正電荷

正電荷

用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷叫做正電荷,質子是正電荷,而正電荷不一定是質子,對應的電子即是負電荷,或多或少表現出的帶正電或帶負電 ,世間萬物大多為電中性 物體由原子而來,原子又由電子和原子核(中子和質子組成)而來。

  • 中文名稱
    正電荷
  • 外文名稱
    positivecharge
  • 同類型
    負電荷
  • 概    念
    用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷
  • 所屬學科
    物理

名稱 正電荷

含義

我們把用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷叫做正電荷,正電荷 就是質子對應的電子(即負電荷)或多或少表現出的帶正電或帶負電 ,世間萬物大多為電中性 物體由分子而來 分子又由電子和質子而來

正電荷

反之我們把毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷叫做負電荷

電荷是物質的三種"性態"之一:電荷性態、質量性態、能量性態。電荷是物質能量性態與質量性相互作用轉化的結果。是物質基本相互作用的主體之一。

同種電荷和互相排斥,異種電荷互相吸引。

正負電荷的區別:失去電子的物質帶正電荷,獲得電子的物質帶負電荷。

帶正電荷的原子核凝聚態下隻在原地震動,帶負電荷的電子可自由移動。

正電荷定向移動的方向為電流的方向。

負電荷 就是電子(電子帶負電)是可以移動的 而正電荷實則為不可移動的質子

歷史

西元前600 年左右,希臘的哲學家泰勒斯(Thales, 640-546B.C.)記錄,在摩擦貓毛于琥珀以後,琥珀會吸引像羽毛一類的輕微物體,假若摩擦時間夠久,甚至會有火花出現。

1600年,英國醫生威廉·吉爾伯特,對于電磁現象做了一個很仔細的研究。他指出琥珀不是唯一可以經過摩擦而產生靜電的物質,並且區分出電與磁不同的屬性。他撰寫了第一本闡述電和磁的科學著作《論磁石》。吉爾伯特建立了新拉丁語的術語“electricus”(類似琥珀,從“ήλεκτρον”,“elektron”,希臘文的“琥珀”),意指摩擦後吸引小物體的性質。這聯結給出了英文字“electric”和“electricity”,最先出現于1646 年,湯瑪斯·布朗(Thomas Browne)的著作《Pseudodoxia Epidemica》 (英文書名《Enquries into very many received tenets and commonly presumed truths》)隨後,于1660年,科學家奧托·馮·格裏克發明了可能是史上第一部靜電發電機(electrostatic generator)。他將一個硫磺球固定于一根鐵軸的一端,然後一邊旋轉硫磺球,一邊用幹手摩擦硫磺球,使硫磺球產生電荷,能夠吸引微小物質。

史蒂芬·戈瑞(Stephen Gray)于1729年發現了電傳導,電荷可以從一個物質傳導至另外一個物質。隻有一些物質會傳導電荷,其中,金屬的能力最為優良。從此,科學家不再認為產生電荷的物體與所產生的電荷是不可分離的,而認為電荷是一種獨立存在的物質,在那時被稱為電流體(electric fluid)。 1733年,查爾斯·琽費(Charles du Fay)將電分為兩種,玻璃電琥珀電。這兩種電會彼此相互抵銷。當玻璃與絲巾相摩擦時,玻璃會生成玻璃電;當琥珀與毛皮相摩擦時,琥珀會生成琥珀電。這理論稱為電的雙流體理論。使用一根帶電絲線,就可以知道物質到底擁有玻璃電還是琥珀電。擁有玻璃電的物質會排斥帶電絲線;擁有琥珀電的物質會吸引帶電絲線。

在十八世紀,走在電學最前端的專家非班傑明·富蘭克林莫屬。他認為電的單流體理論比較正確。他想像電儲存于所有物質裏,並且通常處于平衡狀態,而摩擦動作會使得電從一個物體流動至另一個物體。例如,他認為累積的電是儲存于萊頓瓶的玻璃,用絲巾摩擦玻璃使得電從絲巾流動至玻璃。這流動形成了電流。他建議電量低于平衡的物體載有負的電量,電量高于平衡的物體載有正的電量。他任意地設定玻璃電為正電,具有多餘的電;而琥珀電為負電,缺乏足夠的電。同時期,威廉·沃森也達到同樣的結論。 1747年,富蘭克林假設在一個孤立系統內,總電荷量恆定,這稱為電荷守恆定律。

庫侖扭秤

(torsion balance)

十八世紀後期,在數量方面對于電的研究開始有實質的發展。 1785年,使用查爾斯·庫侖與約瑟夫·普利斯特裏分別獨立發明的扭秤(torsion balance),庫侖證實了普利斯特裏的基本定律:載有靜態電荷的兩個物體之間感受的作用力與距離成平方反比。這奠定了靜電的基本定律

1897年,劍橋大學卡文迪許實驗室的約瑟夫·湯姆孫觀察到陰極射線會因為電場或磁場而偏轉,他推論陰極射線是由帶負電的粒子所組成,後來稱為電子。從陰極射線的偏轉,他計算出電子的電荷質量比,因此獲得了1906年的諾貝爾物理學獎

1904年,湯姆森創立了原子的梅子布丁模型:原子的結構被類比于梅子布丁,負電荷(梅子)分散于正電荷的圓球(布丁)。這模型被歐尼斯特·盧瑟福的盧瑟福散射實驗于1909年推翻。盧瑟福又提出盧瑟福模型:大多數的質量和正電荷,都集中于一個很小的區域(原子核);電子則包圍在原子核區域的外面。

1909年,美國物理學家羅伯特·密立根做了一個著名實驗,稱為油滴實驗,可以準確地測量出電子的電荷量。湯姆孫和學生約翰·湯森德(John Townsend)使用電解的離子氣體來將過飽和水蒸氣凝結,經過測量帶電水珠粒的電荷量,也得到了相似結果。于1911年,亞伯蘭·約費(Abram Ioffe)使用帶電金屬微粒,獨立地得到同樣的結果。

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