* 熱エネルギーと原子運動: 金属内の原子は常に振動しています。温度が高いほど、より激しく振動します。この振動は運動エネルギーの一形態です。
* 間隔と原子間の力: これらの振動により、原子は互いにわずかに分離されます。 原子の間には、それらを近づけようとする原子の間に(静電力のような)引力の力があります。
* 冷却と収縮: ロッドを冷やすと、原子の運動エネルギーを減らします。これは、彼らがより激しく振動することを意味します。 その結果、原子は引力のために互いに近づくことができます。 原子間の平均間隔のこの減少により、ロッドの全長が収縮します。
簡単に言えば: スプリングで接続された小さなボールのような金属の原子を想像してください。金属を加熱すると、ボールがより多くの振動をし、スプリングを伸ばし、ロッドを長くします。あなたがそれを冷やすと、ボールはより少なく振動し、スプリングスが収縮し、ロッドが収縮します。
重要な注意: 冷却されたときにすべての材料が契約するわけではありません。たとえば、水は凍結すると膨張します。そのため、氷が浮かびます。これは、水分子のユニークな構造とそれらが形成される水素結合によるものです。