电在电线里面的传播,需要先理解金属键。
金属键和其他分子化学键类似,都归四大基本力之一的电磁力管。化学键,说得简单一点,就是不同的原子,分享一个到几个电子,从而形成了化学键。比如一氧化二氢(节操啊),两个氢原子,分别贡献出自己的电子,和氧原子共享,形成了两个化学键,从而紧密地合体了(节操啊)。金属键又是什么涅?金属原子,可以形成某种晶体(请自行想象食盐的立方体);而他们的自由电子,不分你我,不搞户口,在晶体的晶格中可以自由移动。这种键的约束力比较弱,所以金属的延展性好。
既然了解了金属键,那么电的传导问题就迎刃而解。例如,我们把晶体的晶格,简化为一条直线,里面的原子不妨命名为M1,M2......Mn,当外部产生电势差(电压)的时候,既可以理解为受电压驱使,也可以理解为要平衡这种电压,总之自由电子开始活动了。可以想象M1的自由电子,流窜到了M2,M2的流窜到了M3.....直道Mn-1的电子流窜到了Mn,这样的话,线的一头少了一个电子变成+1电荷,线的另一头多了一个电子变成-1电荷,感觉上好像一个电子的电力,从导线的一头,传播到了另一头,于是电流产生了;而且两边产生了一个电子的电势差,外部的电压被平衡掉了。
上述一切都是Newton杂志里面详细配图说明的。