消失的電荷

1、消失的電荷,+,-,+,-,+,-,+,-,胡 丹 pb02203230,引言: 不同物質相摩擦產生等量異種電荷, 這顯然滿足電子得失理論. 那么同種物質相摩擦會產生什么電荷呢? 實驗表明同種物質相摩擦會使摩擦表面帶上同種電荷,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?,,引言實驗現象的描述摩擦起電的機理對實驗現象的解釋結論,同種物質相摩擦

2、的實驗,利用一些容易起電的同種材料進行相互摩擦,兩個摩擦表面就能夠出現帶電現象.通過進一步的實驗表明兩個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電荷.在排除了外界的影響(如通過其它導體導走電荷等)之后,實驗仍能得到相同的結果.,,,摩擦起電的兩種機理,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的作用”-----伏打,1779. 哈玻(Harper)關于摩擦起電,他認為

3、離子的轉移在固體起電中起重要作用,并且他將電介質分為兩類:一類就是玻璃、熔融石英、MgO等對電子有較強吸引的親電子.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相接觸 ,而摩擦過程只是增加了兩介質接觸面.在摩擦的過程親電子介質從疏電子介質獲得電子而帶負電,疏電子介質因失去電子帶正電.,,,,,,接觸起電微觀解釋,在微觀上,接觸起電是由于介質接觸點之間形成了偶電層.偶電層的分離是使兩介質帶電微觀原因.偶電層的形成是

4、由于摩擦過程中產生的熱使得熱點附近的電子可能獲得較大能量躍遷到導帶,從而使得接觸的兩介質如同兩種金屬接觸一樣產生了接觸電勢差.接觸電勢差使得電子由逸出功小的一方向大的一方移動最終形成偶電層.,對實驗現象的解釋,針對同種物質相摩擦產同種電荷實驗.我認為若直接運用接觸電荷模型, 僅僅考慮兩摩擦介質是無法解釋實驗結果的. 因為兩種介質是同性電介質(親電子性或疏電子性),也就是說他們的功函數相同,在接觸的時候沒有接觸電勢差,即不會產生

5、偶電層,所以在兩介質分離時是不會有摩擦電生成的. 所以我們應該換換角度來解釋此實驗現象.,,將介質表面污染考慮進去從而來解釋此現象.因為介質在未摩擦之前會在周圍的環(huán)境中受到了一定程度的污染.污染的結果是介質和污染物之間因接觸而產生了偶電層. 摩擦會使一部分污染脫離介質表面,從而脫離部分的介質與污染之間的偶電層也隨之分離使介質帶上電荷.因為介質相同,且污染物也相同.這里偶電層也是相同的.故偶電層脫離時,介質上帶上同種電荷.,

6、,,,,,,,污染,,,,,,,,,,起電,,,+++++++++,- - - - - - - - -,,摩擦脫離,,,,,,,,,,,,++,+,,+++,+++,,摩擦產熱,為了檢驗該理論可以設計以下實驗:因為若主要起電原因是污染物與介質的接觸性起電,故該種起電的電量應該與污染程度成正比.摩擦的電量也會因污染的上界而存在一個飽和電量.我們可以利用靜電計定量測量摩擦起電的電量與摩擦時間的關系.實驗的結果應該滿足以下曲線:,,