Відмінності електронів в атомах
Прагнення кожного електрона відрізнятиметься від усіх інших змушує ці частинки поводитися дуже цікавим чином. Поведінка електрона можна порівняти з поведінкою модниць, які витрачають багато часу і сил на пошуки єдиних у своєму роді туалетів. Якщо, наприклад, дві такі модниці випадково виявляться десь в однакових капелюшках, то вони нізащо не підуть вулицею поряд. Одна з них або постарається піти вперед, прискоривши крок, або згорне з дороги і піде протилежною стороною або навіть іншою вулицею. Так само справа з електронами. Вони перебудовують свої «орбіти» та траєкторії так, щоб відрізнятись один від одного.
Усі електрони в атомах відрізняються один від одного. Ця відмінність призводить до появи замкнутих оболонок із восьми (і деякого іншого числа) електронів; воно пояснює здатність електронів утворювати міцні зв'язки України з атомами одних елементів і мати їх із атомами інших елементів. Ну, а у випадку металу, де електрони відокремлені від атомів, як вони можуть відрізнятися один від одного?
Оскільки в металі всі електрони мають можливість вільно переміщатися, то кожен із них рано чи пізно може зіткнутися з іншим. Отже, вони відрізняються друг від друга перебуванням у різних точках простору. Відмінність між електронами має виявлятися у швидкості та напрямі їх руху. Розглянемо спочатку, чим відрізняються один від одного електрони в уявному одновимірному «шматку» металу. Уявімо тонку трубку довжиною близько 7 см, в яку по одному вводяться електрони. Припустимо, що поперечний переріз трубки настільки мало, що рух електронів у ній можливий лише вздовж її поздовжньої осі. Для такого гіпотетичного випадку відомо, у чому має полягати відмінність міжелектронами; ніякі два електрони в трубці не можуть мати швидкості, що відрізняються один від одного менше ніж на 1 см/сек.
Якщо будь-який електрон рухається зі швидкістю 10 см/сек, найближча за величиною швидкість будь-якого іншого електрона, що рухається в тому ж напрямку, може бути рівною 9 або 11 см/сек. Якщо ми захочемо ввести в цю маленьку трубку, скажімо, 1000 електронів так, як це відбувалося б за законами природи, тобто з найменшою можливою витратою зусиль та енергії, ми повинні повідомляти електронам мінімально можливі швидкості. В результаті ми мали б 500 електронів, що рухаються вліво з негативними значеннями повідомлених швидкостей, та 500 електронів, що рухаються вправо з позитивними значеннями швидкостей.