Основные характеристики волнового распределения свободных электронов в тонком металлическом проводнике с импульсным током большой плотности

Аннотация

Приведены результаты приближенного квантово-механического расчета продольного и радиального волнового распределения дрейфующих свободных электронов в круглом цилиндрическом металлическом проводнике с большой плотностью импульсного аксиального тока. Показано, что в исследуемом проводнике из-за волновых свойств свободных электронов возникает макроскопическая продольная периодическая структура, состоящая из квантованных волновых электронных пакетов (ВЭП). Определены основные геометрические и теплофизические характеристики чередующихся между собой «горячих» и «холодных» продольных участков проводника, формируемых ВЭП. Выполненные эксперименты с помощью мощного высоковольтного генератора апериодических импульсов тока временной формы 9 мс/576 мс с амплитудой его плотности 0,37 кА/мм2 в оцинкованном стальном проводе радиусом 0,8 мм и длиной 320 мм подтвердили данные расчетов по формированию в материале проводника квантованных макроскопических ВЭП, «горячих» и «холодных» продольных участков, вызывающих появление в проводнике неоднородного периодического продольного температурного поля.