既然一个原子的原子核对其电子具有吸引束缚作用,那为什么自由电子可以在金属导体里自由移动呢?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/15 00:15:24
既然一个原子的原子核对其电子具有吸引束缚作用,那为什么自由电子可以在金属导体里自由移动呢?
既然一个原子的原子核对其电子具有吸引束缚作用,那为什么自由电子可以在金属导体里自由移动呢?
既然一个原子的原子核对其电子具有吸引束缚作用,那为什么自由电子可以在金属导体里自由移动呢?
金属导体导电原理
金属导体内没有自由电子,在库仑电场力的作用下,原子核外层电子脱离原子核,并作了一小段距离的加速运动,直到电场力与电子受的阻力相等后作匀速直线运动,电流达到稳定数值.原子核对外层电子的束缚本来就小,当电子脱离核后,受核的束缚引力就可以忽略,所以,在形成电流后电子所受到的阻力主要来电子云气,就象汽车、飞机在空气中运动受空气的阻力,阻力的大小与运动速度大小成正比.
关于金属导体导电,经典导电理论认为,是由于金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子,这些自由电子在电场力的作用下定向移动而形成电流.最新研究表明任何物体中都没有可自由移动的自由电子,金属导体中同样没有自由电子,所有原子的核外电子都绕原子核作高速运动.
所有的原子均由原子核与绕核运动的核外电子构成,原子核外电子绕核运动所需的向心力由原子核与电子之间的库仑电场力提供,众多的核外电子在原子核外距核不同距离的轨道上运动,距核最近的电子,受原子核的作用力最大,电子的总能量最低,而距核最远的最外层电子,受原子核的束缚力最小,电子的势能最大,总能量最大.这最外层电子由于受束缚最小,所以它经常受邻近原子的干扰,而绕邻近原子核运动.金属原子之间就是依据这种外层电子干扰后的互绕运动形成的作用力而结合成金属体的.由于这种结合力非常小,所以金属有柔软、加热易产生形变等特点.
不管金属原子核最外层电子是自绕核运动也好还是互绕核运动也好,它总是没有脱离原子核的束缚虽然束缚力非常小,但在没有外力对其做功的前提下,外层电子仍然没有足够的能量脱离原子核的束缚,跑到原子核的束缚之外；在偶然的情况下（比如原子在受光照）,核外电子可能得到了能量而脱离原子核的束缚,到了原子核束缚之外的空间,形成自由电子,但自由电子的能量非常大,不是它最稳定的状态,所以,自由电子一旦靠近原子核电场力作用范围空间,就立即把多余的能量予以释放,重新回到原来绕核运动的轨道上,这些多余的能量又以光的形式发射出来.
如果金属导体在磁场中作切割磁感线运动,则导体内部核外电子受到洛仑兹力的作用,并在这种作用下原子发生极化,产生了原子极化电动势.但不管洛仑兹力多大,它也不能对电子做功,增加电子动能,使它脱离原子核束缚,并使电子在脱离原子核束缚后,继续对它做功,在力的方向上发生加速运动形成电流.
电子是受到原子核的吸引力而围绕在原子核周围做运动的。原子核的吸引力有强弱之分，在周围具有一定条件下（例如温度、电场、光照等），使电子运动能力提高，由于原子核的吸引能力是在一定范围内实现的，提高了电子的动能而使其运动能力增加，在一定几率上通过运动超出了原子核的吸引范围，而使电子脱离了原子核的束缚形成了自由电子。...
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电子是受到原子核的吸引力而围绕在原子核周围做运动的。原子核的吸引力有强弱之分，在周围具有一定条件下（例如温度、电场、光照等），使电子运动能力提高，由于原子核的吸引能力是在一定范围内实现的，提高了电子的动能而使其运动能力增加，在一定几率上通过运动超出了原子核的吸引范围，而使电子脱离了原子核的束缚形成了自由电子。
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