Basiswissen

Das Drude-Modell, etwa um das Jahr 1900 aufgestellt,^[1] soll den elektrischen Widerstand in Festkörpern, zum Beispiel in Metallen, in Anlehnung an die Bewegung von Gasteilchen erklären. Der leitende Körper wird als Ionenkristall gedacht, durch das sich die Elektronen solange ungestört bewegen, bis sie auf ein Gitterion stoßen und dort abgelenkt oder gestreut werden.^[2] Zwischen zwei Streuvorgängen bewegen sich die Elektronen mit einer mittleren freien Weglänge und einer überraschend niedrigen durchschnittlichen Geschwindigkeit^[3]. Drudes Theorie bot eine anschauliche Erklärung für das Ohmsche Gesetz (externer Link)

Fußnoten

[1] Paul Drude: Zur Elektronentheorie der Metalle. In: Annalen der Physik. Band 306, Nr. 3, 1900, S. 566–613. Online: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/andp.19003060312

[2] Tatsächlich sind nicht die Atomrümpfe des Leitermaterials die Streuzentren sondern Störungen im Gitter wie nicht besetzte Stellen oder starke thermische Schwingungen. Nach: Axel Lorke: Der quantisierte Leitwert in ultrdünnen metallischen Drähten. Unterlagen zur Lehrerfortbildung der DPG in Bad Honnef, 25. Oktober 2024.

[3] Die durchschnittliche Geschwindigkeit aller Elektronen in eine Richtung in einem Leiter liegt typischerweise unter einem Millimeter pro Sekunde. Siehe mehr unter Driftgeschwindigkeit ↗