Explicación:
En los materiales y dispositivos conductores, la propiedad principal para su diseño es la resistividad, o su inversa, la conductividad. Otras propiedades interesantes que completan el cuadro calificador de estos materiales se han visto ya, características resistentes, o aparecerán en los próximos capítulos: propiedades térmicas, ópticas y contra la degradación.
Las propiedades eléctricas de los metales tienen su origen en su microestructura cristalina y en su estructura electrónica asociada. Existen dos modelos físicos que tratan de justificar la conductividad de los metales: el clásico y el cuántico. Este último lo posponemos para la parte dedicada a semiconductores.
El modelo clásico, conocido también como modelo corpuscular, considera que los metales son sólidos cristalinos y ordenados, en los que los átomos están vibrando alrededor de ciertas posiciones espaciales, unidos por un gran colectivo de electrones de valencia que constituyen el gas electrónico, figura 8.2. Dichos electrones se mueven al azar, libremente por el interior de la red cristalina.
Figura 8.2. a) Celda unidad del cobre, y, b) esquema del enlace metálico según el modelo clásico.
¿Que experiencia apoya el modelo corpuscular? La de emisión de rayos X, en su primera parte. Si sometemos un filamento de W, inmerso en una ampolla sellada al vacío, a una diferencia de potencial tal que haga pasar a su través una importante corriente eléc-trica, se calentará hasta incandescencia, produciendo una termoemisión de electro-nes, como muestra la figura 8.3. Estos electrones se aceleran al paso por una zona donde se aplica un campo eléctrico, E, adquiriendo una velocidad, v, directamente proporcional a E. Al impacto contra la superficie de un ánodo metálico: Cu, Mo, Pt..., éste emitirá un haz de RX.
Figura 8.3. Termoemisión de electrones y producción de rayos X por impacto de los primeros sobre un ánodo metálico.
El electrón de masa m (9,1·10-28 g) adquiere una cantidad de movimiento P = m·v y una energía cinética . El electrón posee una naturaleza corpuscular, con una masa m y una carga e comportándose de acuerdo a las leyes de la dinámica clásica.
Con este modelo corpuscular podemos justificar la conductividad de los metales. Supongamos que aplicamos un campo eléctrico E a una porción de material conductor, cobre por ejemplo. El gas electrónico, formado por partículas cargadas que hemos denominado electrones, se movilizará. La dinámica nos indica que el electrón es sometido a una fuerza F = m·a. En el caso anterior:
Coronita xfa.
