这个问题分两部分，首先是电阻的本质是啥；其次是在电路中的作用，后一个很多人回答了；我回答前半部分。要知道电阻的本质，需要先说清楚损耗是啥。损耗的物理机理搞明白了，噪声、温度这些概念的本质和关系也就明白了。这个看似简单的问题，要从物理机理上说明白，并不是三言两语能搞定的。我恰好考虑过这个问题，就在这儿讲一讲。要彻底把微观的物理机理想明白，得首先从弹簧振子讲起。弹簧振子：为啥要首先介绍弹簧振子这个看似不相关的东西？实际上，绝大部分物理问题，都可以看作是不同层面上的等效谐振子的问题。费曼说，我们大部分物理和化学过程，都只牵扯到原子最层的电子，所以和我们这个问题相关的原子、可以粗略的等效为谐振子，这个后面再细说。而弹簧振子，是最直观和容易理解的谐振子，所以从它入手分析。理想弹簧振子示意图对于上面的理想弹簧振子模型，学过高中物理的都知道： m\frac{d^2x}{dt^2}=-kx 即质点的质量乘以加速度，等于弹簧的倔强系数k乘以质点的位移x这个方程的解是是x=A\sin\omega_0 t（简单起见，这儿假定是正弦情况吧，实际上考虑初始相位差应该是x=\bar{x}e^{i\omega_{0}t}，对咱们这儿讨论的问题没有影响），其中 \omega_{0}=\sqrt{\frac{k}{m}} 详细解的过程，有兴趣看：WaveView：微波电磁场问题的解（4）-- 振子方程。我们这儿只基于这个方程和它的解往下分析。损耗的机理我们在定义理想弹簧振子时候，假设弹簧的一端是固定的，如果固定端可以在一定范围内移动会是啥样呢？在理想振子的方程m\frac{d^2x}{dt^2}=-kx中，方程两边的x其实含义不同，方程左边的x是质点的位移量，描述质点加速度的；方程右边的x是描述质点偏离平衡位置的量、或者说弹簧的压缩量 \Delta x ；因为弹簧的固定端不动、换句话说平衡位置不变，所以理想弹簧振子的情况下 x=\Delta x ；我们也已经知道理想振子的响应是正弦形式的解： x=\Delta x=Asin\omega t 在理想振子假设下，质点的不同状态、固定端受力是不一样的，如下图所示：理想振子固定端受力示意图如果固定端可以移动，它一定随着受力不同而左右移动，这会导致质点的位移量和弹簧的压缩量不再相等。示意图如下：固定端和质点相差示意图如上图是弹簧的“固定端”可以随振子运动的情况。此时，由于平衡位置不同，所以此时弹簧的压缩量和质点的位移量不再相同，设质点的位移依然是x=A\sin\omega t，则 \triangle x 和 x 间会有一相位差 \Delta\varphi ，即\Delta x=B\sin\left( \omega t-\Delta\varphi \right)、质点运动到最大位置时，弹簧的压缩量还要过一会才到最大值（也可能是超前，这儿按落后处理）。把\Delta x 带入振子方程有：m\frac{d^2x}{dt^2}=-k\cdot \Delta x=k\cdot B\sin\left( \omega t-\Delta\varphi \right) 把方程右边的三角函数展开：k\cdot B\sin\omega t\cos\Delta\varphi-k\cdot B\cos\omega t\sin\Delta\varphi =k\cdot A^{'}\sin\omega t-k\cdot B^{'}\cos\omega t =k\cdot A^{'}\sin\omega t-\frac{m\omega_{0}^2}{\omega}k\cdot B^{'}\frac{d\sin\omega t}{dt}=kx-mr\frac{dx}{dt}即有： m\frac{d^2x}{dt^2}=kx-mr\frac{dx}{dt} 这是我们学过的带损耗的弹簧振子方程；其中的mr\frac{dx}{dt}是损耗项。经典力学时说过摩擦力和速度成正比，似乎摩擦是由速度引起似的，也没有详细解释机理。关于为什么和速度成正比的问题，曾困惑我很长时间；现在看来和速度成正比是表象，只是凑巧而已。真正物理层面的微观机理，就是弹簧振子模型中的“固定端”是非理想的；这是损耗的机理。好了，这就是对弹簧振子分析中，得出的损耗的物理意义：即损耗是由于固定端移动引起的。后面把这个对损耗物理意义的理解推广到原子，再移植到材料模型中，就能很清楚的解释材料中各项电参数的意义（介电常数、磁导率、折射率、电导率等）和各项参数的损耗是怎么来的。感兴趣的看这个：WaveView：大道至简
