Ο ορισμός της συμπεριφοράς στη φυσική

Η συμπεριφορά αναφέρεται στη μεταφορά ενέργειας μέσω της κίνησης των σωματιδίων που έρχονται σε επαφή μεταξύ τους. Στη φυσική, η λέξη "αγωγιμότητα" χρησιμοποιείται για να περιγράψει τρεις διαφορετικούς τύπους συμπεριφοράς, οι οποίοι καθορίζονται από τον τύπο ενέργειας που μεταφέρεται:

• Αγωγιμότητα θερμότητας (ή θερμική αγωγιμότητα) είναι η μεταφορά ενέργειας από μια θερμότερη ουσία σε μια ψυχρότερη μέσω άμεσης επαφής, όπως κάποιος που αγγίζει τη λαβή ενός θερμού μεταλλικού τηγανιού.
• Ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι η μεταφορά ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων μέσω μέσου, όπως ηλεκτρικής ενέργειας που μεταφέρεται μέσω των γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας στο σπίτι σας.
• Ηχητική αγωγιμότητα (ή ακουστική αγωγιμότητα) είναι η μεταφορά ηχητικών κυμάτων μέσω ενός μέσου, όπως οι κραδασμοί από δυνατή μουσική που περνά μέσα από τοίχο.

Ένα υλικό που παρέχει καλή αγωγή ονομάζεται α αγωγός, ενώ ένα υλικό που παρέχει κακή αγωγή ονομάζεται ένα απομονωτήρας.

Η αγωγιμότητα θερμότητας μπορεί να γίνει κατανοητή, στο ατομικό επίπεδο, ως σωματίδια που μεταφέρουν φυσικά ενέργεια θερμότητας καθώς έρχονται σε φυσική επαφή με τα γειτονικά σωματίδια. Αυτό είναι παρόμοιο με την εξήγηση της θερμότητας από το

Για παράδειγμα, εάν μια σιδερένια ράβδος θερμαίνεται στο ένα άκρο, όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα, η θερμότητα γίνεται φυσικά κατανοητή ως η δόνηση των επιμέρους ατόμων σιδήρου μέσα στις ράβδους. Τα άτομα στην ψυχρή πλευρά της ράβδου δονήσουν με λιγότερη ενέργεια. Καθώς τα ενεργητικά σωματίδια δονείται, έρχονται σε επαφή με παρακείμενα άτομα σιδήρου και μεταδίδουν κάποια ενέργεια από αυτά σε άλλα άτομα σιδήρου. Με την πάροδο του χρόνου, το θερμό άκρο της ράβδου χάνει ενέργεια και το δροσερό άκρο της ράβδου κερδίζει ενέργεια, μέχρι ότου η όλη ράβδος είναι η ίδια θερμοκρασία. Αυτή είναι μια κατάσταση που είναι γνωστή ως θερμική ισορροπία.

Κατά την εξέταση της μεταφοράς θερμότητας, όμως, το παραπάνω παράδειγμα λείπει ένα σημαντικό σημείο: η σιδερένια ράβδος δεν είναι ένα απομονωμένο σύστημα. Με άλλα λόγια, όχι όλη η ενέργεια από το θερμαινόμενο άτομο σιδήρου μεταφέρεται με αγωγιμότητα στα γειτονικά άτομα σιδήρου. Εκτός αν κρατιέται αναρτημένο από έναν μονωτήρα σε θάλαμο κενού, η σιδερένια ράβδος είναι επίσης μέσα φυσική επαφή με τραπέζι ή άκμονα ή άλλο αντικείμενο και είναι επίσης σε επαφή με τον αέρα γύρω του. Καθώς τα σωματίδια του αέρα έρχονται σε επαφή με τη ράβδο, και αυτά θα αποκτήσουν ενέργεια και θα τα μεταφέρουν μακριά από την ράβδο (αν και αργά, επειδή η θερμική αγωγιμότητα του μη κινητού αέρα είναι πολύ μικρή). Η ράβδος είναι επίσης τόσο ζεστή ώστε είναι λαμπερή, πράγμα που σημαίνει ότι εκπέμπει μέρος της θερμικής της ενέργειας με τη μορφή φωτός. Αυτός είναι ένας άλλος τρόπος με τον οποίο τα δονητικά άτομα χάνουν ενέργεια. Αν παραμείνει μόνος του, η ράβδος τελικά θα κρυώσει και θα φτάσει σε θερμική ισορροπία με τον περιβάλλοντα αέρα.

Η ηλεκτρική αγωγιμότητα συμβαίνει όταν ένα υλικό επιτρέπει την διέλευση από ηλεκτρικό ρεύμα. Το αν αυτό είναι δυνατό εξαρτάται από τη φυσική δομή του τρόπου με τον οποίο δεσμεύονται τα ηλεκτρόνια μέσα στο υλικό και πόσο εύκολα τα άτομα μπορούν να απελευθερώσουν ένα ή περισσότερα από τα εξωτερικά τους ηλεκτρόνια σε γειτονικά άτομα. Ο βαθμός στον οποίο ένα υλικό εμποδίζει την αγωγή ενός ηλεκτρικού ρεύματος ονομάζεται ηλεκτρική αντίσταση του υλικού.

Ορισμένα υλικά, όταν ψύχονται σχεδόν απόλυτο μηδενικό, χάνουν όλη την ηλεκτρική αντίσταση και επιτρέπουν στο ηλεκτρικό ρεύμα να ρέει μέσα από αυτά χωρίς απώλεια ενέργειας. Αυτά τα υλικά ονομάζονται υπεραγωγούς.

Ο ήχος δημιουργείται σωματικά από δονήσεις, επομένως είναι ίσως το πιο προφανές παράδειγμα αγωγής. Ένας ήχος αναγκάζει τα άτομα μέσα σε ένα υλικό, ένα υγρό ή ένα αέριο να δουν και να μεταδώσουν ή να μεταδώσουν τον ήχο μέσα από το υλικό. Ένας ηχητικός μονωτήρας είναι ένα υλικό του οποίου τα μεμονωμένα άτομα δεν δονίζουν εύκολα, καθιστώντας το ιδανικό για χρήση στην ηχομόνωση.