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有谁知道,金属导体里的自由电子是无规则地,自由地活动的,为何金属导体不显负电性?

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/13 15:31:03
有谁知道,金属导体里的自由电子是无规则地,自由地活动的,为何金属导体不显负电性?
其实标准回答呢,我很赞同上面“零度v1”的回答.我只想来掺和一脚,聊聊这个为什么他们不会聚在一起显示电负性.
虽然电子之间有斥力,但是谁也没有禁止两个电子头对头的相对运动呀,这样他们不就越来越靠近了吗,虽然注定要分开,但他们总有距离很小的时候呀,这个时候那不就是这两个电荷聚在一起了吗,不就是在这个小部分有了电负性了吗.既然是自由的,总不能让他们老老实实的平均的待在某个地方,禁止电子之间有时候近,有时候远吧.
其实,这个分析是对的,如果你从这个角度来看待问题,那金属就是有这种电负性的.但问题是,这种电负性我们人为的把它忽略了,因为它对于我们所考虑的物理问题不产生影响.
举个例子吧,比如那种老式的一幅幅画出来的动画,每秒钟只要有24幅以上,你就会看到的是连续的画面,而不是断断续续的.即便每幅画都是间断的,但你不会察觉,你会忽略它.
我们对于金属也是这样的,我们所有能做的测量,它需要的时间都远远大于这个金属产生局域电负性的时间,也就是如果你去测量它的电负性,在你测量的过程中,它就已经经历了许许多多个正的情况,还有许许多多个负的情况,两个数量还差不多,所以你不管怎么测量,都是没有电性的零结果.
但如果,你有本事把测量的时间大大的减少,你就能够看到这种局域的电负性.而且在某些极端的物理条件下,这种性质可以起到关键性的作用.
聊到这,也你已经明白了.下面的话你可以忽略了.因为可能让你更糊涂.
有一个问题,就是为什么在一个测量过程中,正和负的数量差不多?为什么他们可以在某个时刻聚在一起或者分散开,但在一长段时间过程来看,总是均匀的?
这个问题你可以思考一下,有个名字,叫做热力学第二定律.他已经到了物理学的边缘了,是属于物理学家思考的范畴了,据我所知,这个问题提出超过一百年了,很多物理学家尝试,包括爱因斯坦这样的天才,但至今没有一个让所有人信服的答案.仍然是个谜.你可以试试自己去解释一下,这是个开放的问题,你可以有自己的答案.
再问: 有没有两个电子并行平行一直向前移动的时候?如果没有,为什么?用什么解释?
再答: 当然会有。但还是同样的原因,你观察不到。因为任何一块导体里电子都是非常非常多的,其中里面有两个电子平行的一直走,这种事情,就像你在满是人的菜市场里和一个人手牵手一直向前走,不准拐弯。走一小段也许还行,但你要走一个北京城那么大的菜市场,还保持这种状态,这不可能的。 当然,在极端低温时发生超导,在动量空间人们确实发现了这种成对的电子,手拉手一起走。那时候没有电阻。但这是极端情况了。
再问: "要走一个北京城那么大的菜市场,还保持这种状态,不可能。"======为什么不可能?
再答: 因为你走一段路程之后就总要碰到人呀摊铺呀,而你又必须一直往前走十几公里,这之间遇到的这种阻碍多的不可计数,如果你保持这种状态,就意味着你得毫不犹豫的撞开挡在你面前的一切,不管是人,还是建筑物,这当然不可能了。 电子也一样,一个电子可以保持自由飞行而不碰到下一个电子的这样的飞行路程是很短的,他总会不停的碰到其他的电子,当然还有原子核,从而改变方向。 所以你说要保持一个平行的飞行,那只有在那个可以自由飞行的路程内是可行的,超过这个路程,它就会碰到其他的电子或者原子核而改变方向。
再问: 会不会由于电子互相排斥,一接近互相就向相反方向运动了;而并行平行移动需要二者间无作力?
再答: 哈哈,太对了
再答: 恩,就是这样的