中学电学中静电力平衡问题的解题技巧--《考试周刊》2013年81期
中学电学中静电力平衡问题的解题技巧
【摘要】：正在中学物理中,电学占据非常重要的地位,这部分在每年高考中占的分值比例很高。实际上,很多学生对电学这一块的学习是存在畏惧心理的,不少学生只能用瞎碰的方法尝试,甚至在考试时干脆选择放弃。我认为,高中学生平时应该注意适当地加强对这一部分的研究,最好能总结出一些规律或公式,这样能既加深对该部分的了解,又能将总结得出的物理规律服务于以后的电学学习,这样长期总结下来有助于对各类问
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：G633.7【正文快照】：
在中学物理中,电学占据非常重要的地位,这部分在每年高考中占的分值比例很高。实际上,很多学生对电学这一块的学习是存在畏惧心理的,不少学生只能用瞎碰的方法尝试,甚至在考试时干脆选择放弃。我认为,高中学生平时应该注意适当地加强对这一部分的研究,最好能总结出一些规律或
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京公网安备74号纳米结构电学性质的静电力显微镜研究方法--《物理》2011年09期
纳米结构电学性质的静电力显微镜研究方法
【摘要】：纳米尺度的材料具有许多不同于宏观体材料的奇特的物理和化学特性.了解纳米结构的物性随材料尺寸及形状的变化关系,对于设计和合成具有特定功能的纳米材料有重要的指导意义.静电力显微镜技术为研究微纳米尺度下材料的电学特性提供了强有力的工具.文章介绍了这种测量技术的基本原理,并列举了几种在静电力显微镜基础上发展起来的纳米材料电学性质的表征方法,包括探针特征电容的标定、表面电荷密度测量、薄膜材料中载流子密度测定等.这些实验方法扩展了静电力显微镜的应用领域,为深入研究纳米材料的性质和纳米器件的功能结构提供了丰富的技术手段.
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【分类号】：O482.4【正文快照】：
1引言纳米材料与体材料相比具有许多独特的物理及化学特性,有望被广泛应用于生物医学、传感、微型电子器件等领域.随着纳米材料可控合成技术的发展,人们希望全面了解纳米结构的特性及其与结构尺寸的依赖关系,这是纳米功能材料设计的需求,也是纳米材料应用的前提条件.由于纳米
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京公网安备74号【解析静电的相关问题】_电磁学吧_百度贴吧
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【解析静电的相关问题】收藏
作者：何加林邮箱：前言：自然环境中的静电，还有许多未解之谜，它和我们日常使用的交直流电不是相同的属性，这种静电没有绝缘的条件限制，忽视了这种差别，容易混淆交直流电的某些专业知识、从而进入理论误区，由此产生的后果显而易见，将会影响自然科学的突破性进展。只要认真仔细的阅读这篇文章、综合考虑前因后果、不难领悟其中的道理。目前，我国的学生们还在接受“云彩摩擦产生雷电”的自然科学教育，残缺不全的内容解释了：上面的云彩携带正电荷，下面的云彩携带负电荷，正负电荷相遇就会产生放电，其中的电弧就是闪电，这是一种错误的逻辑关系，请看下面分析的具体情况：一、下面的云彩照样可以遮天蔽日，不仅可以挡住人们的视线，也能阻挡上面的正电荷到达地面形成正负放电，实际情况是，大多数的闪电都能清晰可见，建筑物上的避雷装置无处不在，仍然会造成各种各样的雷击事故，而且还有球形闪电、能够在空气中漂浮运动。