為何金屬的電阻率都不同，求微觀解析？

01-05

是否是原子內部的排列問題

一般來說，電阻率決定於金屬中的電子有效質量、散射幾率、電子濃度三個方面。下面逐條解釋一下

1，有效質量m。原子的周期排布會調製電子的波函數，調製後的電子形成能帶，可以簡單理解為修正電子的質量。這使電子的有效質量不再等於真空中的質量。原子核的散射？沒有這東西。周期排布的原子核對電子的影響就是調製波函數。

2，雜質和缺陷。任何破壞周期性排布的東西，比如雜質原子，再比如周期排布的缺陷（空位），都會阻礙電子的運動。簡單地說，這些雜質和缺陷會散射電子，改變電子的運動方向，不改變電子的速度。這樣的話，電子們就不是完全乖乖沿著外場方向運動，也就有了電阻。雜質和缺陷引起的電阻與溫度關係不大。

3，聲子。如果金屬里一個雜質都沒有，就沒有電阻了嗎？也不是。在任何有限溫度下，晶格（也就是周期排布的原子核）都會在平衡位置左右震動。這種震動也散射電子，並且既改變電子的運動方向，也改變電子的運動速度。這種散射也帶來電阻。由於晶格的震動強度與溫度相關（因為這就是熱漲落），所以這種散射也強烈地依賴溫度。在低溫下，晶格震動帶來的電阻會變得很小。

4，散射幾率。2，3合起來貢獻一個散射幾率，我們一般用弛豫時間t來刻畫。它的含義是，一個電子大約運動t的時間就會被散射一次。散射越強t越小。

5，電阻率。現在可以計算電阻率了。假設外加電場為E，電子電荷為q，考慮到電子t時間就被散射一次（假設散射一次速度歸零）。那麼電子的平均速度為 qEt/m。再假設電子濃度為n，那麼電流密度就是 nq^2Et/m，得到電導率 n q^2 t/m，它的倒數就是電阻率。

電阻就是電子運行收到阻礙，不同的原子核對電子吸引肯定不一樣，這個電子收到牽扯力肯定不一樣，哪怕同樣一個物質，晶型結構不同，因而原子核和電子空間位置不同，電阻也會不一樣，比如金紅石，鋭鈦礦，板鈦礦三中都是二氧化鈦，性質完全不一樣。

樹袋熊說的很細也很專業。。不過鑒於題主提出的問題，我再說的簡單點吧。。電流在金屬裡面運動的時候會受到阻礙，這些阻礙就是在原地不動的原子核和內層的電子。眾所周知，金屬的最外層電子容易跑出去成為自由電子，從而在金屬裡面起到一個電流的作用。這些自由電子在加上電壓後會朝著一個方向運動，在運動的途中，可能會碰撞到固定不動的原子核及內層電子，導致電流減小。所以就有了電阻和電阻率。

至於內部排列，你的電子不管怎麼運動，都會碰到原子核。導致電子減速電流減小。這個關係並不大。。

你可以這麼理解。

如有不對，歡迎大家在評論區指出。

是

原子如果完全周期排布，就沒有電阻