材料电磁特性的物理意义我们继续回答题主的问题原子的谐振子模型：前面说过，对我们理解这个问题来说，可以把原子粗略的等效为如下图的谐振子：先需要说明的是，原子层面的讨论，按能带理论处理无疑是更科学的办法；因为微观粒子的测不准原理、经典力学那套描述具体位置的办法不再适用，需要换成能量、动量这些宏观量来描述。我这儿还把原子核和核外电子组合一起、看作一个位置可测的谐振子，是为了理解问题方便。我们等效的过程，还是按能量来的。对于我们普通物理过程影响到的原子最外层电子（假设只有一个，比如氢原子模型），把它看做一个在平衡位置振动的质点，它的势能与位置的关系可以近似为：V(r)=V(0)+V^{'}(0)r+\frac{V^{''}(0)}{2!}r^2+\frac{V^{'''}(0)}{3!}r^3+... 在稳定点附近，一阶导数 V^{'}(0)=0 、同时势能是相对值、所以常数项 V(0) 取0，再取前两阶得到 V(r) \approx \frac{V^{''}(0)}{2!}r^2 对势能函数求导就是力： F(r)=\frac{dV}{dr}=V^{''}r=kr 是个弹性力。所以把原子等效于一个谐振子是合理的。单个原子等效为谐振子，那么一堆这样的原子放一起如下图所示：有外加电场作用在电子上时，电子振荡、会带动做为“固定端”的原子核运动，从而把部分从外场得到的能量、损耗在原子核上。因为原子的主要质量都在原子核上，这意味着原子在外场作用下得到了额外的激励，运动加剧。同时一个原子上的电子运动，会影响临近原子上的电子；这种影响也同样导致能量在原子间传递，从而是的原子的运动加剧，从而把外场的能量损耗到原子上、变成原子的运动。原子的运动意味着啥？我们看热的定义：热是物体原子/分子运动剧烈程度的度量。这意味着外加电场的能量，被用来转换为原子的热运动了，这就是损耗，也是电阻最根本的机理！后面这部分描述可能不是很好理解，主要是为了逻辑上的连贯性，先把结论说了；后面在继续描述原子在实际材料中的样子，描述完之后再回过来看就更清楚了材料模型：有些同学可能觉得这种模型假定有问题，因为课本中说导体中的电子是“自由电子”，而这个谐振子模型中，电子是被束缚在原子核上的。这样说有一定道理，但是对我们关于损耗机理的描述不影响；针对绝缘体、介质和导体，你可以认为模型中弹簧的倔强系数k不同就是了！并且在导体的情况中，可以认为电子和原子核的配对不是固定的，在作用的瞬时临时搭伙，作用的过程还是可以看作振子。为了更清楚的说明我要表达的结果，我用两种材料等效模型来解释，为啥导体的情况也可以这样理解。第一种模型如下图，原子的位置相对固定、每个原子的外层电子，只能在该原子附近活动，这是介质材料的情况。以上面模型中任意一个原子为例，它等效为振子模型，电子的运动如下：\mu_n(t)=A\sin\omega t设外加电场E=E_0\sin\omega t则电子的运动为\mu_n(t)=B\sin\omega t=\frac{-e\cdot E_0}{m\left( \omega_{o}^2-\omega^2+ir\omega \right)}\sin\omega t具体振子在外力下解，看WaveView：微波电磁场问题的解（4）-- 振子方程；我们这儿直接用结论。