電阻是如何產生的？
可以從原子結構的層面分析一下嗎？
金屬電阻、碳素電阻、電池內阻、線圈電阻、液體電阻、氣體電阻等又有什麼本質不同？
從原子結構層面分析一下電阻，順便說一下純金屬、合金、多相金屬、固液兩相系、非金屬的固體和氣體的電阻是如何產生。
（2020.1.24，先寫金屬與合金，剩下幾個明天接著寫）
(2020.2.11修改，修改內容包括：評論區提到的勘誤「遷移率」；對於合金電阻與各組分佔比的關係；金屬多相混合物的電阻）
太長不看版：
純金屬：電阻由自由電子與振動的金屬離子碰撞產生；
合金（特指雜質與原金屬在原子級別均勻混合分佈）：電阻產生除了純金屬電阻產生的原因外，還有雜質離子（或晶體缺陷等等等等）對自由電子的散射；
純金屬
首先需要從Drude模型引出電導率 ，進而給出電阻率
。
定義電流密度 是通過某面積為
的截面單位面積的電流大小（這裡正負方向要相互抵消）
流過的凈電荷 與電荷的定向運動速率有關。假設正交通過截面的方向為
方向，如圖1。
我們需要使用的是電子在 方向上的分速度。鑒於每一個電子有著不同的分速度，所以有必要把它們平均一下，得到的平均值就是所謂「牽引速度」
於是 。進一步的電流密度
。
事實上，我們所說的電阻、電阻率等等是鏈接電流（或電流密度）與電壓（或外加電場）的一個量，因此有必要考慮電流密度表達式中某個與電壓有關的量（正是遷移速度 ）。
在沒有外加電場的時候，電子（這裡說的是價電子，也即自由電子）只有熱運動，在任一時刻的統計平均
也就是不加電場（電壓）的情況下不會出現電流（廢話）。但是當加了電壓以後情況會發生變化。自由電子又被稱為「電子氣」，因為它們在金屬中來回遊盪，遊盪的過程中難免與不停在自己的坑裡振動的金屬陽離子碰撞。一般認為兩次碰撞之間的時間間隔是相等的，即所謂的平均自由時間 。考慮到電場的加速，某個電子的運動速度為：
其中 是這個電子上一次碰撞完的熱運動速度（的
分量），第二項是在下一次碰撞前的自由過程中受到的加速。很顯然第一項的平均為0，即牽引速度為
其中 叫遷移率。代入電流密度公式有
這樣就完成了電流與電場的對接。上面式子大名叫歐姆定律，小名可以隨便起。
電場強度前面那個係數就有了名字，叫電導率 ，這玩意的倒數就是著名的電阻率。
在電場和純金屬材料給定時，電導率中唯一能改變的量只有平均自由時間 了。 我們知道燈絲（初中物理）溫度會影響其電阻，因此我們可以馬後炮的猜測溫度
應當影響
。
圖2展示了自由電子運動過程中與金屬離子的碰撞：
只要電子從以金屬離子的坑位球心、振幅 為半徑的球形區域內通過就會發生碰撞。假設金屬離子的濃度為
（這玩意可以用金屬密度算出來），那麼自由電子在時間間隔
內恰好只遇見了一個離子，也就是說體積
內恰好有一個離子，所以
這樣 ，由此說明平均自由時間與熱運動速度有關——必然與溫度有關！
但是別忘了，振幅 衡量的是金屬離子的熱運動，也應當與溫度有關。我們希望比較一下
和
究竟是哪個量主導了平均自由時間與溫度的關係。
電子是費米子，在諸電子近似獨立且處於熱平衡狀態的條件下，金屬中的自由電子氣遵守費米-狄拉克統計，為了使以下內容更加友好且不至於跑題，直接給出
而對於金屬離子的振動的振幅受到能均分定理的約束，也就是說平均振動能量（一個自由度上）
相比之下， 對於溫度的敏感程度遠超
，所以我們可以將後者視為常數。所以有
整理一下得到純金屬電阻率
係數與溫度無關。
以上是純金屬的電阻率，它由自由電子與振動著的金屬離子的碰撞引起在一定範圍內與溫度成正比。
