Mechanismen der Elektrizitätsleitung

Zusammenfassung

Ein Metall besteht aus positiv geladenen Metallionen (metal ions), die, außer bei Quecksilber und Metallschmelzen, im Raum fixiert sind und zwischen denen sich frei bewegliche Elektronen befinden (Elektronengas, electron gas, Leitungselektronen, conduction electrons). Die freie Beweglichkeit resultiert aus der Tatsache, dass die elektrische Anziehungskraft, die ein Elektron durch die positiv geladenen Ionen im Metallinneren erfährt, gleichmäßig nach allen Richtungen wirkt und sich damit aufhebt. Lediglich am Rand wird diese Symmetrie gestört und es ist Arbeit zu verrichten (s. Austrittspotential, S.516), um ein Elektron aus dem Metallinneren ins Vakuum zu transportieren. Bei n-wertigen Metallatomen hat jedes Atom im Metall i.Allg. n Elektronen abgegeben, so dass die Metallionen n-fach positiv geladen sind. Die Konzentration c_e der Leitungselektronen liegt bei einigen 10²⁹ m⁻³.

Werner Heisenberg: Wir werden vor jeder wesentlichen neuen Erkenntnis immer wieder in die Situation des Kolumbus kommen müssen, der den Mut besaß, alles bis dahin bekannte Land zu verlassen in der fast wahnsinnigen Hoffnung, jenseits der Meere doch wieder Land zu finden.