Положительные ионы в кристаллической решетке металла находятся на совершенно определенных расстояниях и не могут разлететься. Как же это связать с принципом максимума? Ведь выше утверждалось, что никакая система неподвижных зарядов не может находиться в равновесии под действием только кулоновских сил, а атомы в металлах имеют положительный заряд, и никаких сил, кроме кулоновских, там нет? При формулировании принципа максимума электрик в киеве подчеркивает, что он справедлив только для неизменных во времени полей и неподвижных зарядов. Положительно заряженный атом-ион в кристаллической решетке состоит из движущихся зарядов. Сложное взаимодействие движущихся зарядов с учетом квантово-механических закономерностей обусловливает взаимодействие ионов в кристаллической решетке по закону,, и наличие участка, где между ионами одного знака действуют силы притяжения, не противоречит принципу максимума.
Размеры атома порядка 10-13 см, расстояния между атомами в сто тысяч раз больше – около 10-8 см. Электроны заполняют эти промежутки свободно, как газ, и их поведение описывается приближенно обычным кулоновским взаимодействием.
Те самые кулоновские силы, которые не дают возникнуть в обычных условиях внутри металла неоднородности в распределении электронов между атомами, заставляют свободные электроны окружить примыкающие к поверхности ионы с положительным зарядом и с наружной стороны. Поэтому на поверхности металла находится слой отрицательно заряженных электронов, компенсирующих положительный заряд атомов-ионов, примыкающих к поверхности. Условно поверхность металла можно изобразить как слой электронов, а под ним слой положительно заряженных ионов.
Для того чтобы выйти за поверхность металла, кинетическая энергия электрона должна быть больше, нежели потенциальная энергия этого же электрона в поле поверхностного плоского конденсатора (поверхностного двойного электрического слоя)