金屬導(dǎo)體導(dǎo)電原理
金屬導(dǎo)體內(nèi)沒(méi)有自由電子,在庫(kù)侖電場(chǎng)力的作用下,原子核外層電子脫離原子核,并作了一小段距離的加速運(yùn)動(dòng),直到電場(chǎng)力與電子受的阻力相等后作勻速直線運(yùn)動(dòng),電流達(dá)到穩(wěn)定數(shù)值.原子核對(duì)外層電子的束縛本來(lái)就小,當(dāng)電子脫離核后,受核的束縛引力就可以忽略,所以,在形成電流后電子所受到的阻力主要來(lái)電子云氣,就象汽車、飛機(jī)在空氣中運(yùn)動(dòng)受空氣的阻力,阻力的大小與運(yùn)動(dòng)速度大小成正比.
關(guān)于金屬導(dǎo)體導(dǎo)電,經(jīng)典導(dǎo)電理論認(rèn)為,是由于金屬導(dǎo)體內(nèi)部存在大量的可以自由移動(dòng)的自由電子,這些自由電子在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)而形成電流.最新研究表明任何物體中都沒(méi)有可自由移動(dòng)的自由電子,金屬導(dǎo)體中同樣沒(méi)有自由電子,所有原子的核外電子都繞原子核作高速運(yùn)動(dòng).
所有的原子均由原子核與繞核運(yùn)動(dòng)的核外電子構(gòu)成,原子核外電子繞核運(yùn)動(dòng)所需的向心力由原子核與電子之間的庫(kù)侖電場(chǎng)力提供,眾多的核外電子在原子核外距核不同距離的軌道上運(yùn)動(dòng),距核最近的電子,受原子核的作用力最大,電子的總能量最低,而距核最遠(yuǎn)的最外層電子,受原子核的束縛力最小,電子的勢(shì)能最大,總能量最大.這最外層電子由于受束縛最小,所以它經(jīng)常受鄰近原子的干擾,而繞鄰近原子核運(yùn)動(dòng).金屬原子之間就是依據(jù)這種外層電子干擾后的互繞運(yùn)動(dòng)形成的作用力而結(jié)合成金屬體的.由于這種結(jié)合力非常小,所以金屬有柔軟、加熱易產(chǎn)生形變等特點(diǎn).
不管金屬原子核最外層電子是自繞核運(yùn)動(dòng)也好還是互繞核運(yùn)動(dòng)也好,它總是沒(méi)有脫離原子核的束縛雖然束縛力非常小,但在沒(méi)有外力對(duì)其做功的前提下,外層電子仍然沒(méi)有足夠的能量脫離原子核的束縛,跑到原子核的束縛之外；在偶然的情況下（比如原子在受光照）,核外電子可能得到了能量而脫離原子核的束縛,到了原子核束縛之外的空間,形成自由電子,但自由電子的能量非常大,不是它最穩(wěn)定的狀態(tài),所以,自由電子一旦靠近原子核電場(chǎng)力作用范圍空間,就立即把多余的能量予以釋放,重新回到原來(lái)繞核運(yùn)動(dòng)的軌道上,這些多余的能量又以光的形式發(fā)射出來(lái).
如果金屬導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng),則導(dǎo)體內(nèi)部核外電子受到洛侖茲力的作用,并在這種作用下原子發(fā)生極化,產(chǎn)生了原子極化電動(dòng)勢(shì).但不管洛侖茲力多大,它也不能對(duì)電子做功,增加電子動(dòng)能,使它脫離原子核束縛,并使電子在脫離原子核束縛后,繼續(xù)對(duì)它做功,在力的方向上發(fā)生加速運(yùn)動(dòng)形成電流.您說(shuō)“不管金屬原子核最外層電子是自繞核運(yùn)動(dòng)也好還是互繞核運(yùn)動(dòng)也好，它總是沒(méi)有脫離原子核的束縛雖然束縛力非常小，但在沒(méi)有外力對(duì)其做功的前提下，外層電子仍然沒(méi)有足夠的能量脫離原子核的束縛，跑到原子核的束縛之外” 是指最外層電子（指不受外界條件影響時(shí)）可以任意從金屬體的一個(gè)位置移動(dòng)到任意的其他位置，比如從金屬導(dǎo)體的一端運(yùn)動(dòng)到另一端，只是脫不出金屬罷了？（不受外界條件影響時(shí)）電子不能從金屬導(dǎo)體的一端運(yùn)動(dòng)到另一端，僅僅繞自身原子核運(yùn)動(dòng)。是因?yàn)樽陨碓雍说氖`對(duì)吧？既然離不開(kāi)自身的核，那還是“自由電子”嗎？是啊，就這樣叫。因?yàn)樵谝欢l件下能“自由”移動(dòng)。任何“自由”都是有條件的。這樣的概念只能令人誤解，是不是？大多數(shù)人不會(huì)誤解。比如你我都是自由人，但這種自由是在道德、法律、風(fēng)俗等規(guī)范下的自由，你我都不能絕對(duì)的自由，財(cái)寶流通有序，你我就不能自由獲得。另外，sorry，我不是研究者方面的，只是給你答題才看些這些方面的資料，沒(méi)法給你太多的深入探討。