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電流即電子移動所需的能量是連續的還是量子化的

經典物理學中,通常以“電子運動論”解釋電流,即電流是電子定向移動產生的。但實質上電流不過是電荷這種性質在物質微粒之間的傳遞,而這種性質的傳遞,一般不需要物質微粒實際的位移。而電荷是什么呢?電荷什么都不是,只是附屬于物體的一種反映物質在電性上“平衡與否”的性質,或者說是一種體現正或負暫時不平衡的“二進制”信息。微觀上,物質內部彼此相鄰的微粒之間的電性,可以互相感染和傳遞,這種感染和傳遞,實際上是微觀粒子為了獲得內部的靜電平衡,順著電場瞬間改變自己的極性,當每一個微粒都這樣做的時候,于是宏觀上就形成電荷的遷移——電流。

而有個經典的實驗富蘭克-赫茲實驗,驗證了電子能量是量子化的存在,而電流的形成,其實為電子能級的變動,體現為電荷的變動,所以電流能量是量子化的,其宏觀###小能量為單電子e的轉移能量,量子觀點上其###小量子化能量是單位能級能量。

通常情況下:直流和交流。

直流,定義為電子的單向流動,在做初中高中物理題時,可以用水流的方式去比喻和類比電流。模式是:正電荷的一端就是一個坑,負電荷聚集的一段就像一個蓄滿了水的池子,電子(水)從負極沿著電線(管子)流向正極。要注意,電流的方向,和電子流動的方向是反的——不要問為什么,這是人(權力)為設定的,記住就好。 直流電,在導線中傳遞時的能耗非常高,一般只在小電流、低壓模式下使用。

交流,不是電子的單向流動,而是像潮汐一樣的來回振動,振動的頻率和發電機有關(在長距離傳送過程中還需要考慮能耗對頻率的影響)。高壓、220V常用的都是交流模式。

如果進入微觀世界,假如可以用某種方式參照“同位素定義分子”的做法來標注電子。直流模式下,容易逃逸原子束縛的電子會形成電子流進行移動;交流電模式,理論情況下,容易逃逸的電子只會在一個期間范圍之內進行“來回”轉移(振動),特殊情況也不排除有極少數電子移動的距離超過普通“振動”電子的“范圍”進行不定向的長距離移動。

首頁 > 電工基礎 > 日期:2022-6-25 來源:Internet 作者:yq 瀏覽量:


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