消失的電荷

1、消失的電荷,+,-,+,-,+,-,+,-,胡 丹 pb02203230,引言: 不同物質(zhì)相摩擦產(chǎn)生等量異種電荷, 這顯然滿足電子得失理論. 那么同種物質(zhì)相摩擦?xí)a(chǎn)生什么電荷呢? 實(shí)驗(yàn)表明同種物質(zhì)相摩擦?xí)鼓Σ帘砻鎺贤N電荷,這是否表明再此過程電荷不守恒呢?或者是否表明有電荷在此過程中消失呢?,,引言實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述摩擦起電的機(jī)理對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋結(jié)論,同種物質(zhì)相摩擦

2、的實(shí)驗(yàn),利用一些容易起電的同種材料進(jìn)行相互摩擦,兩個(gè)摩擦表面就能夠出現(xiàn)帶電現(xiàn)象.通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明兩個(gè)表面所帶電荷為同性電荷;并且有的材料摩擦可以帶同性正電荷,有的摩擦后可以帶同性負(fù)電荷.在排除了外界的影響(如通過其它導(dǎo)體導(dǎo)走電荷等)之后,實(shí)驗(yàn)仍能得到相同的結(jié)果.,,,摩擦起電的兩種機(jī)理,1 接觸起電:“摩擦起電是由于接觸造成的,摩擦只是增加了接觸點(diǎn)的作用”-----伏打,1779. 哈玻(Harper)關(guān)于摩擦起電,他認(rèn)為

3、離子的轉(zhuǎn)移在固體起電中起重要作用,并且他將電介質(zhì)分為兩類:一類就是玻璃、熔融石英、MgO等對(duì)電子有較強(qiáng)吸引的親電子.另一類便是與此相反的疏電子. 摩擦起電的過程就是親疏電子性的電介質(zhì)相接觸 ,而摩擦過程只是增加了兩介質(zhì)接觸面.在摩擦的過程親電子介質(zhì)從疏電子介質(zhì)獲得電子而帶負(fù)電,疏電子介質(zhì)因失去電子帶正電.,,,,,,接觸起電微觀解釋,在微觀上,接觸起電是由于介質(zhì)接觸點(diǎn)之間形成了偶電層.偶電層的分離是使兩介質(zhì)帶電微觀原因.偶電層的形成是

4、由于摩擦過程中產(chǎn)生的熱使得熱點(diǎn)附近的電子可能獲得較大能量躍遷到導(dǎo)帶,從而使得接觸的兩介質(zhì)如同兩種金屬接觸一樣產(chǎn)生了接觸電勢(shì)差.接觸電勢(shì)差使得電子由逸出功小的一方向大的一方移動(dòng)最終形成偶電層.,對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋,針對(duì)同種物質(zhì)相摩擦產(chǎn)同種電荷實(shí)驗(yàn).我認(rèn)為若直接運(yùn)用接觸電荷模型, 僅僅考慮兩摩擦介質(zhì)是無(wú)法解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果的. 因?yàn)閮煞N介質(zhì)是同性電介質(zhì)(親電子性或疏電子性),也就是說他們的功函數(shù)相同,在接觸的時(shí)候沒有接觸電勢(shì)差,即不會(huì)產(chǎn)生

5、偶電層,所以在兩介質(zhì)分離時(shí)是不會(huì)有摩擦電生成的. 所以我們應(yīng)該換換角度來解釋此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.,,將介質(zhì)表面污染考慮進(jìn)去從而來解釋此現(xiàn)象.因?yàn)榻橘|(zhì)在未摩擦之前會(huì)在周圍的環(huán)境中受到了一定程度的污染.污染的結(jié)果是介質(zhì)和污染物之間因接觸而產(chǎn)生了偶電層. 摩擦?xí)挂徊糠治廴久撾x介質(zhì)表面,從而脫離部分的介質(zhì)與污染之間的偶電層也隨之分離使介質(zhì)帶上電荷.因?yàn)榻橘|(zhì)相同,且污染物也相同.這里偶電層也是相同的.故偶電層脫離時(shí),介質(zhì)上帶上同種電荷.,

6、,,,,,,,污染,,,,,,,,,,起電,,,+++++++++,- - - - - - - - -,,摩擦脫離,,,,,,,,,,,,++,+,,+++,+++,,摩擦產(chǎn)熱,為了檢驗(yàn)該理論可以設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn):因?yàn)槿糁饕痣娫蚴俏廴疚锱c介質(zhì)的接觸性起電,故該種起電的電量應(yīng)該與污染程度成正比.摩擦的電量也會(huì)因污染的上界而存在一個(gè)飽和電量.我們可以利用靜電計(jì)定量測(cè)量摩擦起電的電量與摩擦?xí)r間的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)該滿足以下曲線:,,