• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.基础定义
  • 4.演绎过程
  • 5.正电荷积累层的形成与Pstop技术
  • 6.参考资料

正电荷

物理学术语

正电荷(positivecharge),用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷1

世间物质大多由原子组成,原子又由电子和原子核中子和质子组成)组成。其中质子带正电荷,电子带负电荷,中子不带电,所以大多物质表现为电中性。

基本信息

  • 中文名

    正电荷

  • 外文名

    positivecharge

  • 概念

    用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷

  • 同类型

    负电荷

  • 所属学科

    物理

基础定义

正电荷(positive charge)

反之我们把毛皮摩擦过的 橡胶棒所带的电荷叫做 负电荷。

电荷是物质的三种"性态"之一:电荷性态、质量性态、能量性态。电荷是物质 能量性态与质量性相互作用转化的结果。是物质 基本相互作用的主体之一。

电荷间相互作用的规律:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。

正负电荷的区别:失去电子的物质带正电荷,获得电子的物质带负电荷。

带正电荷的 原子核在 凝聚态下只在原地震动,带负电荷的 电子可自由移动。

正电荷 定向移动的方向为电流的方向。

负电荷 就是电子(电子带负电)是可以移动的 而正电荷实则为不可移动的质子

正电荷

演绎过程

西元前600 年左右,希腊的哲学家泰勒斯(Thales, 640-546B.C.)记录,在摩擦猫毛于琥珀以后,琥珀会吸引像羽毛一类的轻微物体,假若摩擦时间够久,甚至会有火花出现。

1600年,英国医生威廉·吉尔伯特,对于电磁现象做了一个很仔细的研究。他指出琥珀不是唯一可以经过摩擦而产生静电的物质,并且区分出 电与磁不同的属性。他撰写了第一本阐述电和磁的科学著作《论磁石》。吉尔伯特创建了新拉丁语的术语“electricus”(类似琥珀,从“ήλεκτρον”,“elektron”,希腊文的“琥珀”),意指摩擦后吸引小物体的性质。这联结给出了英文字“electric”和“electricity”,最先出现于1646 年, 汤玛斯·布朗(Thomas Browne)的著作《Pseudodoxia Epidemica》 (英文书名《Enquries into very many received tenets and commonly presumed truths》)随后,于1660年,科学家 奥托·冯·格里克发明了可能是史上第一部 静电发电机(electrostatic generator)。他将一个 硫磺球固定于一根铁轴的一端,然后一边旋转硫磺球,一边用干手摩擦硫磺球,使硫磺球产生电荷,能够吸引微小物质。

史蒂芬·戈瑞(Stephen Gray)于1729年发现了电传导,电荷可以从一个物质传导至另外一个物质。只有一些物质会传导电荷,其中,金属的能力最为优良。从此,科学家不再认为产生电荷的物体与所产生的电荷是不可分离的,而认为电荷是一种独立存在的物质,在那时被称为 电流体(electric fluid)。 1733年,查尔斯·琽费(Charles du Fay)将电分为两种, 玻璃电和 琥珀电。这两种电会彼此相互抵销。当玻璃与丝巾相摩擦时,玻璃会生成玻璃电;当琥珀与毛皮相摩擦时,琥珀会生成琥珀电。这理论称为 电的双流体理论。使用一根带电丝线,就可以知道物质到底拥有玻璃电还是琥珀电。拥有玻璃电的物质会排斥带电丝线;拥有琥珀电的物质会吸引带电丝线。

在十八世纪,走在电学最前端的专家非班杰明·富兰克林莫属。他认为 电的单流体理论比较正确。他想像电储存于所有物质里,并且通常处于 平衡状态,而摩擦动作会使得电从一个物体流动至另一个物体。例如,他认为累积的电是储存于 莱顿瓶的玻璃,用丝巾摩擦玻璃使得电从丝巾流动至玻璃。这流动形成了 电流。他建议 电量低于平衡的物体载有负的电量,电量高于平衡的物体载有正的电量。他任意地设定玻璃电为正电,具有多余的电;而琥珀电为负电,缺乏足够的电。同时期,威廉·沃森也达到同样的结论。 1747年,富兰克林假设在一个孤立系统内,总 电荷量恒定,这称为 电荷守恒定律。

库仑 扭秤(torsion balance)

十八世纪后期,在数量方面对于电的研究开始有实质的发展。 1785年,使用查尔斯·库仑与 约瑟夫·普利斯特里分别独立发明的 扭秤(torsion balance),库仑证实了普利斯特里的基本定律:载有静态电荷的两个物体之间感受的作用力与距离成平方反比。这奠定了静电的基本 定律。

1897年, 剑桥大学 卡文迪许实验室的 约瑟夫·汤姆孙观察到 阴极射线会因为电场或磁场而偏转,他推论阴极射线是由带负电的粒子所组成,后来称为电子。从阴极射线的偏转,他计算出电子的电荷质量比,因此获得了1906年的 诺贝尔物理学奖。

1904年,汤姆森创立了 原子的 梅子布丁模型:原子的结构被类比于梅子布丁,负电荷(梅子)分散于正电荷的圆球(布丁)。这模型被 欧尼斯特·卢瑟福的 卢瑟福散射实验于1909年推翻。卢瑟福又提出卢瑟福模型:大多数的质量和正电荷,都集中于一个很小的区域( 原子核);电子则包围在原子核区域的外面。