導体がもつ自由電子の数と電子の数の和は、陽子の数と等しくなりますか？ それとも電子の数と陽子の数が等

導体がもつ自由電子の数と電子の数の和は、陽子の数と等しくなりますか？

それとも電子の数と陽子の数が等しくて、それに追加で自由電子があるのですか？

No.5 回答者： ssawatake 回答日時： 2023/06/09 12:22

自由電子も原子核に捉えらている電子。

が、余り束縛されず、電磁場に応じて動ける電子を自由電子と言うだけです。

その自由電子が電磁場に従ってセーノで一斉に秒速0.07mm程度で動いてる状態を、電流として観測しています。

この回答へのお礼

電流ってそんなに遅いんですね、、、

お礼日時：2023/06/09 18:21

No.4 回答者： stomachman 回答日時： 2023/06/09 10:40

どっちも間違いです。

　導体であるかどうかには関係なく、
物が「帯電していない」とは「電子の数と陽子の数が等しい」ということ。
物が「帯電している」とは「電子の数と陽子の数が等しくない」ということ。

　導体は「追加で自由電子がある」のではない。電子の数のうちに、自由電子の数も含まれてます。
　「電子とは異なる、自由電子ってものがある」とか思ってるなら間違い。「自由電子」とは「電子のうち、原子に束縛されてないやつ」ってことです。（無国籍者も人間には違いない、というのと同じことですよ。）
　自由電子があれば、電流を流せる。そして、電流を流せるものを導体と呼ぶ。

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2023/06/09 09:40

すべてのものが常に「整定状態」「安定状態」にあるわけではないので「等しい」とまでは言い切れませんが、自然界の法則として

「すべての電子の数（原子・分子内にある電子、自由電子としてふらふらと外を出歩く電子の総数）と原子核の陽電子数とはほぼ等しい」ということになります。
そうしないと、宇宙全体の「対称性」が崩れてしまいますから。
もし「後者」だったら、宇宙全体は「電子リッチ、負電荷リッチ」の状態ということになりますが、現実はそうではありません。

もちろん、空間は「電磁波」や「磁気」などに満ち溢れていますから、導体内部のミクロの世界では「負電荷（自由電子）」や「正孔（電子の抜けた穴）」などが局在している状態になって絶えず変化しています。
導体それ自体が一種の「アンテナ」になって空間の電磁波に反応したり、光（光電効果）に反応したりしているわけです。
ただし、ある程度の「マクロ」な範囲で考えれば「正電荷と負電荷の総数はほぼ同数」の中性になっています。

この回答へのお礼

高校の物理は近似的な考え方が多いので、厳密なことまで教えていただき有難いです！

お礼日時：2023/06/09 10:23

No.2 回答者： ミラ-_- 回答日時： 2023/06/09 09:14

導体の自由電子の数と電子の数の和は、陽子の数と等しくなります。

導体の原子は、原子核に陽子と中性子が存在し、原子核の周りに電子が存在します。電子の数は陽子の数と等しく、原子が電気的に中性な状態を保つためです。

自由電子とは、原子核から離れて自由に動ける電子のことです。自由電子は、電場や磁場の影響を受けて移動することができます。導体には、多くの自由電子が存在するため、電気が流れやすくなります。

この回答へのお礼

自由電子についても詳しく教えていただき、理解が深まりました！ありがとうございます！

お礼日時：2023/06/09 10:25

No.1 回答者： tknakamuri 回答日時： 2023/06/09 07:25

前者

この回答へのお礼

ありがとうございます！

お礼日時：2023/06/09 10:24