电子如何形成电流_不是流动而是振动

       电子导电模式中的自由电子理论是自1900年就提出来的理论。至今还为许多人所接受，或者都以为就是这么回事。我们从上面电解质导电过程的分析就可以看出，在电子电路中如果有一段是电解质溶液，如果电能是靠电子自由定向流动传导的，那自由电子的流动实际上在电解质这一段是中断的了的。但是电能照样得以传递了过去。同样，自由电子理论不能说明为什么金属键的结合为那么强而电子反而自由度最大。更不能说明有些晶体是导体，而有些晶体则是绝缘体。而有些又是半导体。

较新的导电理论是能带论。这个理论认为电子在晶体中的运动并不是完全自由的，而是在晶体的晶格点子上的离子和所有其他电子所形成的位场中运动着。因为晶体中离子和电子的数量很多，电子的位能是其位置的函数，并只能以近似的方法加以描述。最终求出的电子能稳定在自己位置上的区域叫能带。在另一些能量区域，电子不能进入，称为禁带。外加电场可以改变晶体中能带和禁带的存在状态，也可以说在外电场作用下，电子会在能带中发生跃迁，有一些电子跑到较高级别的能带而形成电流。

如果晶体中一个能带已经被电子填满，而相邻的能量高一些的能带又与之不相重叠，中间就隔着一个禁带。这种晶体一般是不导电的。但这不是绝对的，因而可以有一些晶体表现为半导体，有一些在通常条件下不导电的晶体，如果有另外的改变能带和禁带的条件现现（比如光照、高温和极低温等）也会出现导电甚至超导电状态。

但是，这个理论仍然认为在电子导体中是存在电子流动的。只不过它们只能在一定的交通道路上流动，并不是完全的自由流动。这在有两类导体串联的电路中，显然就说不通了。因为在电解质溶液中，没有电子的高速公路。电子在这里不是流过而是进行了交换，从电极的一端消失，再从电极的另一端出现。我们想一下，当我们在电铸铜时，电解质中的铜离子不断地从阴极取得电子，放进自己的晶格中，成为金属晶体组织进了产品中，完成以后，被我们从阴极上取走了。这些电子回不到正极中去。而阳极上有另外的离子或原子（可溶性阳极）交出自己的电子，以保持整个电路中电子数的平衡（如果存在这种平衡的话）。电子的流动在电解质溶液面前中断了。当然有人会说，这正是两类导体的不同之处啊。在金属导体中，靠电子导电，在电解质溶液中，靠离子导电。但是，仔细一想，就发现当这两种导体串联起来时，电子是如何导电的？

这需要更新的导电理论来说明导电过程。我们可以设想导电过程是电子能量的传递过程，电子并没有离开自己的原子或晶体，它们只是在有限的空间内的不同能级的能带上跳跃，当从低能带跃上高能带，要消耗能量；而从高能带回到低能带则放出能量。而如果有外加能量施加时，它们就以这种不停地振动来传递能量。也就是得到外能的电子跑到高能带向低能带跳回，形同上下振动。正是电子不停地振动着将能量在导体中传递，不用它们真的环绕地球旅行（请想像一下，连接全球的电话线中真的是电子在飞奔吗？）。这些能量的最小单位就是电子单位，相当于一个电子的质量。这样，我们建立在电子交换基础上的所有氧化还原反应实质上是电子能量较换的反应。这对无论是动电还是静电，对现在所有已经建立在电子量级的描述都没有冲突，只是可以明确一点，那就是电子是呆在家中的，并没有到处乱跑。