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なぜ遊離電子は金属が動作するのを助けるのですか?

自由電子は、金属の導電率の鍵です。その理由は次のとおりです。

* 「電子の海」モデル: 金属では、各原子の最も外側の電子がゆるく結合されています。 これらの電子は特定の原子に結ばれるのではなく、金属の構造全体で自由に移動します。これにより、非局在電子の「海」が作成されます。

* 電界での漂流: 電界が金属に塗られると、これらの自由電子は力を経験し、特定の方向に漂流し始めます。電子のこの方向付けられた動きは、電流を構成します。

* 高い導電率: 容易に動くことができる非常に多くの遊離電子があるため、金属は電流の流れに対する耐性がほとんどありません。これが、金属が優れた電気導体である理由です。

対照的に

* 絶縁体: 非金属(絶縁体)では、電子は原子にしっかりと結合します。彼らは自由に動いていないので、電流を運ぶための遊離電子はありません。

* 半導体: 半導体は、導体と絶縁体の導電率との間に導電率を持つ材料です。それらの導電率は、温度または不純物の存在を通じて制御できます。

このように考えてみてください:

群衆を想像してみてください。誰もがしっかりと詰められて手を握っている場合、彼らが動き回ることは困難です(絶縁体の電子のように)。しかし、誰もが自由に歩き回ることができれば(金属の遊離電子のように)、プッシュ(電界のように)に応じて簡単に移動できます。

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