合金
這裡要求雜質必須在原子級別與原來純金屬充分混合。
如圖3，這時候電子受到的影響除了剛才提到的與振動著的金屬離子碰撞，還有就是雜質離子的作用。
雜質離子對電子的作用被稱為散射。熟悉量子力學的朋友們應該知道散射實際上是由勢引起的，在這裡就是由靜電作用電勢引起的。從圖3可以清楚地看到，如果沒有雜質離子，電子只可能與一種東西作用：原有的金屬離子。但是在合金中又多出另一種作用。這並不要求雜質離子必須比原有的金屬離子大，因為發生相互作用的是雜質離子產生的電勢而不是離子本身。
重新審視一下 :平均自由時間，即對所有電子而言，平均
時間內會發生相互作用一次，因此
是某一時刻電子與金屬晶體晶格發生碰撞的概率。
在合金中，用 表達先前所述電子與振動著的原有金屬離子相互作用的平均自由時間，而用
表示電子被雜質離子散射的平均自由時間，使用上述概率的觀點，假設電子發生兩種相互作用是獨立的，那麼總的電子發生相互作用的概率為
鑒於 ，有
所以
對應的電阻就有兩部分組成：第一部分與純金屬無差異，為 ；但是第二項由雜質電勢引起的電阻與溫度並無關係，為常數，所以對於合金
不幸的是，這個簡單的規律只在室溫下比較好用，同時對於鐵、鎳這樣的磁性金屬也不成立。
磁性金屬由於內部分子磁籌取向有序，表現出磁場，對電子運動也會有影響，因此上面的分析是不全面的。
同時 暴露出一個問題：在溫度接近
時，合金電阻趨於一個常數，而不是出現所謂超導現象。這是因為在低溫（對於銅而言，大概在
左右）金屬離子的振動對溫度依賴性顯著增加，此時計算出的
。這時的合金電阻率與溫度關係如圖4。
上面已經說明瞭雜質等散射對電阻的影響，還有一個沒有解決的問題就是雜質的量（佔比）對合金電阻的影響。
以銅鎳合金為例，我們控制鎳或銅的佔比為 或
(
是鎳的原子佔比），實際上我們得到的是純金屬，也就是說
再結合上文提到的雜質原子（離子）可以引入新的電阻產生方式，所以我們斷定在 時，合金的電阻應該更大些，在數學上（為了簡單起見我採用了這種粗暴的解釋）根據羅爾定理，應當存在一個極大值點使得電阻達到最大。
實際上這就是合金的諾德海姆定律。由在原子尺度上均勻摻雜產生的電阻率
這是一個開口向下的拋物線，電阻率最大的位置來自兩種金屬對半分（這時候我更傾向於不說明誰是雜質，因為兩者佔比相同似乎說誰是雜質都不合適）。
係數 首先應當與溫度有關，在室溫下成線性關係（前面說的
)；其次與金屬有關，比如往銀塊里加鋅和往銅塊里加金得到的合金必然有不同的
，甚至，由於銅與金電阻不同，往銅塊里加金和往金塊里加銅對應的係數也不一樣。
此外，在考慮摻雜引發的電阻時，我們只考慮了雜質離子電勢的散射作用，並沒有考慮雜質進來的時候本身會不會導致電子的增多，如果會的話顯然需要加以考慮。
銅鎳合金十分和諧，因為這倆原子都只能貢獻出一個電子用來導電，但是銅鋅合金就複雜一點，因為鋅可以貢獻出兩個自由電子，如果還簡單用 的話會導致計算結果偏大，因為鋅引入的自由電子沒有被算在內，而他們也是可以導電的。為瞭解決這個問題，我們簡單粗暴的定義一個等效係數
來解決就可以了，等效係數裏會將電子數的變化考慮在內。
因此無論如何，摻雜引起的電阻都服從一個很對稱的拋物線形狀。再考慮純金屬電阻，那麼總電阻就是
其中第一項前面已經提到，是由自由電子與振動著的金屬離子碰撞導致的，第三項是摻雜電阻 ，第二項是除了第三項以外的其他與溫度成一次關係的項，包括晶體缺陷等因素引起的電阻。
