Dẫn đề cập đến việc truyền năng lượng thông qua chuyển động của các hạt tiếp xúc với nhau. Trong vật lý, từ “dẫn truyền” được sử dụng để mô tả ba loại hành vi khác nhau, được xác định bởi loại năng lượng được truyền:
- Dẫn nhiệt (hoặc dẫn nhiệt) là sự truyền năng lượng từ chất nóng hơn sang chất lạnh hơn thông qua tiếp xúc trực tiếp, chẳng hạn như khi ai đó chạm vào tay cầm của chảo kim loại nóng.
- Dẫn điện là sự truyền các hạt tích điện qua một môi trường, chẳng hạn như dòng điện chạy qua các đường dây điện trong nhà bạn.
- Dẫn âm (hoặc dẫn âm) là sự truyền sóng âm qua một môi trường, chẳng hạn như sự rung động của âm nhạc lớn xuyên qua tường.
Vật liệu dẫn điện tốt được gọi là chất dẫn điện , trong khi vật liệu dẫn điện kém được gọi là chất cách điện .
Sự dẫn nhiệt
Sự dẫn nhiệt có thể được hiểu, ở cấp độ nguyên tử, khi các hạt truyền năng lượng nhiệt về mặt vật lý khi chúng tiếp xúc vật lý với các hạt lân cận. Điều này tương tự như cách giải thích nhiệt bằng lý thuyết động học của chất khí , mặc dù sự truyền nhiệt trong chất khí hoặc chất lỏng thường được gọi là sự đối lưu. Tốc độ truyền nhiệt theo thời gian được gọi là dòng nhiệt và được xác định bởi độ dẫn nhiệt của vật liệu, một đại lượng cho biết mức độ dễ dàng dẫn nhiệt bên trong vật liệu.
Ví dụ, nếu một thanh sắt được nung nóng ở một đầu, như thể hiện trong hình trên, nhiệt được hiểu về mặt vật lý là sự rung động của các nguyên tử sắt riêng lẻ bên trong thanh. Các nguyên tử ở phía mát hơn của thanh dao động với ít năng lượng hơn. Khi các hạt năng lượng dao động, chúng tiếp xúc với các nguyên tử sắt liền kề và truyền một phần năng lượng của chúng cho các nguyên tử sắt khác đó. Theo thời gian, đầu nóng của thanh sẽ mất năng lượng và đầu lạnh sẽ tăng năng lượng, cho đến khi toàn bộ thanh có cùng nhiệt độ. Đây là một trạng thái được gọi là trạng thái cân bằng nhiệt.
Tuy nhiên, khi xét đến sự truyền nhiệt, ví dụ trên thiếu một điểm quan trọng: thanh sắt không phải là một hệ cô lập. Nói cách khác, không phải tất cả năng lượng từ nguyên tử sắt được nung nóng đều được truyền dẫn đến các nguyên tử sắt liền kề. Trừ khi nó được treo bằng chất cách điện trong buồng chân không, thanh sắt cũng tiếp xúc vật lý với bàn, đe hoặc vật thể khác và nó cũng tiếp xúc với không khí xung quanh nó. Khi các hạt không khí tiếp xúc với thanh, chúng cũng sẽ thu được năng lượng và di chuyển nó ra khỏi thanh (mặc dù chậm, vì độ dẫn nhiệt của không khí tĩnh là rất nhỏ).Thanh cũng nóng đến mức nó phát sáng, có nghĩa là nó đang tỏa ra một phần năng lượng nhiệt dưới dạng ánh sáng. Đây là một cách khác mà các nguyên tử dao động mất năng lượng. Nếu để yên,
dẫn điện
Dẫn điện xảy ra khi một vật liệu cho phép một dòng điện đi qua nó. Điều này có khả thi hay không tùy thuộc vào cấu trúc vật lý của cách các electron được gắn vào bên trong vật liệu và mức độ dễ dàng mà các nguyên tử có thể giải phóng một hoặc nhiều electron lớp ngoài của chúng sang các nguyên tử lân cận. Mức độ mà một vật liệu cản trở sự dẫn điện của dòng điện được gọi là điện trở của vật liệu.
Một số vật liệu, khi được làm lạnh đến gần độ không tuyệt đối , sẽ mất toàn bộ điện trở và cho phép dòng điện chạy qua chúng mà không bị mất năng lượng. Những vật liệu này được gọi là chất siêu dẫn .
dẫn âm
Âm thanh được tạo ra một cách vật lý bởi các rung động, khiến nó có lẽ là ví dụ rõ ràng nhất về việc lái xe. Âm thanh làm cho các nguyên tử trong vật liệu, chất lỏng hoặc khí rung động và truyền hoặc dẫn âm thanh qua vật liệu. Chất cách âm là vật liệu có các nguyên tử riêng lẻ không dễ rung động, khiến nó trở nên lý tưởng để sử dụng trong cách âm.
