中文名 | 摩擦起电效应 | 外文名 | Triboelectric effect |
---|
电子(英语:electron)是一种带有负电的次原子粒子,通常标记为
由电子与中子、质子所组成的原子,是物质的基本单位。相对于中子和质子所组成的原子核,电子的质量显得极小。质子的质量大约是电子质量的1836倍。当原子的电子数与质子数不等时,原子会带电;称该带电原子为离子。当原子得到额外的电子时,它带有负电,叫阴离子,失去电子时,它带有正电,叫阳离子。若物体带有的电子多于或少于原子核的电量,导致正负电量不平衡时,称该物体带静电。当正负电量平衡时,称物体的电性为电中性。静电在日常生活中有很多用途,例如,静电油漆系统能够将瓷漆或聚氨酯漆,均匀地喷洒于物品表面。
电子与质子之间的吸引性库仑力,使得电子被束缚于原子,称此电子为束缚电子。两个以上的原子,会交换或分享它们的束缚电子,这是化学键的主要成因。当电子脱离原子核的束缚,能够自由移动时,则改称此电子为自由电子。许多自由电子一起移动所产生的净流动现象称为电流。在许多物理现象里,像电传导、磁性或热传导,电子都扮演了机要的角色。移动的电子会产生磁场,也会被外磁场偏转。呈加速度运动的电子会发射电磁辐射。
根据大爆炸理论,宇宙现存的电子大部分都是生成于大爆炸事件。但也有一小部分是因为放射性物质的β衰变或高能量碰撞而生成的。例如,当宇宙线进入大气层时遇到的碰撞。在另一方面,许多电子会因为与正子相碰撞而互相湮灭,或者,会在恒星内部制造新原子核的恒星核合成过程中被吸收。
在实验室里,精密的尖端仪器,像四极离子阱,可以长时间局限电子,以供观察和测量。大型托卡马克设施,像国际热核聚变实验反应堆,借着局限电子和离子等离子体,来实现受控核聚变。无线电望远镜可以用来侦测外太空的电子等离子体。
电子被广泛应用于电子束焊接、阴极射线管、电子显微镜、放射线治疗、激光和粒子加速器等领域。 2100433B
在电磁学里,电荷(英语:electric charge)是物质的一种物理性质。称带有电荷的物质为“带电物质”。两个带电物质之间会互相施加作用力于对方,也会感受到对方施加的作用力,所涉及的作用力遵守库仑定律。电荷分为两种,“正电荷”与“负电荷”。带有正电荷的物质称为“带正电”;带有负电荷的物质称为“带负电”。假若两个物质都带有正电或都带有负电,则称这两个物质“同电性”,否则称这两个物质“异电性”。两个同电性物质会相互感受到对方施加的排斥力;两个异电性物质会相互感受到对方施加的吸引力。
电荷是许多次原子粒子所拥有的一种基本守恒性质。称带有电荷的粒子为“带电粒子”。电荷决定了带电粒子在电磁方面的物理行为。静止的带电粒子会产生电场,移动中的带电粒子会产生电磁场,带电粒子也会被电磁场所影响。一个带电粒子与电磁场之间的相互作用称为电磁力或电磁相互作用。这是四种基本相互作用中的一种。
静 电 起 电 机 目的: 自制一只如图 l 所示的起电机,进行静电实验。 材料: 280×160×15(毫米 )3木板一块, 245×45× 15(毫米 )3木板两块, 40×20× 15(毫米 ) 3小木块四 块,160×15× 12(毫米 )3有机玻璃一根,旧虫胶制中间无纸隔层的唱片两张(用有机玻璃薄片更好) , 850×52(毫米 )2铝箔一张,直径 3 毫米、长 1100毫米的铜丝一根,直径 80 毫米、厚 15 毫米的木圆 盘两只,直径 30 毫米、厚 30毫米的木圆盘两只,直径 20 毫米、厚 10毫米的圆轮两只,长 110 毫 米的铁钉一只,长 205毫米的粗铁丝一根,直径 10毫米的铜球(可用废钢珠代替)两只,大的硬质 试管(附软木塞)一只,直径 50毫米、厚 3 毫米的玻璃圆板一块, 50× 110(毫米 )2的铁片一张,长 1100 毫米的粗带子一根,细铜丝适量,快
分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)试验是测量材料在高应变率下动态特性的常用试验方法.基于LS-DYNA对混凝土的SHPB试验进行数值模拟,其中混凝土采用K&C模型,利用SHPB二波法理论重构了抗压状态下混凝土试件的应力应变曲线,通过对比模拟结果和试验结论,分析了混凝土试件在动态荷载作用下的破坏规律,并通过设置不同的混凝土与SHPB杆件界面摩擦因数μ,将界面摩擦效应对混凝土动态抗压强度的影响进行了量化分析.研究结果表明:随着应变率的上升混凝土动态抗压强度增加且混凝土损伤演化更充分,动力增强因子(dynamic increasing factor,简称DIF)随着μ的增加而增加,但当μ每增加0.1时,DIF的增加幅度将会下降5%左右,且端面摩擦效应对DIF影响的最大值约为60%.
电场摩擦起电
(electrification by friction)
用摩擦的方法使物体带电的过程,叫做摩擦起电;或两种不同的物体相互摩擦后,一种物体带正电,另一种物体带负电的现象。
摩擦起电的原因,是因为摩擦可以使物体得到多余的电子或失去原有的电子。得到多余电子的物体带负电,失去原有电子的物体带正电。
摩擦起电的定义:当两个物体相互摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体则带正电。
摩擦后的物体所带的电荷有两种:用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是一种(正电),用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是另一种(负电)。
用毛皮摩擦过的琥珀或胶木棒,能够吸取碎草、纸屑等轻细物体,这是一种静电效应。能产生静电效应的物体带有电荷,叫做带电体。
静电效应可用验电器检验。早期的验电器是用蚕丝悬挂一个木髓球(图1 木髓球验电器)构成的木髓球验电器。在带电体周围,对木髓球显示吸引力的空间就是存在静电场的空间。比较精确的检验得用金箔验电器。
也叫接触摩擦分离起电。
由于各种物质束缚电子的能力不一样,摩擦两个不同物体就会引起电子的转移,使得到电子的一个物体显负电,另一个显正电。
两个被摩擦的物体带的是异种等量电荷。
用摩擦的方法可以使物体带电。摩擦起电不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开,实质是电子的转移感应起电。(感应起电也不是创造了电荷,而是使物体的正负电荷分开,使电荷从物体的一部分转移到另一部分)实质是使电荷从物体的一部分转移到另一部分接触起电。它的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体。两个相同物质摩擦不能起电。
摩擦起电顺序表:空气 人手 石棉 兔毛 玻璃 云母 人发 尼龙 羊毛 铅 丝绸 铝 纸 棉花 钢铁 木 琥珀 蜡 硬橡胶 镍/铜 黄铜/银 金/铂 硫磺 人造丝 聚酯 赛璐珞 奥纶 聚氨酯 聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 二氧化硅 聚四氟乙烯
在表中列出的物体中,距离越远,起电的效果越好。