金属导体的导电机理

在金属导体里，原子的最外层电子（价电子）受原子的束缚较松，容易脱离原子，形成在金属中自由移动的电子。这种自由电子的运动，从总体看来，类似于气体中的分子运动，即可以在一定的条件下把自由电子看作如同电子气，在一定温度下在金属中杂乱地向各方向运动。原子中除价电子外的其余部分叫原子实。在固态金属中原子实排列成整齐的点阵，称为晶体点阵。自由电子在晶体点阵间跑来跑去，并不时地彼此碰撞或与点阵上的原子实碰撞，这就是金属微观结构的经典图象。由于自由电子的热运动是杂乱无章的，在没有外电场或其他原因（如电子浓度或温度不均匀）的情况下，它们沿任何方向运动的机会相同，因此电子的不规则热运动不会引起电荷沿某一方向的迁移，所以也不会引起电流。若在金属导体上加了电场，每个自由电子就将逆着电场方向发生“漂移”，这时可以认为自由电子的总速度是由它的热运动速度和因电场产生的附加定向速度两部分组成，前者的平均速度仍为零，后者的平均速度叫做漂移速度。正是这种宏观上的定向漂移运动形成了宏观的电流。