则电子运动时、该位移引起的偶极矩：\bar P=-e\cdot \bar\mu(t) =\frac{e^2\cdot E_0}{m\left( \omega_{o}^2-\omega^2+ir\omega \right)}\sin\omega t假设单位体积内有N个原子，则极化为：\bar P=-Ne\cdot \bar\mu(t) =\frac{Ne^2\cdot E_0}{m\left( \omega_{o}^2-\omega^2+ir\omega \right)}\sin\omega t又知极化率和电场成正比，且有：\bar P=\varepsilon_0\chi_e\bar E得到：\chi_e=\frac{Ne^2}{m\varepsilon_0}\cdot \frac{1}{\omega_{o}^2-\omega^2+ir\omega}所以\varepsilon_r=1+\chi_e=1+\frac{Ne^2}{m\varepsilon_0}\cdot \frac{1}{\omega_{o}^2-\omega^2+ir\omega}到这儿我们可以用上面的介质材料模型、得到这个材料的介电常数；上面表达式有虚数，说明这个材料是有损耗的。事实上，我们可以根据这个模型，得到材料的任何电参数，感兴趣的看这个文档的详细介绍：第二种模型：现在假设有很多自由电子，它们没有被束缚在特定的原子附近；可以认为它们像水、或者空气似的，做为连续的状态、分布在有原子组成的材料“框架”中。如下图所示：因为电子之间的相互作用，从统计平均看、它们依然是保持一个相对平衡位置活动。类似空气的波动处理过程类似，也可以得到此时的性能；那个处理过程稍微复杂，有兴趣的看我专栏中相关文档，这儿简单起见从上面介质材料模型结果中，演化出金属的情况，这个模型是为了说明，这种演化是合理的。从介质模型得到的结果\varepsilon_r=1+\chi_e=1+\frac{Ne^2}{m\varepsilon_0}\cdot \frac{1}{\omega_{o}^2-\omega^2+ir\omega}往后分析：对于金属来说，因为自由电子没有被束缚在原子附近，所以不存在固有谐振频率。则有：\varepsilon_r=1+\chi_e=1+\frac{Ne^2}{m\varepsilon_0}\cdot \frac{1}{ir\omega-\omega^2}又有：\varepsilon=\varepsilon_0\varepsilon_r=\varepsilon_0+\frac{Ne^2}{m}\cdot \frac{1}{ir\omega-\omega^2}=\varepsilon_0- i\frac{Ne^2}{m\omega(r+i\omega)}我们知道 ▽\times\bar H=\sigma E+i\omega\varepsilon_0E=i\omega(\varepsilon_0-i\frac{\sigma}{\omega})=i\omega\varepsilon E 所以有 \varepsilon=\varepsilon_0-i\frac{\sigma}{\omega}对比上面两个 \varepsilon公式得到： \sigma=\frac{Ne^2}{m(r+i\omega)} 分母中的虚数项对应振子方程中的 m\frac{d^2x}{dt^2} ，在频率比较低时忽略掉这个惯性项，有： \sigma=\frac{Ne^2}{mr} ；这个公式中的r是我们最初公式中定义的损耗项，也就是弹簧“固定端”移动导致的损耗项。就是说，不管具体情况的差异，最本质的物理机理是一样的。损耗、热、噪声、温度相信不少同学听说过“噪声温度”，我刚接触这个概念是困惑很久，为什么噪声要用温度表示；虽然温度不同能导致不同的噪声电平，但直接把噪声用温度表示还是感觉挺奇怪，觉得这不应该是一个概念。但是基于上面对损耗本质的理解，我们会发现损耗、热、噪声和温度，的确是从不同角度描述的同一个事情：对于原子的振子模型来说，外加电场对电子的作用，可以损耗到原子上（固定端）、从而导致原子的运动加剧；而热就是表征原子热运动的物理量，而温度是热的量化表征。因为原子运动加剧，它和电子之间的相互作用，也会造成电子热运动加剧、导致更高的底噪。这样，这几个物理量就很好的联系起来了。一直想把这几个概念的联系好好梳理下，总停留在计划阶段，刚好接着这个机会整理下。前面有个回答和这个有类似的地方，也没说的太清楚，有兴趣的一块对照着看下：电磁波本质上到底是什么？我的其它回答：如何学好电磁场这门课？WaveView：大道至简｜辐射的物理过程分析WaveView：大道至简
传输线这样学很简单我是一个喜欢用自己的方式探寻事情物理本质的老工程师，有兴趣的同学加关注一块学习！