電流的本質是什麼?電路中微觀粒子(如自由電子)是如何運動的?

時間 2021-05-29 22:56:36

1樓:

電流是無序運動的自由帶電粒子在電場作用下進行的有序運動。電流的傳導速度是光速,是因為電磁場的傳播速度是光速,電磁以光速傳播,於是自由電荷的運動立刻在電磁場的作用下變得有序起來,因此這並不意味著電荷的運動速度是光速,電荷本身運動速度不高,電荷的運動速度影響的是電流強度。這些是高中物理基本概念。

自由電子是做無序的布朗運動。

2樓:ba5rw

我想從科普的角度分析電流的本質。

開始的時候,電流這個名稱並不科學,所以當初歐姆定律一直不被主流科學界接受。但是在工程計算上,歐姆定律被證明非常有效,因此就這麼以訛傳訛流傳至今。我個人倒很希望電流要和磁場強度聯絡起來,這樣以後的學生和工程技術人員就不需要學習本來是同乙個東西的不同概念和計算分析方法。

這是話外話了。簡而言之,電流的本質是運動的電場。我個人期待有一天歐姆定律改為描述靜止電場強度的電勢能即電壓、描述運動電場強度的電動能即磁強替代電流、電能轉換為其他能量的電耗散來替代電阻。

電路分析全部用能量的觀點來看待,這樣,特別在無線電領域電路理解分析和技術創新就會變得更為容易!

電路中沒有微觀粒子的運動,那是為了初等教育更為形象,易於理解。但是本質上電路從來就沒有什麼粒子的運動,電子什麼的也不是一般資料上的所謂粒子。有的科普解釋說電子是一排人,乙個推乙個所以速度很快,電子本身運動速度很低云云……我個人不贊成這樣的理解,容易誤導認知。

在我的眼中,幾乎原子層面的所謂粒子本質都是電磁波,只不過這些電磁波被禁錮在駐波比無限大的原子中。一切化學反應都是原子層面電磁波之間的傳遞和變換,依靠導線導電的導體,導電前後不發生化學變化,那是因為所謂化學鍵是穩定的,交換完能量回歸自己的穩定電磁系統,而依靠離子導電的物體會導致化學鍵的重新建立,構成新的物質。化學鍵的本質也是原子層面的電磁系統。

3樓:激發態的數物演算法

電流是自由電子等介質在電磁場下的定向壓力。以下是詳細解釋。

1)電子不像河水那樣流動,而是類似接力搬磚一樣,電子不動,而是把壓力傳遞下去;

2)為何是傳遞壓力,做功啊;

3)待續。視追問而定。

4樓:raymond fisher

電流的本質?電流哪有什麼本質?得有本質的話,就是能量嘍。

剩下的,都是現象,和根據現象建立的模型。你說的電子電荷也是為了理解弄出來的一種模型。哪有什麼微觀粒子?

只是這樣搞符合某些需求,就這樣搞嘍。物理麼,實用主義。怎麼看起來好理解有規律就看成什麼嘍,本質?

不重要的。所以記住書上說的就可以啦,剩下的,你要真搞學術研究,自己就明白啦。

5樓:xiaowine

電流本質是能量在帶電粒子間的流動或傳遞。那麼這裡就涉及了兩個問題,一時能量本質是什麼,二是傳遞是如何進行的。

第二個問題比較好回答,前輩科學家已經將電磁力和強相互作用統一,可以參考理解一下。在統一理論裡,簡單的理解就這樣:能量由高到低傳遞,在這個過程中,電路裡的電子可以認為壓根就沒怎麼動,而是能量以光子的形式在各個電子間相互作用並傳遞,實際的機理更複雜,模型也有很多,但本質就是這樣(有興趣可以看把強、弱、電三種相互作用統一在一起的大統一理論)。

這就是為什麼電場,電流都是光速。

第乙個問題就比較難回答了,就辯證唯物主義來講,因為能量是本源性的東西(算是第一性的物質),而我們的理論思想是派生的(算是第二性的意識),那麼用第二性的東西描述第一性的東西就顯得很蹩腳。但是,我們沒又沒別的東西,所以免為其難,用被認為科學的,物理觀點來看能量是什麼。首先,我們的物理學要求「時空平移不變性」,即:

