Недостатки классической теории.

Классическое описание наглядно и дает правильные зависимости, выражаемые законами Ома, Джоуля-Ленца, Видемана-Франца. Однако оно не приводит к правильным количественным результатам.

Расхождения.

1) Чтобы получить правильные значения электропроводности , необходимо принимать очень большие значения длины свободного пробега электронов, на три порядка превышающие межатомные расстояния что не находит убедительного объяснения в классической физике.

1. Классическая теория предсказывает , эксперимент же дает .

В теплоемкость металлического проводника, согласно «классике», аддитивный вклад вносят электронный газ и решетка , что в сумме дает , и что не находит подтверждения в эксперименте.

Квантовая трактовка.

	Квантовая физика допускает дуализм в поведении микрочастиц, т.е. приписывает им волновые свойства, позволяющие «обтекать» атомы без столкновений, что приводит к увеличению длины свободного пробега электронов.

Распределение электронов по энергиям подчиняется статистике Ферми-Дирака.

В образовании электронной теплоемкости участвует лишь малая часть электронов, имеющих энергии вблизи уровня Ферми, поэтому электронный газ не вносит существенного вклада в теплоемкость. Квантовая физика предсказывает для температурной зависимости теплоемкости , что и наблюдается в эксперименте.

В различных средах – твердых телах, жидкостях, газах, вакууме – реализуется различный механизм проводимости. При сверхнизких температурах (ниже ) в металлах наблюдается явление сверхпроводимости, открытое еще в начале века. Однако в конце 80-х годов была обнаружена сверхпроводимость вплоть до температур , причем на керамических материалах. Подобные явления уже никак не вписываются в картину представлений классической физики, а являются прерогативой физики квантовой.

14