台风是在赤道附近的海洋生成，南半球顺时针旋转、向西南方向移动，北半球逆时针旋转、向西北方向移动；台风在海洋上移动的过程中、可以继续增强风力，台风云系的摩擦力度非常强烈，此时，几乎没有雷电现象，只有台风云系与内陆云系混合后，才能出现雷电活动。注意观察中央气象台的卫星云图不难发现，雷雨天气主要是出现在大到暴雨的范围之外，强对流天气的概念不仅无法解释卫星云图的强弱关系，它也不会超过台风云系的能量级别。云彩每时每刻都在天空运动，覆盖的范围随时改变，可以到达地球的任何地区；雷电跟随季节变化，而且具有海拔高度的影响，只能是出现在大概的范围之内，常年积雪的山顶、南北两极地区几乎没有雷电活动。通过这些现象分析不难看出，“云彩摩擦产生雷电”只是一种片面的说辞，上下两块云彩分别携带正负电荷的概念自相矛盾。二、云彩、衣服、塑料、纸张都能携带静电，它们只是静电的载体，这些载体的物质差别改变不了静电的本质，因此也就不能根据载体的特性分别论述静电的问题，解释静电的理由必须能够覆盖所有的载体物质。云彩的主要成分是水蒸气和尘埃物质，冷却以后就是一些浑浊的蒸馏水，烟雾状的云彩也不是产生或者储存电能的有效环境。毫无疑问，云彩中的水蒸气和尘埃物质都是在地球表面产生的，大气循环系统是它们的运载工具。地球表面上的静电活动比比皆是，由于静电的引力特性能够吸附在任何物体之上，水蒸气和尘埃物质也是静电的有效载体，任何国家的科研机构，也没有充分的证据可以排除：云彩和雷电的个体都是在地球表面产生的、它们都是大气循环中的有效物质。云彩和雷电的物质结构以及云彩和雷电的密度、具有天壤之别，两者不可一概而论，云彩的密度达到了最高点，将会凝结成许多独立的水滴，达到了最低点、将会“烟消云散”；雷电的密度达到了最高点，将会形成有效的电量，达到了最低点、将会消声灭迹。由此可见，云彩的有效密度和雷电的有效密度，不是相互相成的物质关系。通过这些内容分析可以确定，静电属于独立存在的物质，它与载体的原子结构没有必然关系，无需再去纠结核外电子的问题。三、利用纯毛的毛线团摩擦PVC管，使其携带静电以后水平摆动PVC管，放置平稳的指南针能够抗拒地磁的束缚、它的指针也会随之摆动，指南针的内部结构、没有电能做功的有效途径，只能感受外面的磁场变化，这种实验足以表明：静电可以导致空间磁场的极性反应。把纯毛的毛衣和化纤的衬衣穿在一起，通过一天正常的生活运动，容易产生大量的静电，晚上缓慢的脱下毛衣放在远离身体的地方，然后轻轻的脱下衬衣、其中的静电依然存在，此时抖动或者揉搓衬衣就会导致放电，既能看到循序渐进的闪光线条，也能听到变化多端的声音，大家都能体验这种小型雷电的释放过程，没有任何危险性。这种实验结果可以证明：衬衣属于单极性的放电现象，毛衣中的电荷没有发挥作用。到目前为止，人类还没有见过电荷的真实模样，关于静电的解释理由都是一些想象的结果，根本就没有真凭实据，针对交直流电而言，也有类似的情况，怎样理解其中的物理概念也是因人而异，例如：整流器的正极和负极，只是根据电流的运动方向确定的概念或标识，也不是正电和负电的物质结构，物理概念定义的：电流就是电荷的定向运动，同样需要认真考虑衣服放电实验过程中的“电荷”问题。交直流电能只是在回路中做功，到达有效的连接线路之外、就会产生电弧现象，不会停留在绝缘材料中，衣服放电，特斯拉线圈，云彩放电，电量大小排序步步高，都能产生线条状的电弧，衣服放电和云彩放电都是自然环境中的静电，特斯拉线圈是由交直流电源供电，它们之间的主要差别是频率，特斯拉线圈的能量大小虽然排行第二，它却模拟不出衣服放电那种变化多端的声音，由此可见，解读自然现象必须严肃认真，不可忽略一丝一毫的差异，否则就是自欺欺人。通过以上这些实验和分析，交直流电能无非就是导电材料中的物质运动，因此具有绝缘的条件限制；静电属于摩擦变异的产物，两件物品摩擦起电，一件物品却能独立完成放电，结果显而易见，自然环境中的静电只是一种物质，正电和负电以及正负电荷的概念名不副实。