в проводниках этого увеличения не наблюдается. Отсюда вопрос: если под действием электрического поля электроны движутся с ускорением, то почему сила тока не изменяется со временем? Или второй закон Ньютона не работает в отношении малых частиц, имеющих отношение к электричеству?
Известно, что внутри проводника, помещенного во внешнее электрическое поле, электростатическое поле отсутствует. Известно, что под действием внешнего поля свободные электроны, перемещаясь в направлении, противоположном внешнему полю, распределяются по поверхности проводника. Отсюда вопрос: под действием каких сил происходит движение свободных электронов в проводнике, если внутри проводника электрическое поле отсутствует?
Квантовая электродинамика и теория электрослабых взаимодействий не дают ответов о существовании электронов — частиц носителей заряда и ответов о существовании фотонов — частиц переносчиков этого электромагнитного взаимодействия. Что интересно: считается, что фотон - переносчик электромагнитного взаимодействия - имеет электрический заряд, равный нулю. И не имеет массы.
Как видим, законы мира мельчайших частиц очень отличаются от законов мира более крупных тел. В частности, «не работает» теория гравитации, применимая к массивным объектам. Вот частный случай этого: есть задача двух тел - расчёт положения двух материальных объектов, которые двигаются, влияя друг на друга. Это применимо к взаимному движению звезд, планет, спутников. Но не применимо к микроскопическим объектам - атомам и еще меньшим.
На сегодняшний этап развития науки нет полного объяснения природы электрического тока, как и многих других явлений. Ведь задачи науки это 1. дать работающие на некоторых явлениях природы аппараты и 2. дать минимальное непротиворечивое для большинства объяснение этих явлений и принципов работы аппаратов на них. Есть ли рубежи науки и где они заканчиваются? Неужели на электрическом токе?
