金属における電気伝導のメカニズム:
* 遊離電子: 金属には、最も外側のシェルの電子が原子にゆるく縛られ、金属格子全体で自由に移動できるユニークな構造があります。これらの「遊離電子」は、電気伝導率の原因です。
* ドリフト速度: 電圧が金属全体に印加されると、これらの遊離電子は特定の方向に加速され、電流が作成されます。
温度の影響:
* 熱振動の増加: 温度が上昇すると、金属原子はより活発に振動します。 この増加する振動は、自由電子の流れを破壊します。
* 衝突: 振動する原子は、遊離電子とより頻繁に衝突し、それらを散乱させ、特定の方向に動きを妨げます。
* ドリフト速度の減少: 正味の結果は、電子のドリフト速度の低下であり、同じ印加電圧の電流が低くなります。
* 抵抗: 抵抗は現在の流れに対する反対であるため、衝突の増加は抵抗性が高く導電率の低下につながります。
要約:
高温での原子の熱振動の増加により、自由電子が金属格子を自由に移動することがより困難になります。これにより、衝突が増え、ドリフト速度が低下し、最終的には電気伝導率の低下につながります。