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電流と、電子の動きの関係について
physicist_nakaの回答
- physicist_naka
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もう少し正確に言いますと、逆の結論になることを指摘したいと思います。 電圧を2倍にすると、「電子の移動速度が2倍になる」のではなく、 「移動する電子の数が2倍」になります。 金属中の(伝導)電子というのは、四方八方に運動しています。 また、各々の電子は様々な速度を持っていますが、ある速度 (フェルミ速度)がほぼ上限となっています。 この速度はだいたい10^8cm/secという猛スピードです。 で、このフェルミ速度付近の速度をもつ電子のみが電流に関係します。 電流を流していない状態は、右向きと左向きのフェルミ速度の電子の 数が等しく、キャンセルしています。 電流を流した状態というのは、どちらかの向きの数が多くなり、 キャンセルしなくなった状態です。 補足:(伝導)電子の'平均'速度を考えれば今までの説明どおりに なります。
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補足
お返事ありがとうございます。(いろんな方からお返事頂いてちょっと消化不良気味・・・皆さんお礼おそくなっててごめんね!それと私の説明が学問的じゃなくて皆さんの混乱を招いてるようで・・・) ところで physicist_nakaさんのお答えの内容 って勉強不足(多分習ってる?)の私は十分理解できてませんが、もう少し教えていただければ。 「フェルミ速度付近の速度をもつ電子の数」=「その導体固有の自由電子の数」って理解したのですが、 そうすると、2倍の電圧をかけると「移動する電子の数が2倍」じゃなくて、「電子の移動速度(補足:電界方向の速度成分)が2倍になる」と思うんですが・・・ 私の「移動する電子の数」の解釈の仕方が、間違ってるのかな?(絶対数としてとらえてます) 相変わらずの説明下手、お許しください!