导体与超导体,“自由电子” 在导体中如何以光速传播?!
导体中,下能带都被电子占满,而最上的能带(导带)未被电子占满,而有“自由电子” 在导体中传播。
但是,这种电子传播的过程,实际上,是激发态的原子,在电动势的作用下,辐射出相应的光子,成为非激发态原子,而其外层电子从高能态 回到低能态。
辐射的光子被邻近非激发态的原子吸收,而成为激发态原子,而其外层电子就从低能态跃迁到高能态。因而,只是原子的激发态,或其高能态的外层电子(即导电子),在相邻的原子间转移。
而电流就,实际上,是由光子在原子间交替传播导电子,而使导电子以辐射的光速,在导带中进行传播的。相邻原子只是在高、低能态 间交换电子,电子的运动速度是不可能达到光速的。
由于在传播过程中,还会受到路途中原子的吸收,而使部分动能转变为热能,因而,电流的强度不仅与两端的电压,还与其间的电阻有关。
如果在如此的传播过程中,电子能够不损失动能,不使基体原子的平均动能 (热能) 增大,就不会有电阻,就成为超导体。
由于在传播过程中,光子是以辐射、被吸收,再辐射、再被吸收的方式进行的。在路途中,还会因此而造成一定的减弱和延缓(光在具体介质中有一定的吸收系数和折射率),就使得导体中的电流 (即导电子的传播),也是以光子在路途中被原子吸收与再辐射的减弱和延缓后的光速进行。
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