Przewodnictwo elektryczne metali

Żeby ta żarówka świeciła, potrzebuje prądu, na przykład z baterii. Prąd musi dostać się z baterii do żarówki, dlatego potrzebne nam coś, co potrafi przewodzić prąd, na przykład te miedziane druty. Teraz prąd płynie z baterii do żarówki i z powrotem. Prąd składa się z elektronów, które przepływają przez druty. Jeśli zastąpimy miedziane druty folią aluminiową, żarówka i tak będzie świeciła.

Będzie świeciła też wtedy, gdy druty będą stalowe, srebrne czy złote, ale wtedy lampa z taką żarówką będzie bardzo droga. Możemy użyć dowolnego metalu, a żarówka i tak będzie świeciła. Wszystkie metale przewodzą elektryczność. Dlaczego? Jest to związane z atomami metalu.

Każdy atom zawiera jądro, otoczone elektronami na różnych powłokach elektronowych. Atomy metali wypuszczają na wolność swoje elektrony z zewnętrznej powłoki. Uwolnione elektrony poruszają się wśród atomów metalu na wszystkie strony. Są to elektrony swobodne. Teraz połączymy ten kawałek metalu z baterią.

Zatrzymajmy na chwilę elektrony, aby przyjrzeć się, co się dzieje. Bateria ma dwa końce, czyli dwa bieguny. Jeden jest dodatni, a drugi ujemny. Tutaj, na biegunie ujemnym, bateria wysyła więcej elektronów do metalowego drutu, co prowadzi do nadmiaru elektronów na tym końcu, czyli nadmiaru ładunku ujemnego. Elektrony w metalu są odpychane przez ten ładunek ujemny.

Z kolei na przeciwnym końcu, czyli na biegunie dodatnim, jest odwrotnie. Tutaj bateria przyciąga elektrony z metalu. Po tej stronie będzie niedobór elektronów: ładunek będzie dodatni. To przyciąga elektrony znajdujące się w metalowym drucie. Tak więc elektrony obecne w metalu są odpychane przez biegun ujemny i przyciągane do bieguna dodatniego.

Elektrony ciągle się przemieszczają na wszystkie strony, zderzając się ze sobą nawzajem i z atomami. Kiedy jednak podłączymy baterię, kierują się trochę bardziej w tę stronę, dalej od bieguna ujemnego i w stronę bieguna dodatniego. Metal przewodzi elektryczność.