مواد رسانا و الکترون‌ها

راهنمایی کوتاه: بله، درست متوجه شدی! مواد رسانا معمولاً الکترون‌های آزاد دارند و می‌توانند آن‌ها را از دست بدهند.

گام‌به‌گام:

• ۱) همه مواد از اتم‌ها ساخته شده‌اند. هر اتم یک هسته (با پروتون‌های مثبت) و الکترون‌های منفی دارد که دور آن می‌چرخند.
• ۲) در برخی مواد (مانند فلزات)، الکترون‌های لایه آخر اتم‌ها به راحتی از اتم خود جدا می‌شوند و آزادانه در ماده حرکت می‌کنند. به این‌ها «الکترون‌های آزاد» می‌گوییم.
• ۳) وقتی این الکترون‌های آزاد از ماده خارج شوند یا جابه‌جا شوند، ماده می‌تواند بار مثبت پیدا کند (چون تعداد پروتون‌های مثبت بیشتر از الکترون‌های منفی می‌شود).
• ۴) همین الکترون‌های آزاد هستند که باعث می‌شوند جریان برق به راحتی از ماده عبور کند. به چنین موادی «رسانا» می‌گوییم.
• ۵) در مقابل، مواد نارسانا (مانند پلاستیک یا چوب) الکترون‌های آزاد بسیار کمی دارند و الکترون‌هایشان به شدت به اتم‌های خود وابسته است.

پاسخ نهایی: آفرین! دقیقاً همین‌طور است. مواد رسانا (به ویژه فلزات) الکترون‌های لایه آخرشان پیوند ضعیفی با هسته دارند، بنابراین به راحتی می‌توانند این الکترون‌ها را از دست بدهند و بار مثبت پیدا کنند یا جریان الکتریکی را منتقل کنند.

مثال مشابه: سیم مسی را در نظر بگیر. مس یک فلز و رسانای عالی است. وقتی سیم را به باتری وصل می‌کنی، الکترون‌های آزاد مس به راحتی در طول سیم حرکت می‌کنند و چراغ را روشن می‌کنند.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: می‌توانی درباره تفاوت رسانا، نارسانا و نیمه‌رسانا تحقیق کنی. نیمه‌رساناها (مانند سیلیکون در تراشه‌های کامپیوتر) در شرایط خاصی رسانا می‌شوند.