Resistance, Collisions and Temperature
انظر داخل عيّنة نحاس ثلاثية الأبعاد: قلوب أيونية تهتز في شبكة متناوبة بينما يتعرج إلكترون واحد بينها، وتصادماته تُعدّ لحظةً بلحظة. سعة الاهتزاز تتبع الجذر التربيعي لدرجة الحرارة المطلقة، فترتفع R في خط مستقيم — منطلقةً من R₀ لا من نقطة الأصل أبدًا.
كيف تستخدم هذه المحاكاة
- اسحب منزلق درجة الحرارة وراقب استجابة عدّاد التصادمات
- اضغط Double 100 → 200 °C لاختبار ما إذا كانت مضاعفة درجة الحرارة تضاعف المقاومة
- اضغط Extrapolate back لتتبع الخط المستقيم نزولًا نحو المحور
- اضغط Hide the casing لرؤية الشبكة ومسار الإلكترون دون حجب
ما الذي تلاحظه
- التصادمات في الثانية ترتفع باطراد مع نمو سعة اهتزاز الشبكة
- مضاعفة درجة الحرارة السيلزية لا تضاعف المقاومة، لأن الخط يتجاوز نقطة الأصل
- رسم R–t خط مستقيم يقطع المحور عند R₀، وهي المقاومة عند 0 °C
- الاستقراء إلى مقاومة صفرية يشير إلى ما دون 0 °C بكثير لا إليها
- قلوب الأيونات لا تغادر مواضعها أبدًا — ولا يتغير إلا مقدار اهتزازها
الفيزياء وراءها
المقاومة تنشأ من تصادم الإلكترونات بأيونات الشبكة المهتزة. ورفع درجة الحرارة يزيد سعة الاهتزاز، فيكنس كل قلب مساحة أكبر، ويقصر متوسط المسار الحر للإلكترون، وتزداد التصادمات تواترًا. وفي المدى المعتاد يعطي هذا القانون الخطي R = R₀(1 + αt)، حيث R₀ المقاومة عند 0 °C وα المعامل الحراري. والخط مستقيم لكنه لا يمر بنقطة الأصل: فالاستقراء رجوعًا إلى مقاومة صفرية يصل إلى درجة حرارة أدنى بكثير من 0 °C، ولهذا يكون الجزء المقطوع R₀ لا صفرًا.