「天不變,道亦不變」。可是我們用的時間這個東西,可是無時無刻不再變的,既然時間在變,如何還敢說天不變呢?於是能量就出現了,能量就是當時間變化的時候,保持天不變的或者時間平移不變性的守恆量。

諾特定理和測不准原理都直接指向著這一點。看到這裡不知道大家是否注意,我們認識的能量本質,居然是通過時間這麼個數學概念,於是能量也是相應的數學概念嗎?能量是因為我們用了時間而相應產生的,還是能量本是自有永有,只是因為我們用了時間這個東西才初露崢嶸?

無解啊! 因為我們的起始點好像就是再用第二性的意識在定義第一性的物質。如果我們把意識整成第一性,物質弄成第二性,來個吾心即是宇宙,貌似會舒服點,但肯定又會招來板磚無數。。。。。。

6樓:weihong538

如果你沒有學過電磁場,建議不要追究電流的本質。學過的人的想法是:電流的本質是電場能的流動,與電子還是離子具體載體運動無關。

關於三個問題

1,可以有電流而同時沒有任何電荷運動。你能理解嗎?

2,記住1的話就不要追究2了

3,是的

7樓:民科心中的物理

對於固體來說,比如金屬導線,實際移動的是電子;對於離子溶液來說,正負離子都會順著電場方向移動,當然方向是反的!電子之所以要移動是受到電場的影響,電場的建立是建立在洛侖茲運動基礎上的,實際上就是洛倫茲力對電子的擠壓,至於方向問題,你規定電子移動方向為正,那麼離子移動就為負,反之亦然!

至於具體到單個電子的移動,比如在金屬導線中,實際上是乙個原子乙個原子挨個的遷移,絕對不是跳躍似的遷移,必須乙個乙個的遷移,在這個遷移過程中電子與第乙個原子核脫離電場,同時開始與第二個原子核建立電場,就這樣乙個乙個的反覆脫離建立,電子就發生移動了,在脫離與建立的過程中就激發磁場的出現,所以通電導線周圍是有磁場的,沒有這個過程,比如斷路,儘管有電場,點沒有電子的實際移動,所以就不會有脫離建立電場的這個過程,那麼就不會有磁場的出現。所以,電場的傳播速度可以達到光速,但電子的實際移動卻非常的慢!

如果你假設原子核子間的距離無限的靠近,你會發現超導材料會出現,這就是為什麼物體要熱脹冷縮的目的,冷縮的目的就是為了核子間的距離更加靠近,便於電子的遷移。中子星就是乙個典型的超導材料,及所謂的簡併態!所以超導材料總是要求溫度很低!

至於電壓高低,我們把貧電子端規定為高壓(正極),把富電子端規定為低壓(負極)。我們不能說那端是絕對高壓,也不能說那端是絕對低壓。貧電子端很顯然原子核有捕捉電子的能力,但富電子端很顯然電子有排擠現象,究竟你說哪端是正是負,沒法確定,只是乙個認為規定而已!

包括電場線也只是認為規定而已!

8樓:HumJ

帶電粒子(比如電子、鈣離子、氯離子、銨根離子等)是實際存在的帶電物質,帶電可正可負、可多可少。帶電粒子是物理概念

電荷,是電能的載荷,帶電粒子屬於電荷的一類,而「周圍都有而只有這裡沒有電荷」即空穴,也是一種電荷。電荷是邏輯概念

用+代表鈉離子,用-代表電子,.代表空位,設想兩個場景:

從變為從變為

兩個場景都可以說「乙個正電荷向右移動了7格「,也都可以說「7個負電荷向左移動了1格」。請體會兩個場景x兩個說法的含義,為什麼兩個場景等效?為什麼有兩種不同的描述?

電荷的移動,既是電流

(先將這些你消化一下,再說其他的內容)

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