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电子与电荷的平衡与失衡,摩擦生电原理

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:电荷的最终携带者是组成原子的微小粒子。正常情况下,在物质中电子和质子的数目是相等的,它们携带的电荷相平衡,物质呈中性。物质在经过摩擦后,要么会失去电子,留下更多的正电荷;要么增加电子,获得更多的负电荷,这个过程称为摩擦生电。所以,无论摩擦多么剧烈,金属都不可能摩擦生电。此外,根据电场作用力的方向性,电荷可分为正电荷与负电荷,电子则带有负电。

电子与电荷的平衡与失衡,摩擦生电原理

电子(Electron)是一种基本粒子,目前无法再分解为更小的粒子。其直径是质子的0.001倍,质量为质子的1/1836。电子围绕原子核做高速运动,通常排列在各个电子层上。当原子结合成为分子时,在最外层的电子便会由一个原子,移至另一个原子或成为彼此共享的电子。

电荷的最终携带者是组成原子的微小粒子。每个绕原子核运动的电子都带有一个单位的负电荷,而原子核里面的质子带有一个单位的正电荷。正常情况下,在物质中电子和质子的数目是相等的,它们携带的电荷相平衡,物质呈中性。物质在经过摩擦后,要么会失去电子,留下更多的正电荷(质子比电子多);要么增加电子,获得更多的负电荷(电子比质子多),这个过程称为摩擦生电。

自由电子(从原子中逃逸出来的电子)能够在导体的原子之间移动,但它们在绝缘体中不能移动。于是,物体在摩擦时传递到导体上的电荷会被迅速中和,因为多余的电子会从物质表面流走,或者额外的电子会被吸附到物体表面上代替流失的电子。所以,无论摩擦多么剧烈,金属都不可能摩擦生电。但是,橡胶塑料这样的绝缘体,在摩擦之后,其表面就会留下电荷。(www.xing528.com)

我们现在知道,构成实物的许多基本粒子都带有一定的电,有正、有负,电荷的绝对量都相等。正常情况下,同一个原子中正负电荷数相等,因而整个物体被认为是不带电的或中性的。当它们因故失去一部分电子时,就带正电;获得额外电子时,就带负电。电荷周围存在电场,运动时还会产生磁场。

电量是物质、原子或电子等所带的电荷的量。单位是库仑(符号为C),简称库。我们常将“带电粒子”称为电荷,但电荷本身并非“粒子”,只是我们常将它想象成粒子以方便描述。因此带电量多者我们称之为具有较多电荷,而电量的多寡决定了周围电场的强弱。此外,根据电场作用力的方向性,电荷可分为正电荷与负电荷,电子则带有负电。根据库仑定律,带有同种电荷的物体之间会互相排斥,带有异种电荷的物体之间会互相吸引。排斥或吸引的力与电荷的乘积成正比。

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