电子与原子核

电子本身携带一个负电荷，负电荷会在周围形成静电场，静电场在运动的过程中会辐射电磁波。由于自由电子在晶格间的运动方向是随机的，它们辐射的电磁波会互相抵消，此时金属中不会有电流产生。

自由电子携带负电荷，在它周围会形成静电场

一旦在导体两端施加电压（电势差），情况立刻会发生变化。在外部电场的作用下，自由电子会集体向高电势的正端移动，于是在电路中产生方向相同的电场，这就是电流。

自由电子的运动并不会畅顺无阻。有一些电子会被金属离子的“空穴”重新捕获 ，回到它的轨道上运行一会再离开，还有许多自由电子会像弹球机里的弹球一样在原子之间撞来撞去，试图找到一条出路。这正是金属导体的电子漂移速度慢得要死的真正原因。

我们在此前《》一文中举例计算过金属导线电路中电子的漂移速度：假设给一条直径2毫米的铜导线通上1安培电流，其中自由电子的漂移速度仅为每小时83毫米，而自由电子在导线中未通电状态下的费米速度却高达每秒1570公里！为什么会出现如此巨大的反差？

其实这二者之间并无矛盾。在金属中，费米能级位于导带，产生自由传导电子，自由电子的费米流速反应的是电子在原子晶格间的弹道速度，它的运动距离极短；而电子漂移速度指的是它在电路中沿电场方向的相对运动速度，正是与原子间的不断碰撞阻碍了电子向高电势方向的运动。

自由电子在电势差作用下定向移动，同时与原子发生碰撞

那么，自由电子被原子阻挡造成减速是电阻吗？并不是。我们既不能将自由电子的定向移动说成是电流，也不应该将其速度降低说成是电阻作用。

金属导体中电流的实质是自由电子（载流子）对电场的传递，它是所有电子同向电场的叠加。同样地，当载流子受金属晶格的阻挡发生碰撞和反弹，这些碰撞和反弹所形成的各个方向的杂波干扰和削弱了电场方向的电磁波，这种杂波对电场的干扰与削弱才是电阻。

当两波同相时会叠加并加强，180°异相时会相互抵消

在纯电阻环境下，导体电阻大小取决于哪些因素？

一、在理想条件下，导体的电阻大小首先取决于其电阻率（与电导率相反）。我们可以简单地将其理解为导体载流子的活跃程度，它是由电子的能带决定的。比如：银的电阻率为1.65×10⁻⁸Ω⋅m，金的电阻率为2.40×10⁻⁸Ω⋅m，铜的电阻率为1.75×10⁻⁸Ω⋅m，铁的电阻率为9.78×10⁻⁸Ω⋅m。银的电阻率最低，它是理想的电导体，铁的电阻率最高。由于铜的电阴率与银相当，价格更便宜，所以绝大多数的导线使用铜制做。