03.03 如何理解电子和电荷?

用户3708573253


很早人们就发现,摩擦可以起电,人类了解到电荷的概念也比较早,古希腊人就发现摩擦琥珀可以显示出电荷的相互作用。

自然界当中只存在两种电荷,富兰克林对它们进行了定义:一种是正电荷,一种负电荷。当使用毛皮摩擦硬橡胶棒时,那么毛皮会带正电荷,而硬橡胶棒带负电荷。而自然界中的闪电也是云层放电的结果。

直到1897年,JJ汤姆孙才发现了电子这种微观粒子。1909年卢瑟福提出了著名的原子行星模型,在原子中间是质量很大的带正电的原子核,带负电荷的电子围绕原子核运转。原子核所带的正电荷和周围的电子所带的负电荷相等,所以原子呈现出电中性。

但通过一些方式,可以使原子中的外层电子脱离原子,这样原子就带正电。所以物体获得电荷的过程是电子的转移过程。例如,原本都是中性的硬橡胶棒和毛皮摩擦以后,磨皮会失去电子而带正电荷,硬橡胶棒则得到电子而显示负电性。当电荷是保持不变的,仅仅是电子的转移造成电荷分离。

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电子:原子由原子核和电子构成,电子围绕原子核高速旋转(经典物理观),按照量子理论,电子在原子核外形成电子云。

每个电子带一个单位的原电荷,1e=1.6*10-19C,是电荷的最小单位,带负电。电子质量很小大约为质子的1/1842。所以在一般情况下,原子质量主要由原子核构成,电子质量几乎忽略不计。


电荷:通常物体呈现电中性,即原子核所带正电荷荷数和核外电子数是相同的。但是,通过一些手段:比如摩擦,化学反应等,导致物体得失电子,从而打破了电中性状态,我们就叫物体带上了电荷。显然,物体所带电荷就是其内部正负电荷量的差值。

由于物体带电是原子外层电子的得失过程,所以,物体的电荷量一定是电子电荷量的整数倍。

电荷的多少叫电量:库伦和原电荷是其单位,1e=1e=1.6*10-19C。

电荷可以是正电荷也可以是负电荷。所以电荷和电子是不同的两个概念,当然二者有联系。


高中物理工作室


答:要理解电子和电荷的关系,并非易事,至于两者的标准定义,很多人看了都会懵逼。


在这,我分享一下我个人的理解:

1、电子是物质,具有实体性;

2、电荷不是物质,而是物质的一种特有属性。

什么叫属性,比如质量、自旋、动量等等,就是物质的属性。



属性不具有实体性,只能借宿于物质,并以某种方式对其他物质产生作用后,表现出“属性”的存在性。

所以,我们找不到单独的“电荷”,就好比找不到独立的“自旋”一般。


而电子就是一种基本粒子,该粒子拥有确定的静止质量,而且这种基本粒子还带有一个非常特殊的属性——就是“电荷”。

当然可以是正电荷(正电子),也可以是负电荷,该属性表现的形式,就是对其他带电荷的物质,产生相互作用(电磁力)。



这就是我对电子和电荷的理解。


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艾伯史密斯


好多知识性的东西都不能较真,不要被知识骗了,更不能被所谓科学知识骗了。较真学不好外语,小孩子学语言的时候是稀里糊涂学的。较真学不好化学,好多化学知识是没逻辑可言的,化学好的人都自信但十分糊涂。较真学不好数学,我就没学好数学。初中我不明白为什么数轴上的”1”标注在单位线段的末端而非它的正下方,这事我模糊了过去了,但到了高中,我不明白”极限”为什么从这一侧逼近,而非另一侧,我不明白为什么不从两侧同时逼近,怎么也过不去了。事实上,在科学界对待好多东西都是模糊的,数学上,我们模糊了数是什么,物理学上,我们模糊了时间是什么。科学就是在一些模糊的基本概念上建立起来的理论体系,这些基本概念(包括时间、空间等)大多还是科学从自然哲学领域带出来时的原始模样。电荷虽不是科学家从自然哲学带出来的概念,但它与空间直接相关,于是物理学人为地把它彻底地模糊了也是再正常不过的事情。要想稍微弄懂电荷的概念,也需要人为地把它放回到自然哲学中去理解。照此,我认为:电荷是电压U(我理为那就是”电的动量”)的空间表现形式。由于电压受电阻R(我把它理解为”电的质量”)的限制,其所表现的空间(即电荷)也受时间的限制。最终,电荷是我们在利用电流I来表现电压U与电阻R的比值(即I=U/R)时,所引出的一个基本概念。电荷的本质与电能有关,没有电能就没有电荷,而非相反。动量在质量的制约下所产生的空间,我们直接就可以用速度表示;但电的速度是个常数c,因此电压所产生的空间不能用速度,而是用”密度”表示的。基于电流的定义,我们大致可以这么理:电荷是空间密度受电压所影响的一种指标形式,电子则是这种指标下,空间密度的基本单位。


老堪69294438688


这是物理界最高境界的问题:为什么呢?不夸大的说:谁搞懂了磁铁、磁场运动,谁就搞懂了宇宙。虽然有点垮大其词,但大方向是对的,因为这些东西宇宙里不可缺少,说一下磁场与引力场的关连,小小发电机的磁场能有多大“能耐”,单靠磁场是不行的,必须有不明物质的支撑,这就牵扯到电荷、电子排队、光子、引力场、反物质、回路、广义回路、对不称、不规则惯性等扶助,就说说引力与磁场的关连吧,引力的作用是支撑、牵引、平衡的基本作用,磁场与引力是呼吸关系,象拟鱼和水一样,绿叶和阳光一样,那么,磁场与引力到底是怎样呢,细节、过程怎么能显示出来呢?它们之间的表达式如何表示呢?这些在论文里说,这里受各种约束只好罢了。

磁场与之发生的关系非常奇妙、壮观。我们现在发现的只是一些皮毛,磁场的深层次相互作用,我们还没有更多的掌握。电流的反向自旋是否是暗物质、反物质作用呢?你说?


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