實際上這個式子有一個毛病，仍以銅鎳合金為例，它給出的純金屬電阻是一樣的：令 我們會得到相同的數值（這顯然不靠譜，因為銅和鎳的電阻率是不同的），所以我們一般採用的操作是隻在
的範圍內使用這個式子：
這兩半曲線在 的地方都達到峯值，且峯值相同，自然就拼接出了完整的曲線。
在此繪製銅鎳合金電阻率-摻雜關係曲線以作為上述內容的總結。
銅在0攝氏度下的電阻率是 ，由於晶體缺陷等原因導致的電阻與溫度近似為前面所述的線性關係，其精確結果是
，20攝氏度下電阻率
；對於鎳，注意！！！！！鎳是磁性金屬，電阻與溫度關係絕不是近似線性關係！！其精確關係是
，20攝氏度時
。
20攝氏度下，銅裏摻鎳的 是
，鎳裏摻銅的
是
。由此畫出的曲線長下面這樣
推薦你去學習一下復旦大學車靜光老師固體物理課程。
該課程的切入點就是要解釋導體中的輸運現象，比如金屬的電導和熱傳導。
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謝邀。這個提問當然由我來答。等效的，同時回答超導是怎樣產生的。本來就是完全對立互補的問法。
歷史上怎麼會發生電阻的解釋明明白白，超導的解釋懸而未決的事情呢？承認吧，電阻的解釋也有誤會。
一說到電阻現象，很容易設定圖畫，載流中的電子隨機撞擊導體物質的原子（實），把能量轉移到整個導體內部所有基本粒子的無規則運動中。載流子的無規則運動範圍能夠是整個導體。每個原子（實）的運動範圍是各自平衡中心附近。因為電源賦予載流子的能量被轉移給導體的熱能，所以電阻的原因解釋通了。解釋通了？
在1927年，上面的通俗解釋還是與當時不完善的電子氣模型有點小矛盾。金屬電子氣模型沒有聲子概念。一方面，處理問題時假設晶格內的原子穩定不動。另一方面，說到電阻時又直接想像原子在平衡中心附近無序運動。
1932年，提出聲子概念把晶格振動量子化。這樣，晶格怎樣振動變得更具體了。用通俗解釋也能夠流暢解釋電阻了。原本對立互補的問題，超導是如何產生的還有困難。還有困難？
超導可是1911年初次發現的。實驗獲得超導能隙還是比聲子最小單位大。當時還不能說：熱作用未能使電子能量超過聲子最小單位促成了超導。這個基本的知識點，很少的教材明確的指出過。直至答主提過問，自己人也沒有正面對答的。答主從外國人那裡明確了這個基本知識。知乎用戶：為什麼不在1932年直接用聲子最小單位解釋超導，而在1957年出現BCS理論？ 提問所指的1932年解釋不能工作。在於聲子最小能級能夠更小，再小。
1957年，提出BCS理論才用庫珀對解釋超導。是呀，庫珀對把能隙解釋通了。怎麼又神奇地變載流子是庫珀對了呢，因為氦超流嗎？
太牽強附會了。庫珀對從一開始就沒跳出滿帶電子身份。滿帶電子不能載流，各位大神們。
滿帶電子不載流，那些沒成對的自由電子載流呀。
這部分自由電子與晶格碰撞有能量交換，怎麼還會是超導載流子呢？這就是問題所在，電阻被誤解了好不好。
載流電子和聲子互換能量，換來換去是動態平衡的。沒有單向轉移。載流電子保持原有的全局運動成分，纔是符合物理學平移對稱性的。在至今被誤解的電阻原因下，根本沒有尊重平移對稱性。以至於製造了超導困難。
要這麼說任何導體又都沒電阻了，都是超導了，怎麼整？天地良心，答主從來沒這麼講過。答主說：一直以來，公認了兩種電阻原因呀，您仔細回憶呀。
一種如上述誤會那樣解釋，答主說不成立。
另一種等同於半導體的電阻解釋。載流子有過向價帶（滿帶）的躍遷，才會有電阻。
知道磁通量量子化實驗的小童鞋呀。你別急。
F. Loder
A. P. Kampf
