Почему электроны повторяют форму проводника?

Я застрял, думая об этой ситуации. Я представляю, что есть два противоположно заряженных объекта на небольшом расстоянии р , поставить внутрь изолятор (можно сказать воздух?). Они генерируют чистое электрическое поле, но, поскольку они разнесены, электроны не текут. Затем я соединяю их причудливым проводником, и электроны начинают течь, пока не будет достигнут баланс.
Я думаю:

  • Как и почему поток электронов будет повторять форму провода?

  • Это из-за чистого электрического поля?

  • Можем ли мы сказать, что они предпочитают странный путь через проводник более прямому и короткому пути через изолятор?

Я попытался нарисовать картину описываемой ситуации. Поскольку для моего понимания легче изобразить поток электронов, я нарисовал обратное электрическое поле , чтобы заряд перемещался от низкого к высокому потенциалу (надеюсь, я смогу это сделать!).

введите описание изображения здесь

Надеюсь, это не покажется слишком неудобным вопросом. Если есть какие-либо проблемы с этим вопросом, напишите комментарий, и я постараюсь его отредактировать. Если есть какие-либо проблемы, которые вы хотите решить, не стесняйтесь.

Ответы (2)

Совсем не глупый вопрос. У меня было такое же сомнение, и такие детали важны.

Дело в том, что электроны ни в коем случае не пройдут изолятор. Это требует огромной энергии или напряжения (происходит при ударах молнии).

  • Когда электрон достигает края проводника, он останавливается.
  • Затем приходит следующий электрон. Они отталкивают друг друга и будут двигаться везде, где есть место. (Они не могут двигаться вперед, потому что изолятор больше препятствует движению, чем отталкивание. И они не могут двигаться назад, откуда приходит больше электронов. Поэтому они движутся боком по изогнутому проводу.

Это происходит каждый раз, когда он достигает угла или края. Это направляет электроны по проводящему пути независимо от формы.

Если вы перережете провод, так что электроны достигнут конца, и им некуда будет деваться, у них не будет другого выбора, кроме как остановиться и дать отпор входящим электронам. Вскоре в этом тупике собирается несколько электронов, и накопленное электрическое поле становится достаточно большим, чтобы противодействовать напряжению, которое заставляет их двигаться. Силы уравновешиваются, и все останавливается. Это открытая цепь.

Ключевым моментом здесь является понимание того, что требуется некоторое количество энергии, чтобы удалить электрон из твердого тела в вакуум. Эта энергия определяется работой выхода . Работа выхода является результатом того факта, что металл содержит, кроме электронов, также положительно заряженные нуклоны, которые удерживают электроны в твердом теле.

Для двух противоположно заряженных объектов, как в вашем примере, сами объекты начали бы двигаться навстречу друг другу (если бы они могли свободно двигаться), но электроны были бы ограничены объектами из-за работы выхода. При достаточно большой разности потенциалов работа выхода может быть преодолена, если электроны действительно могут проходить через воздух; порог называется напряжением пробоя. Так работает молния.

Почему электроны повторяют форму проводника?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v