Укажите, в чём различие в движении свободных электронов в металлическом проводнике, когда он присоединён к источнику тока и когда он отсоединён от него.

Для ответа на данный вопрос необходимо рассмотреть движение свободных электронов в металлическом проводнике в двух случаях: когда проводник присоединён к источнику тока и когда он отсоединён. Чтобы понять различие, важно рассмотреть понятия свободных электронов, их движение, а также влияние электрического поля.

1. Свободные электроны в металле:
   Металлический проводник состоит из атомов, у которых внешние электроны (валентные) слабо связаны с ядрами. Эти электроны могут свободно перемещаться по всему объёму металла, образуя так называемую "электронную газообразную среду". Свободные электроны находятся в хаотичном тепловом движении, которое подчиняется законам термодинамики. Средняя скорость такого хаотичного движения определяется температурой проводника, но при этом суммарный поток электронов в проводнике отсутствует, то есть нет направленного движения.

2. Проводник без источника тока:
   Когда проводник не подключён к источнику тока, в нём отсутствует внешнее электрическое поле, которое могло бы воздействовать на свободные электроны. Они продолжают своё хаотичное тепловое движение, сталкиваясь с атомами решётки металла и друг с другом. Направленного движения в определённую сторону нет, и, как следствие, электрический ток в проводнике не возникает.

3. Проводник, подключённый к источнику тока:
   Когда проводник подключают к источнику тока, например, батарейке или генератору, между концами проводника создаётся электрическое поле. Это поле возникает из−за разности потенциалов между полюсами источника. Электрическое поле оказывает силу на свободные электроны (по закону Кулона), заставляя их двигаться в определённом направлении. Следует отметить, что электроны движутся от отрицательного полюса источника к положительному. Однако их движение носит характер упорядоченного дрейфа, накладываясь на хаотическое тепловое движение. Скорость упорядоченного дрейфа значительно меньше, чем скорость теплового хаотичного движения.

4. Электрический ток:
   Упорядоченное движение свободных электронов, вызванное электрическим полем, формирует электрический ток в проводнике. Ток определяется количеством заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени. Таким образом, при подключении источника тока в проводнике возникают упорядоченные потоки электронов, которые и обеспечивают наличие электрического тока.

5. Различие в движении свободных электронов:
   Основное различие заключается в характере движения электронов:

   • Когда проводник отсоединён от источника тока, электроны движутся хаотично, без упорядоченности и направления, что не создаёт электрического тока.
   • Когда проводник подключён к источнику тока, хаотичное движение электронов дополняется упорядоченным дрейфовым движением под действием электрического поля, которое приводит к возникновению электрического тока.

Таким образом, электрическое поле, создаваемое источником тока, играет ключевую роль в изменении характера движения свободных электронов в проводнике.