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電子學/靜電

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這是一個粗略的草稿。

由於這是一本書,它應該包含歷史故事和一些內容來使其更有趣。例如,本節中提到了希臘人和琥珀。

當一個孤立的原子具有相同數量的電子和質子時,它沒有總電荷。單個電荷相互抵消。據說它是中性的

一個電子數量比質子數量多的原子帶負電。該原子將傾向於吸引其他帶正電荷的粒子,並排斥帶負電荷的粒子。

一個電子數量比質子數量少的原子帶正電。該原子將吸引負粒子(如孤立的電子或帶負電的原子)並排斥正粒子(如孤立的質子或帶正電的原子)。

如果將一個孤立的質子和電子彼此靠近放置(或者即使相距很遠,只要附近沒有其他東西),它們將相互靠近,直到電子“附著”到質子上,形成一個氫原子。一個帶正電(缺少電子)的金屬原子和一個自由電子將以同樣的方式表現。

宏觀物體也是如此。一個金屬球,其原子具有相同數量的電子和質子,是中性的。此外,如果有幾個原子帶正電或負電,則稱整個物體帶電。如果物體上只有少數原子帶電,則可能不會注意到這一點。

帶電的金屬球會根據與單個粒子相同的規則相互吸引和排斥。

一個孤立的金屬球,其電子過多,將傾向於使其多餘的電子均勻地分佈在球體表面(而不是在內部)。這是因為電子相互排斥,並試圖儘可能地遠離彼此。在一個帶正電的球體上,正電荷(缺少電子)也由於其缺少電子而均勻地分佈在表面上。(談談法拉第籠的遮蔽特性)在球體內沒有電荷。

在絕緣球的情況下,電荷不會在整個物體中移動,它只是停留在那裡。該物體中的電子不會不斷地從一個原子移動到另一個原子,因此空洞無法被其鄰居填補。

范德格拉夫發電機基本上是一個電子泵(或“電荷泵”。它利用摩擦起電效應從一個導體中獲取電子,並將其沉積到另一個導體上。摩擦起電效應是當兩種不同的材料接觸然後分離時產生的。一種材料將更有可能吸引額外的電子,一些電子將從一種材料轉移到另一種材料。范德格拉夫發電機使用一根緊貼在兩種不同材料的滾筒之間的絲綢或橡膠皮帶來實現這一點。當皮帶接觸一個滾筒然後分離時,它會從滾筒上獲取電荷。當它接觸另一個滾筒然後分離時,它會釋放電荷。

因此,它使一個滾筒帶正電,另一個滾筒帶負電。電子由金屬刷供應到一個滾筒,並從另一個滾筒提取,金屬刷連線到大型導體。由於它們之間的距離,這會在導體之間產生電壓。

(我們真的需要詳細說明這一點嗎?……我想作為最基本的電路的例子,這是一個很好的例子。也許我們可以連結到維基百科的摩擦起電效應?這是我不喜歡華夏公益教科書的地方。你必須提供所有背景資訊,而不是簡單地將他們引導到相關資訊。)

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