四、前面列举了一些相互制约的自然条件，违背了其中的关键问题，必然会产生错误的解释理由，在自然环境中，没有孤立无双的物质形态，家猫虽小具备老虎的习性，尤其是概括性的解释理由不在文字多少，短小精悍的内容也要耐人寻味、经得起推敲。大家比较熟悉丝绸摩擦玻璃棒的物理实验，世界公认的解释理由为：玻璃棒失去了核外电子携带正电荷，丝绸得到了多余的核外电子携带负电荷，这种实验结果未必可以自圆其说，光滑坚硬的玻璃棒、是否能被质地柔软的丝绸抢夺走了核外电子？恐怕还是个未知数，尤其是在反复摩擦的过程中，玻璃棒上的正电荷竟然不去夺回它们的核外电子，非要等待摩擦过程结束并且是在分离之后的“第二次握手”才能放电还原，这种电荷的概念只是体现了“耐人寻味”，没有推敲的“成绩”。广泛采用的实验方法（丝绸摩擦玻璃棒），只是一种凭空想象的实验结果，重新解读这种实验结果比较简单，例如：丝绸与玻璃棒的摩擦过程中，在丝绸上就会脱落一种变异的物质吸附在玻璃棒上，在允许的范围内，摩擦的次数越多、其中脱落的物质也就越多，摩擦过程结束后的宏观现象是：“玻璃棒能够吸引轻小物体”，这种变异的物质呈现电性反应；仁者见仁、智者见智，这种解释理由也许更加符合正常的物质关系。通过这些内容分析表明，正负电荷的概念违背了客观规律。物理老师习惯利用水位差比喻电位差，利用水流比喻电流，本人是把水中的气泡比喻为静电，这种物质遇到高温容易破灭，遇到低温容易萎缩，形体脆弱易受撞击损毁，生存期限比较短，因此命名为：空心电子，它能产生非磁性的引力、形成堆积电量，也能驱使空间磁场的极性反应、形成相斥或相吸的双重作用力；空心电子的破灭就是放电，并且能够产生连环反应，堆积的电量越多、产生的威力也就越大；利用空心电子的概念能够全面合理地解释静电的所有问题，例如：图片中的小狗被主人摩擦起电以后，这些毛发能够竖立很长时间，其中既有相斥的作用力，也有相吸的作用力，公认的物理理论无法解释这些静电的电功率及其能量守恒的问题。利用空心电子的概念解释这种现象“类似气球拖起了绳子”，这些纵横作用力无需消耗静电的能量，空心电子的悬浮作用能够维持多长时间，取决于环境因素和载体的物质关系。本人通过几十年的观察研究，总结出了许多创新的概念，其中，重新解释了“同性电荷相斥、异性电荷相吸”的基本性质：都是静电导致空间磁场的极性反应，从而形成了一种电磁作用力。产生这种现象的主要原因，其实就是磁场以及电磁场的：同性相斥、异性相吸。本人解释雷电的理由是：雷电的个体是在地球表面产生的，水蒸气是它的运载工具。地形地貌、环境因素、动植物的繁衍生息，都会影响这些静电的产量，因此导致了雷电的季节变化、区域差别、南北半球交替出现。雷雨季节的水蒸气与静电结伴同行，到达了合适的高度，水蒸气的聚集形成了云彩，由于静电的个体不足以形成电磁排斥现象，越积越多的电量就会向外坍塌，逐步形成了线条的形状，放电之前处于隐形状态，就像断了线的风筝跟随云彩漂浮运动；这种隐形的线条在云彩的夹缝中滑落，可以到达地面形成雷击，一般是显现垂直的闪电，线条较短而且下降的速度较快时、容易卷缩成球形闪电；剧烈撞击、撕扯动作、接触大地等，都是触发放电的主要原因，连环反应的速度锁定了音频频率，类似导火索的自燃过程，分叉的线条同步进行，直至与其关联的电量枯竭为止。避雷针的实际作用类似针尖扎气球，针头的有效体积越大，由此产生的撞击电流也就越大；雷电的大部分能量是在空中释放，而不是通过避雷针导入地下，因此，细小的避雷针也不会被雷电熔化。一个人的能力是有限的，只有依靠集体的智慧才能取得创新的成果，希望这篇文章能够起到抛砖引玉的作用，激发更多理论创新的思路，并且需要把握这种千载难逢的机会，机不可失，时不再来。谢谢大家！
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