En el cobre hay móvil (libre) los electrones que no están conectados a ninguna en particular el núcleo y estos electrones libres son los responsables de la conducción del proceso en el cobre y otros metales.
Así que usted puede pensar en un trozo de cobre como tener los iones de cobre se mantiene en su posición en una estructura llamada rejilla y los iones vibrando alrededor de posiciones fijas.
Los electrones libres se mueven en torno a estos iones dentro del metal como las moléculas de gas que están en una caja.
Cuando se aplica un voltaje a través de cobre de los electrones libres empezar a moverse desde la terminal negativa a la terminal positiva y, al hacerlo, la ganancia de energía cinética.
Sin embargo, los electrones libres no tienen el paso libre por el cobre y chocan con la vibración de los iones de cobre perder parte de su energía y haciendo que los iones de cobre vibran más. Por lo tanto la temperatura de los aumentos de cobre.
Después de una colisión con una de iones de cobre en un electrón libre de nuevo gana energía cinética y el proceso se repite.
Los más de los iones vibrar el mayor impedimento para el paso de los electrones libres.
Así como la temperatura del cobre se vuelve menos los iones de cobre vibran menos y lo que hay menos obstáculos para el paso de los electrones libres – la resistencia del cobre es menor.
Este es un modelo simple que ilustra lo que sucede, pero tal vez ahora es el mejor para hacer que el modelo un poco más sofisticado y decir que si todos los iones de cobre en la red fueron dispuestos en un orden perfecto, a continuación, los electrones libres no interactúan con los iones de cobre (celosía) y la resistencia del cobre sería cero.
Así que usted puede pensar de la vibración térmica de los iones de cobre como la introducción de irregularidad en el cobre de celosía y estas irregularidades son responsables de la resistencia del cobre.
Como el gráfico muestra, la reducción de la temperatura reduce la resistencia y que es debido a las irregularidades debido a que los iones de vibración se reduce.
La variación de la resistencia de cobre con la temperatura se puede predecir con bastante precisión y se encuentra que la teoría hasta ahora y experimentar de acuerdo hasta que las temperaturas se vuelven más cerca de 0 grados kelvin.
La predicción de la resistencia debido a la celosía de las vibraciones se convierte en mucho menor que la resistencia real que se mide.
Por lo que debe haber otros procesos que son responsables para el cobre tener resistencia a temperaturas muy bajas.
De nuevo esta resistencia es debido a irregularidades en el cobre de celosía, pero no porque los iones de cobre están vibrando.
Las irregularidades que existen porque hay impureza en los átomos del cobre y por lo que no debería ser una de iones de cobre hay en un átomo de otro elemento.
Es de estas impurezas que interactúan con los electrones libres y la causa de la resistencia.
Pero no es sólo la impureza de los átomos, que son responsables de la resistencia. Podría ser la falta de una de iones de cobre en una ubicación en particular, podría ser que los iones de cobre no están alineados perfectamente como en un cristal perfecto (estos son llamados dislocaciones) y el cobre se compone no sólo de uno, sino de muchos cristales, es policristalino. Los límites entre los cristales son también las irregularidades que los electrones libres y de interactuar con esta causa resistencia.
Así que a temperatura muy baja la pureza y la estructura del cobre son los principales responsables de la resistencia de cobre en lugar de la vibración térmica de los iones.
No se detiene allí, porque si en la muestra de cobre es muy, muy puro y de una casi perfecta de cristal de la superficie exterior del cristal tendría un efecto sobre la resistencia de cobre a una temperatura muy baja. la superficie de los cristales de ser una irregularidad.
Encontrará más avanzadas de textos que la rejilla vibraciones son considerados como paquetes de energía y el impulso, y son llamados los fonones. Esto es similar a llamar a un paquete de la energía y el impulso relacionado con una onda electromagnética de un fotón. Las interacciones entre la red y los electrones libres son considerados como interacciones/colisiones entre los fonones y los electrones libres.
Una de las razones por las que el cobre es mejor conductor que el plomo es que el fonón – interacción de electrones en el cobre no es tan fuerte (débil) de la phonon – interacción en el plomo.
Esto significa que el entramado vibraciones impide el libre de los electrones en el cobre menos que en el plomo.
Por lo que es bastante extraño que los metales que son relativamente buenos conductores son más propensos a convertirse en superconductores a temperatura baja?
La superconductividad es debido a los pares de electrones (Cooper pares) de acoplamiento, junto con la ayuda de los fonones. Si el fonón – electrón la interacción es débil, ya que es en de cobre, esto significa que los pares de Cobre son menos propensos a ocurrir y así de cobre nunca se convertirá en un superconductor no importa cómo baja la temperatura. Hay otras razones por las que la superconductividad ocurre o no ocurre por ejemplo ¿cuántos electrones libres son producidos por cada átomo. Sólo cobre produce un electrón libre por átomo, mientras que para el plomo hay más electrones por átomo disponibles que en el cobre y el fotón – electrón la interacción también es más fuerte da de plomo en más de una oportunidad de convertirse en un superconductor.
