21-8 Elektrická vodivosť v pevných látkach
21-1 Kladné a záporné ióny; 21-2
Faradayove zákony; 21-3 Vedenie elektrického prúdu v plynoch; 21-4 Vzťah
medzi hmotnosťou a nábojom elektrónu; 21-5 Elektrický náboj a hmotnosť
elektrónu; 21-6 Thomsonov model atómu ; 21-7 Rutherfordov model atómu;
21-8 Elektrická vodivosť v pevných látkach; 21-9 Polovodiče; 21-10
Termická emisia; 21-11 Kryštalické usmerňovače prúdu; 21-12 Tranzistory;
21-1 Solárne panely a rádioaktívne zdroje prúdu;
21-8 Elektrická vodivosť v pevných látkach
Vedenie elektrického prúdu sme doteraz skúmali vo vodných roztokoch kyselín, solí a hydroxidov, potom v zriedených plynoch. V prvom prípade vzniká prúd pohybom kladne a záporne nabitých iónov (napríklad iónov Ag+ a NO−3), ktoré si razia cestu pod vplyvom elektrického poľa v mase mrviacich sa molekúl vody. V druhom prípade, v jednom smere letia kladne nabité ióny, v opačnom smere záporne nabité častice, elektróny (ktoré majú výrazne menšiu hmotnosť ako ióny).
Čo sa však deje vtedy, ak elektrický prúd tečie v pevnej látke? Čo je príčinou toho, že niektoré látky (napríklad kovy) vedú elektrický prúd veľmi dobre, kým zase iné (tzv. izolátory) ho nevedú vôbec? Nakoľko v pevných látkach sú všetky atómy a molekuly pevne viazané v látke, a nevedia sa pohnúť zo svojho miesta, vedenie elektrického prúdu v kovoch nemôže byť dôsledkom pohybu elektricky nabitých atómov, skupín atómov, či radikálov. Jediný aktívny nosič elektrického náboja je elektrón, a ten je výrazne menší, než atómy a molekuly, dokáže prekĺznuť medzi obrovskými atómami podobne, ako malý motorový čln medzi obrovskými nákladnými loďami zakotvenými v prístave. Skutočne dochádza niečomu podobnému aj v kovoch. Vysoká schopnosť vedenia elektrického prúdu týchto látok je skutočne spätá s prítomnosťou elektrónov schopných voľného pohybu v látke poletujúcich sem a tam skrz pevnú kryštalickú mriežku (obr. 21.8).
Tie elektróny, ktoré nepatria ku konkrétnemu atómu, pohybujú sa voľne, hrajú podstatnú rolu aj v súdržnosti kovového kryštálu. Skutočne, bez nich by sa kladné kovové ióny, ktoré sa vzájomne odpudzujú, jednoducho premenili na paru kovu. Elektróny, kamkoľvek sa dostanú, sú obklopené kladnými iónmi – medzi kladnými iónmi a elektrónmi pôsobia príťažlivé sily. Vystupujú teda v roli „lepidla“, ktorý udržuje kryštál pohromade a dáva mu typickú kryštalickú štruktúru.
V nekovoch, napr. v síre, každý atóm prísne drží svoje elektróny. Pokiaľ takýto atóm sa dostane do vonkajšieho elektrického poľa, prebehne len veľmi slabá deformácia kryštalickej mriežky vytvorenej atómami (elektrická polarizácia). Preto nekovy sú vo všeobecnosti nevodivé, a sú zaradené medzi izolanty.