实际上的导体内部存在晶格散射,所以电荷不可能被无限加速,而是加速-散射-加速的过程。每次散射损失能量(电声相互作用),形成热流(声子流),其最低阶近似即为所谓的欧姆定律。
电荷的定向移动速度是统计学意义的,是指诸多电荷在导体内的平均速度。所以你发现电流总是和单个电子在电磁场中的规律不一样。根据中心极限法则,电荷速度大致满足正态分布(Maxwell速度分布)。
恒定电场是外电场和运动电荷电场的叠加,如果是长均匀直导线,电场的方向有电荷运动方向和垂直于导线向外方向。其中运动方向的电场是由非静电力做功导致电源两边存在负电荷数量区别导致,电荷定向运动是这个数量区别的结果。沿着垂直导线向外的电场强度是导线中的电荷相互排斥导致的。
但这种理论总是肤浅和近似的,它能给出大致的结果和解释。实际上物理越往后,我们越来越不关心所谓的电场和电荷的运动方程这些唯象理论,而是关心它产生的机制。我们用量子电动力学来精确刻画电磁场的行为。
根据相对论电动力学,运动的电荷会产生磁场并辐射。因此电荷在电磁场的运动可能比你想的更复杂:在量子电动力学(QED)中,电荷的运动用费曼图或者路径积分描述,电荷的运动是光子场的激发和不同地点粒子的湮灭过程,这种理论才能给出小数点后数十位的精确程度。
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