电子在流经电阻时发生了什么?其数量、电荷有什么变化吗?

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电子在流经电阻时发生了什么?其数量、电荷有什么变化吗?

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  • 科学联盟
    科学联盟
    这个人很懒,什么都没有留下~
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    题主犯了一个错误,电阻不是客观存在的实体,而是物理学的一个概念而已。所以电子不是“流经”电阻,而是电子被原子实散射导致出现了“电阻”这种现象而已。要解释电阻现象,需要懂至少晶格物理和经典电磁学。

    我首先解释电子被晶格散射的物理过程。导体的物理含义我不多解释,对于导体来说,自由电子在外电场的作用下做定向移动,但是因为导体的原子分布在导体内部,电子的移动必定会被原子阻挡。这就是电阻的物理实质。我需要明确解释一下,电子和原子的散射可以用经典物理学做近似解释,这是因为该散射过程的量子效应很弱,如果我们研究的半导体导电问题,那么就得考虑一些量子散射了,否则无法解释半导体的电导率(电阻率的倒数)会因为温度升高而升高(导体是反过来的)。

    导体内部的原子分布在一些比较理想的情况下可以看成是晶格的。我们也只考虑晶格这种情况。晶格对电子的散射对晶格本身有影响,这就能解释导体通电时候的焦耳热。由于外电场对电子的作用,导致电子获得了动能,但是由于电子与晶格散射,导致电子的动能损失,而损失的能量就转化为晶格的振动能。而这种振动能就是晶格的内能。电子的能量转化为晶格的能量,这就是焦耳热的物理实质。

    题主问道,电子的数量和电荷是否有变化。答:没有。低能电子的量子效应比较弱,我们忽略电子数的量子涨落,故这个问题很容易回答。剩下的东西靠说白话没用了,毕竟这里面有很多东西需要靠计算来说明。

    2018-07-23 19:53:29 0条评论