Γιατί η αγωγιμότητα μιας μεταλλικής αύξησης όταν ψύχεται;
* Διάρμανση ηλεκτρονίων: Στα μέταλλα, η ηλεκτρική αγωγιμότητα οφείλεται στην ελεύθερη κίνηση των ηλεκτρονίων. Αυτά τα ηλεκτρόνια συγκρούονται συνεχώς με άτομα μέσα στο μεταλλικό πλέγμα. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, τα άτομα δονείται πιο έντονα, οδηγώντας σε πιο συχνές και ισχυρότερες συγκρούσεις. Αυτή η αυξημένη διασπορά εμποδίζει τη ροή των ηλεκτρονίων, μειώνοντας την αγωγιμότητα.
* Θερμική αναταραχή: Οι υψηλότερες θερμοκρασίες προκαλούν περισσότερη θερμική αναταραχή, καθιστώντας τα ηλεκτρόνια να κινούνται ταχύτερα και τυχαία. Αυτή η τυχαία κίνηση διαταράσσει τη κατευθυνόμενη ροή ηλεκτρονίων που φέρουν το ρεύμα, μειώνοντας και πάλι την αγωγιμότητα.
Ως εκ τούτου, η ψύξη ενός μετάλλου συνήθως μειώνει τη θερμική ανάδευση και τις ατομικές δονήσεις, οδηγώντας σε λιγότερες συγκρούσεις ηλεκτρονίων και βελτιωμένη αγωγιμότητα.
Εξαιρέσεις:
Ενώ η γενική τάση είναι η αγωγιμότητα να μειωθεί με την ψύξη, υπάρχουν κάποιες εξαιρέσεις:
* Superconductivity: Σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, μερικά μέταλλα μεταβαίνουν σε μια υπεραγωγική κατάσταση. Σε αυτή την κατάσταση, η αντίσταση πέφτει στο μηδέν, με αποτέλεσμα την τέλεια αγωγιμότητα.
* Ειδικά μεταλλικά κράματα: Ορισμένα κράματα μετάλλων παρουσιάζουν ασυνήθιστη συμπεριφορά αγωγιμότητας που εξαρτάται από τη θερμοκρασία, μερικές φορές αυξάνεται με την ψύξη σε ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας.
Συνοπτικά, η αγωγιμότητα των περισσότερων μετάλλων μειώνεται με την ψύξη λόγω της μειωμένης θερμικής διέγερσης και της σκέδασης. Ωστόσο, υπάρχουν εξαιρέσεις, ιδιαίτερα σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες και με συγκεκριμένα κράματα.
