自由電子模型

想像一根銅線。自由電子模型說：別去操心原子的種種細節——不如把它想成一個寬敞的盒子，裡面塞滿了帶正電、固定不動的原子核心，還有一大群電子在它們之間自由遊蕩，就像一窩蜜蜂在蜂巢裡飛來飛去。這些電子不屬於任何單一原子，而是在整塊金屬裡到處跑。

說得準確些，在金屬裡每個原子會貢獻出它最外層的一兩個電子，匯成一個共享的大水塘。這個模型乾脆忽略電子本該感受到的那片高低起伏的電場地形，假裝它們在空蕩蕩的空間裡運動，除了偶爾撞上點東西，平時不受任何力。這個大膽的簡化正是它的精髓：把難啃的部分扔掉，只留下剛好夠算出真實數字的那點物理。

它之所以重要，是因為令人驚訝的是，這幅粗糙的圖像竟然管用。它解釋了金屬為什麼這麼會導電、導熱，為什麼會發亮，也大致說清了金屬能吸收多少熱量。要誠實地補一句：它無法解釋為什麼有些材料是金屬、有些卻是絕緣體——要回答這個，你得用上原子的週期性排列，而這恰恰是本模型故意抹掉的東西。