Причина вместо следствия, следствие вместо причины

Крайне распространённая ошибка нашего мышления.
Почему?
Потому, что мы воспринимаем мир органами чувств, а они нам дают информацию об ЯВЛЕНИИ, то есть неком следствии НЕВИДИМЫХ И НЕОЩУЩАЕМЫХ нами ПРИЧИН! Это уже забота нашего мозга, поймать закономерности, тайные пружины, стоящие за явлениями и, поняв, где причина, а где следствие, сформулировать наши догадки в виде объяснений, верного ответа на вечный вопрос: ПОЧЕМУ?
От абстрактных философских рассуждений сразу перейду к конкретной теме.

Опустили в чашку с только что заваренным чаем две одинаковые по внешним параметрам ложечки – серебряную и стальную. Ручка какой нагреется быстрей?
Ну, конечно же, серебряной.
Почему?
Потому что серебро является лучшим проводником электрического тока, чем сталь. Об этом же гласит известный закон Видемана — Франца, связывающий электро-и-теплопроводность металлов. Для любого металла при любой температуре есть строгая пропорциональность этих двух параметров. С ростом температуры это соотношение тоже, почти линейно, растёт. Но вновь, самое важное, что  теплопроводность всегда связана с электропроводностью прямой зависимостью.
(Есть, правда, отклонения-- берилий и марганец вообще не подчиняются этому закону)
Кстати, чем обусловлен рост параметра отношения теплопроводности к электропроводности с ростом температуры? Скорей всего, более скорым уменьшением электропроводности с повышением температуры при, возможно, увеличивающейся теплопроводности.

Итак, официальная и общепринятая версия, это наличие свободных электронов. В серебре, золоте и меди, наилучших проводниках, концентрация свободных электронов выше, чем в стали, свинце или так называемом Нойзилбере (сплаве меди 60%, никеля 20% и цинка 20%).
Явно напрашивается вполне здравая мысль, что ИМЕННО концентрация свободных электронов определяет и тепло-и-электропроводность.
С электропроводностью нельзя не согласиться.
А, вот, теплопроводность вызывает некие неприятные размышления.
Теплопроводность металлов вообще связана ЛИШЬ с концентрацией свободных электронов, а НЕ ИХ ПОДВИЖНОСТЬЮ.  Подвижностью называется отношение приращения скорости заряженной частицы  к напряжённости приложенного электрического поля, то есть, скажем, метры в секунду, на вольты, делённые на сантиметры. (Единицы выбраны чисто условно). 
Какой смысл в этом утверждении? Смысл прост -- не скорости дрейфа электронного облака определяют теплопровдность, а лишь концентрация свободных электронов.

Теперь зададимся следующим вопросом: какова скорость распространения «волны» тепла? Опять=таки, каждый человек замечал из повседневной практики, что обычно ложечка в горячем чай нагревается за несколько минут.

Вот и грянули неприятности:
Первое, СКОРОСТЬ СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ в металле НЕ ЗАВИСИТ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ в пределах от почти Абсолютного нуля -273 градусов по Цельсию и до десяти тысяч градусов!

Второе. Скорости хаотического движения свободных электронов в металле от 600 до 2000 км/сек.
Это значит, что, если бы свободные электроны, ударяя друг друга, передавали бы тепло  (что явно противоречит первому утверждению!), то они должны были бы передать тепло с ОГРОМНОЙ СКОРОСТЬЮ в микро-наносекунды вдоль любого проводника длиной в метры и километры!
А ложечка длиной в 14-16 см передаёт его в миллиарды и триллоны раз МЕДЛЕННЕЙ!

Сам токовый дрейф электронов тоже крайне медленный, о чём писал не раз, – тысячные, сотые и самое большее десятые доли миллиметра в секунду! 15 см средней длины ложечки  – это 150 миллиметров. Допустим,  что ручка ложечки нагрелась до температуры чая за 3-5 минут. Это означает скорость волны тепла достигает 0.83 -0.5 мм/сек. Такие скорости дрейфа электронного облака могут сами по себе расплавить проводник!
Слишком быстро!

Получается двойное противоречие. С одной стороны, если бы «НАГРЕТЫЕ» электроны передавали соудаерниями тепло, оно распрстранялось бы с огромной скоростью вдоль металла. Но это противоречит  реальным фактам и утверждению о НЕЗАВИСИМОСТИ их скорости от температуры
Если же, опять, некое облако «нагретых» электронов медленно дрейфует по металлу, то обычная передача тепла происходит слишком быстро! Но, опять, что дрейф облака «нагретых» электронов, что диффузия тепла за счёт соударений, оба этих допущения противоречат экспериментальному факту ПОСТОЯНСТВА СКОРОСТИ СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ! ЕЁ НЕЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ!

А КАК объяснить распространение волны охлаждения металла? «Холодные» электроны, что, слабее ударяют по соседям или облако «холодных» электронов медленней ползёт по металлу?

Неразрешимая загадка! Парадокс. А их, парадоксов, в природе нет, это лишь порождение наших тупых мозгов, когда одна доминанта в нём сталкивается с другой догмой!

Остаётся допустить лишь одно: Мы опять перепутали ПРИЧИНУ и СЛЕДСТВИЕ!

ПРИЧИНА — в особой конфигурации электронных орбит атомов металла, где их внешние орбиты ПЕРЕКРЫВАЮТСЯ и ЭТИМ обеспечивается СВОБОДНОЕ ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ
Так называемые свободные электроны БЛАГОДАРЯ ПЕРЕКРЫТИЮ внешних атомных орбит как раз и возникают и получают «СВОБОДУ» передвижения в любом направлении куска металла.
Но не всегда одну и ту же «степень свободы» поступательного движения, ибо в монокристаллах есть ассиметрия физических и химических свойств, называемая АНИЗОТРОПНОСТЬЮ, то есть неравенством направлений в пространстве.

Итак, ПРИЧИНА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ НЕ СВЯЗАНА СО свободными электронами,  а они сами, как и теплопроводность,  ОБУСЛОВЛЕНЫ СПЕЦИФИЧЕСКИМ ДЛЯ МЕТАЛЛОВ ПЕРЕКРЫТИЕМ ИХ ВНЕШНИХ АТОМНЫХ ОРБИТ,

Тогда, как объяснить её, эту большую теплопроводность?
Тепловая ДЕФОРМАЦИЯ электронных орбит от горячего конца постепенно передаётся вдоль металла за счёт именно влияние изменённой конфигурации уже «деформированных теплом орбит», на другие, ещё   НЕДЕФОРМИРОВАННЫЕ. А это процесс относительно медленный и объяснение это никак не противоречит упомянутому факту ПОСТОЯНСТВА скорости свободных электронов.
У хороших проводников (серебро, золото, медь) это ПЕРЕКРЫТИЕ БОЛЬШЕ и потому больше электронов становятся «свободными».

Спутали причину – специфику внешних орбит атомов металла со следствием -- наличием обусловленного этой спецификой огромного числа свободных электронов.
Перемещаются не «нагретые» электроны,  а  изменение конфигурации, деформация электронных орбит!

Faciant meliora potentes.

Если я ошибаюсь, пусть меня поправят старшие товарищи.
11 XI 2025