Electron Drift in Metallic Conduction

Electron drift in metallic conduction explains how free electrons move through a conductor. A classical model can describe this motion closely, even though quantum mechanics gives the best overall picture. This model is called the theory of metallic conduction.

In this theory, Newton's second law...

当在导体两端施加电场时，自由电子会朝与电场方向相反的方向漂移，同时与晶体中的离子发生碰撞。

如果所施加的电场为零，由于碰撞会随机改变粒子的运动方向，粒子的随机运动平均而言将导致净漂移为零。连续两次碰撞之间的平均时间称为平均自由时间。

电子的加速度由电场力除以质量给出。在任意时刻，其速度可由初速度、加速度和时间表示。

对碰撞前后两侧取平均可得到平均速度。然而，由于碰撞引起的平均漂移为零，因此漂移速度等于加速度与平均自由时间的乘积。

根据电流密度与漂移速度之间的关系，电流密度与电场相关，这就是欧姆定律。

因此，电导率由单位体积内的自由电子数、电子的电荷与质量以及平均自由时间决定。