金属的导电性

发布网友发布时间：2024-10-02 16:50

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热心网友时间：2024-10-31 08:59

金属导电性是指金属传导电流的能力。
一般来说金属、半导体、电解质溶液或熔融态电解质和一些非金属都可以导电。
最早的金属导电理论是建立在经典理论基础上的特鲁德一洛伦兹理论。
假定在金属中存在有自由电子，它们和理想气体分子一样，服从经典的玻耳兹曼统计，在平衡条件下，虽然它们在不停地运动，但平均速度为零。
有外电场存在时，电子沿电场力方向得到加速度a，从而产生定向运动，电子通过碰撞与组成晶格的离子实现能量交换，而失去定向运动，因此在一定电场强度下，有一平均漂移速度l。
根据经典理论，金属中自由电子对热容量的贡献应与晶格振动的热容量可以相比拟，但是在实验上并没有观察到，这个矛盾在认识到金属中的电子应遵从量子的费米统计规律以后得到了解决。
正是为了解决这个矛盾，结合量子力学的发展，开始系统研究电子在晶体周期场中的运动，从而逐步建立了能带理论。
按照能带理论，在严格周期性势场中运动的电子，保持在一个本征态中，电子运动不受到“阻力”，只是当原子振动、杂质缺陷等原因使晶体势场偏离周期场，使电子运动发生碰撞散射，从而对晶体中电子的自由程给出了正确的解释。
一般金属的电阻是由于晶格原子振动对电子的散射引起的。
散射概率与原子位移的平方成正比，在足够高的温度下与温度T成正比；
在低温下，只有那些低频的晶格振动，也就是长声学波，才能对散射有贡献，而且随着温度降低，有贡献的晶格振动模式的数量不断减少，呈现出金属电阻率在低温极限将随之变化。