电压是怎么形成的?(转载)

电压是物理学中一极其重要的物理量,从中学到大学每个学生都做了数百道有关电压的习题,电压是怎样形成的?教材上却没有解释,每一个学生都对此茫然。

电压是怎样形成的?电压从何而来,由何而生?是很多学生提到过的问题,也一直是近百年物理学竭力回避的问题。

什么是电压?在大学教材里说到:“电压是静电场或电路中两点间电动势之差”(有的书上用电位之差)。有电动势之差才能形成电流。书中提到,电位差是由电源提供的,电源如何在物质内形成电位差,就用做功一语带过。至于如何做功,做功如何在物质内形成电压,就成了难言之隐,闭口不谈了。

在中学物理教科书上只是把电压与水压相比较,说电压是电位(同水位)、是电子的电动势(同势能)。这比喻还凑合,但是这物体内电子的电位是如何提升的?物体内电子的电动势之差是怎么形成的?却一直是个困惑的问题。用电位差解释直流电从高电位流向低还有可说,可如何面对物质内形成的电压正弦波,方波?

一、绝缘体的静电及静电电压

要探讨论物质内电压的形成原理。我们就先来看看物质内形成电压的基本实验——摩擦生电。

在静电实验中,丝绸摩擦玻璃棒、毛皮摩擦硬橡胶棒、以及化纤织物与天然织物摩擦后都能带静电,同时产生静电电压,而且化纤织物能产生上万伏的静电电压。我们就这个实验事实来看看静电是怎么产生的,静电电压是怎么形成的?

预备知识:1、在中学物理电学的实验中,当直流导线导通时,小磁针立即偏转,断开时,小磁针立即复原;这是大自然在提示我们:电子的运动伴生着电磁波。

2、在《挑战量子物理(四)第二章、物质的构成 4 》谈到:核外电子的规律运转同样也伴生着电磁波。在通常情况下这种电磁波在物质内协调稳定,构成了物体的内聚力(价和力、电磁力),物体对外不显电性。

摩擦时,核外电子速率加快,产生了热,发生了电子运动的紊乱,发生了电子转移。

本来物体的核外电子数是稳定的,电子运转伴生的电磁波也协调、稳定,电压为零。电子的转移后非常规的电子运动产生了电磁波、电磁波有驱赶电子脱离正常轨道运动的趋势,非常规的电子运动伴生的波就是静电电压。

物质内能驱使电子的非常规的电磁波的强弱就是电压的高低。

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