การนำไฟฟ้าของโลหะ

หลอดไฟนี้จะสว่างได้ ก็ต้องพึ่งพากระแสไฟฟ้า เช่น จากแบตเตอรี่ และกระแสไฟฟ้าจะต้องถูกส่ง จากแบตเตอรี่ไปยังหลอดไฟ ดังนั้น เราจึงต้องใช้สิ่งที่นำไฟฟ้าได้ อย่างเช่น สายทองแดงพวกนี้ ตอนนี้ กระแสไฟฟ้าได้ไหลจากแบตเตอรี่ ไปยังหลอดไฟ และไหลกลับมาอีกครั้ง กระแสไฟฟ้าจะประกอบด้วยอิเล็กตรอน ที่เคลื่อนผ่านสายไฟ หากเราเปลี่ยนสายทองแดง มาเป็นแถบอลูมิเนียม หลอดไฟก็ยังคงสว่างอยู่ ทั้งยังใช้ได้กับขดลวด และสายเงิน รวมทั้งทองคำด้วย แต่นั่นทำให้หลอดไฟมีราคาแพงมาก แต่ไม่ว่าเราจะใช้โลหะชนิดใด หลอดไฟก็จะสว่าง โลหะทุกชนิดนำไฟฟ้าได้ ทำไมเป็นแบบนั้นล่ะ? มันเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นกับ อะตอมของโลหะ อะตอมทุกตัวจะมีนิวเคลียสของอะตอม ที่ล้อมรอบด้วยอิเล็กตรอนในเปลือก ของอิเล็กตรอนที่ต่างกัน ในโลหะหนึ่ง อะตอมจะปล่อยอิเล็กตรอนไปสู่ ชั้นนอกสุด บรรดาอิเล็กตรอนที่ถูกปล่อยออกมา จะเคลื่อนที่ไปทั่วโลหะในทุกทิศทาง มันเป็นอิเล็กตรอนอิสระ ตอนนี้เราจะเชื่อมโลหะชิ้นนี้ เข้ากับแบตเตอรี่ หยุดเรื่องอิเล็กตรอนไว้สักครู่ เพื่อดูให้ชัดว่ามันเกิดอะไรขึ้น แบตเตอรี่มีสองด้าน หรือ 2 ขั้ว ขั้วหนึ่งคือบวก และอีกขั้วคือลบ ที่ขั้วลบนี้ แบตเตอรี่จะส่งอิเล็กตรอน เข้ามาในลวดโลหะมากขึ้น จนที่ส่วนปลายมีอิเล็กตรอนเกินมา ส่วนที่เกินเป็นประจุลบ อิเล็กตรอนในโลหะจะถูกผลักออกไป มันถูกขับไล่โดยประจุลบ ที่ปลายของอีกด้าน คือขั้วบวก เกิดสิ่งตรงข้ามกัน ที่จุดนี้ แบตเตอรี่จะดึงอิเล็กตรอน ออกมาจากโลหะ และอิเล็กตรอนในส่วนท้ายนี้ ก็จะขาดไป ส่วนที่ขาดคือประจุบวก สิ่งนี้จะดึงอิเล็กตรอนที่อยู่ใน ลวดโลหะเข้ามา ดังนั้น อิเล็กตรอนในลวดโลหะ จะถูกต้านโดยขั้วลบ และดึงขั้วบวก อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปอย่างต่อเนื่อง ในทิศทางที่แตกต่างกัน เกิดการชนกันเองและชนกับอะตอม แต่เมื่อเชื่อมต่อแบตเตอรี่แล้ว มันจะเคลื่อนที่ไปอีกเล็กน้อยในทิศทางนี้ จากขั้วลบไปยังขั้วบวก โลหะจึงเป็นตัวนำไฟฟ้า