导体

那么指挥家是什么呢?导体是一种能使电荷自由流过的材料。我说的电荷指的是电子。大部分导体都是金属。那么，金属到底发生了什么使得电荷可以自由流过呢?大多数金属是这样的。这里有原子核。每个原子核都有一堆电子。

现在，对于金属导体，我们有一些电子被束缚在非常靠近原子核的地方。所以这个蓝色的，我们知道哪个电子属于哪个原子核。但是我们有一个叫做传导带的东西，电子可以从一个原子核移动到下一个原子核，再移动到下一个原子核，这是可以的。所以就是这个导电带让金属导电。好的。我们如何描述这个电流流。我们如何描述某种金属的导体有多好?

好的，我们有一个方程告诉我们j, j测量电荷流，等于乘以e，叫做电导率它表征了我们正在讨论的金属e是我们施加的电场。我们需要施加一个电场因为电荷没有理由移动除非有电场推动它们。这个告诉我们金属内部电荷对外加电场的响应。对于大多数优质金属，我们有sigma，电导率的数量级是10的81亿国际单位。现在我不打算讨论这些单位是什么因为我们还需要更多的东西来做这个，但是，你知道，对于好的导体来说，这是一个相当大的数字。

好的。电场使电荷流动。所以如果我对导体施加电场，电荷就会流动。现在，随着电荷流动，如果电场没有消失，它就会一直流动，流动，流动。所以如果我有一块良导体，我对它施加电场，电荷就会移动，直到没有电场为止。这意味着如果它是一个良导体，那么我可以把它内部的电场设为零。好吧。

让我们来看看这意味着什么。所以里面的电场是0这意味着里面所有的电荷都不会移动到任何地方。他们只是坐在那里。没有电场。那他们为什么要去别的地方呢?这意味着整个导体表面的电势是相同的因为如果有电位差，如果这里的电势比这里的高，那么电子就会移动。但这意味着必须有一个电场。没有电场。这就意味着良导体的表面是等势区域。Equi意思是相等的potential意思是潜在的。 Alright.

所以，当我有一个等势曲面时，电场必须垂直于这个曲面。所以，如果这里有一个导体，有一个电场进来，它必须在负电荷处停止，因为那是电场停止的地方。所以，它是垂直的，所以我要画电场线，使它们垂直地撞击导体表面，这就给了我们这个漂亮的小图。里面没有电场，因为这边有负电荷，这边一定有正电荷，否则导体是带电的。现在，我不希望导体带电，我希望它的净电荷为零。所以发生的是，这些正电荷产生了垂直于表面的电场线所以如果我把导体拿走，电场线就会直接穿过。像这样。

现在，你可能想知道，为什么内部的电场是0。我是这么想的。当我们有正电荷和负电荷时，与正电荷相关的电场会把负电荷推向这边。这样就抵消了外部的电场。所以这两个，这两个电场的贡献抵消了，当我们取整个电场的时候，我们得到了零。这就是它的运作方式。当你对导体施加电场时，正电荷会向电场的下游移动然后它们产生自己的电场与我首先施加在导体上的电场相反。

好的。现在让我们看一个稍微不同的情况。假设我有一个这样的带尖头的导体。同样，它是导体。这意味着电场线的端点垂直于导体。现在在这里，很好，电荷很分散。但在尖锐的地方，看看会发生什么。我得到了这些电场线它们以这种奇怪的方式出现。这就意味着这里有大量的电荷。所以电荷聚集在尖锐的地方。 You may be familiar with that from Vandegraff generators where you touch the top and then people's hair goes way up. That's because people behave kind of like conductors and then when you're taking all that charge in, that charge is going to go congregate at sharp points. Well, where are the sharpest points on the human body? In the hair So that's the way that that works and that's why you got hair that stands all out when you touch a vandegraff generator.

这是导体。