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電子はどのようにして金属内で移動しますか?

電子は、他の材料での移動方法とはまったく異なる方法で金属内で移動します。これが故障です:

1。 「電子海」モデル:

* 遊離電子: 金属では、各原子の最も外側の電子が非常にゆるく縛られています。それらは特定の原子に取り付けられておらず、金属の構造全体を簡単に移動できます。これらは「遊離電子」と呼ばれます。

* 金属格子: 金属原子自体は、結晶構造のような剛性格子を形成します。この格子は、正に帯電したイオン(最も外側の電子を失った原子)で構成されています。

* 「海」: 自由電子は、正に帯電したイオンを囲む「海」のように作用します。彼らは常にランダムな方向に動いており、互いに衝突し、イオンを衝突させています。

2。ドリフト速度:

* 電界: 電界が金属全体に適用されると、自由電子に力が発生し、特定の方向に移動します。

* ドリフト速度: この指示された動きは、「ドリフト速度」と呼ばれます。電子のランダムな熱運動よりもはるかに遅いですが、電流が金属を流れることを可能にするものです。

3。導電率:

* 良い導体: 金属は多数の遊離電子を持っているため、良好な導体です。これは、比較的小さな電界でもドリフト速度が重要になる可能性があることを意味します。

* 抵抗率: 電子の流れに対する抵抗は「抵抗率」と呼ばれます。金属の抵抗率は低く、電流の簡単な流れが可能です。

4。電子の動きに影響する要因:

* 温度: より高い温度は、電子のランダムな動きを増加させ、特定の方向(ドリフト速度)で動くのが難しくなります。これにより、抵抗率が向上します。

* 不純物: 金属内の不純物は、通常の格子構造を破壊する可能性があり、電子が自由に動くことが困難になります。これにより、抵抗率も向上します。

要約:

*金属の電子は、自由電子がランダムに移動する「海」のようなものです。

*電界はドリフト速度を作成し、特定の方向に移動します。

*金属は、多数の遊離電子のために良好な導体です。

*温度と不純物は、電子の動きと導電率に影響します。

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