带电基本粒子的性质
通过将两个不同的物体摩擦在一起,以及通过感应,物体可以被赋予特殊的属性——电。
电荷和带电粒子
学习 带电体 表明它们的电特性可以通过以下事实来解释:构成所有物质的粒子具有称为电荷的特殊物理特性。
电荷表征粒子与其自身电磁场的关系以及它们与外部电磁场的相互作用。电荷是许多基本粒子的显着特性之一。电荷有两种类型: 正面及负面.
如您所知,自然界中的所有物体都是由离散的粒子组成的。这些粒子称为基本粒子。每个基本粒子都有自己不同于其他粒子的特性。这些特性包括:静止质量、电荷、自旋、磁矩、寿命等。
基本粒子是物质原子和分子的一部分,但它们也可以处于自由状态。例如,构成金属线中“电子气”的电子、阴极电流的电子 在真空管中 ETC。
带不同符号电荷的基本粒子相互吸引,带相同符号电荷的基本粒子相互排斥。当粒子在它们周围移动时,会观察到磁场。
物质中的主要电荷载体,即具有电学性质的粒子,是带负电的电子和带正电的质子。它们是所有物质原子的一部分,是它们的主要结构元素。
所有电现象的总和是由构成原子及其场的粒子的电荷决定的。在这方面,让我们在理解电气工程中所考虑的现象所必需的范围内详细讨论原子的内部结构。
化学元素的原子结构: 原子的结构——物质的基本粒子、电子、质子、中子
物体的电气特性
固体通常具有晶体结构:它们的原子在空间中以严格的顺序排列,彼此之间相距一定距离,形成所谓的空间或晶格。晶格位点含有正离子。
由于距离相对较小,相邻原子作用于给定原子的价层电子,这就是价电子直接参与每个原子与周围相邻原子的电子交换的原因。这导致能级被分成几个紧密间隔的能级,形成连续电子能态的区域。
根据排斥原理,物体的电特性由这些区域的结构和填充区域的电子数量决定。在包括铜在内的金属中,价带一半被电子填充,而所有较低的能带都被完全填充。
部分填充区的存在是所有金属的特征。为了将孤立原子的价电子激发到更高的水平,需要某些离散的能量部分。
在金属中,导带被部分填充。因此,其中的电子很容易占据自由态,实际上任何少量的能量都足以将电子提升到更高的自由能级并产生 电.
由于金属的导电性是由于电子的迁移率,因此称为 电子电导率…电解质的电导率取决于溶液中易移动的正离子和负离子的存在,其中一些溶质分子被分解。这种电导率称为 离子电导率.
显着的离子电导率是一些盐在熔融状态下的特征, 处于电离状态的气体... 气体在高温、高压等作用下发生电离。在电离状态下具有高密度自由电子和分子的气体称为 等离子体.
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库仑定律
库仑定律(1785 年)首先建立了电荷值与其相互作用之间的定量关系。该定律在建立静电场的电荷单位和力特性方面发挥了并将继续发挥重要作用。有关更多详细信息,请参见此处:库仑定律及其在电气工程中的应用