T. Kopp
Tzu-Chieh Wei
Paul M. Goldbart
五人的研究包含超導體的hc/e磁通量週期，不僅僅是1961年確定的hc/(2e)磁通量週期。磁通量量子化原本用來證明超導載流子是成雙成對的電子。現在改變了結論，恰恰證明超導載流子是各自獨立自由電子。
自由電子派能夠精確地說，對每一個載流子而言，從零開始的第一個磁通量週期是hc/(2e)，其他的週期均是hc/e。理由太明顯了，背誦費米子，背誦狄拉克統計。電子繞環路行動一圈相位改變PI的奇數倍。
「書上說偶數倍」？原始的出處你找來！
超導載流子自由電子派有祖國元勛程院士護體，不允許任何不正確。
此回答僅代表個人觀點，所以請謹慎採納。
如果電子是粒子，我們如何分析和理解電阻，電流等概念。
1:電流的定義。（搜狗百科：導體中的自由電荷在電場力的作用下做有規則的定向運動就形成了 電流）。我們新定義：電子想要在導線中流動，那麼導線中必須存在電子可以流動的軌跡，或者路徑。如果一條導線中存在一條連續的電子環鏈，那麼電子在電子環鏈中藉助原子核的束縛力，可以依次的從電子環鏈的一端運動到另外一端。電子在電子環鏈中，藉助原子核的束縛力，依次從電子環鏈的一端運動到另外一端的現象，稱之為電子的流動，或者電流。
2:電子的速度和體積不是固定的。因此對於同一種原子核組成的電子環鏈來說，不同的電子，在電子環鏈中的運動軌跡是不同的；或者對於同一種電子，在不同種類原子核的電子環鏈中，其運動軌跡也是不同的。
3:當電子在一條電子環鏈中流動的時候，如果由於原子核束縛力，或者原子核之間距離等各種原因而導致的電子不能順利從一端運動到另外一端的情況，我們稱之為存在電阻。
4:原子核與原子核之間的電子環存在多種情況，有交叉立體電子環，有順序連接的電子環等各種情況。如果一種物質內，沒有一條完整的電子環鏈存在，那麼我們可以認為這種物質為絕緣體。如果一直物質內在各個方向都可以找到連續的電子環鏈，我們稱之為電的良導體。依次類推。
5:不同的物質所組成的電子環鏈中所能通過的電子的種類也不同，因此，在雷達探測中，使用的探測電子的種類越多，那麼，雷達所能探測到的隱身種類越多。注意：不同物質所散射出的電子的範圍也不同。
因此，不管你說的是哪一種電阻，其本質都是電子環鏈的區別而已。
電阻是如何產生的？就那麼難以理解嗎？我們極端的設想一下：假設一根導線無限細化，直到只有一個原子粗細！這時候你看電子是如何通過的：
1：比如高度絕緣體，沒有自由電子，那麼電阻就很高，反之呢？
2：自由電子的多寡，別人一個原子外面有兩個自由電子，你一個原子只有1個自由電子，電阻肯定不同；
3：電子總是一個一個原子的遷移，總不可能跳躍式遷移吧？那就看原子與原子之間的距離，距離越近，電子遷移越容易，電阻就小，反之呢？（想想為啥超導需要低溫？因為低溫原子排列更加緻密）
4：不同原子核對自由電子的束縛是有區別的，所以自由電子從一個原子遷移到另外一個原子也是有區別的；
就這四個原因，決定了電阻的大小！明白啦！
聲電散射（作用）和內部缺陷/雜質散射
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【作死物理大電影】電阻與電子在導體中移動的速度 Ep. 4 @FPS羅茲 靈魂字幕 ver 1.1_嗶哩嗶哩 (゜-゜)つロ 乾杯~-bilibili?b23.tv
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