粒子、电学、导体

粒子

原子

原子是在'化学反应'中，是不可分的最小单位，但在物理状态下，还可以继续分割
原子是组成'元素'的最小单位， 元素现在有118种
原子由： 原子核（质子 + 中子）  和  围绕核运动的电子 组成
 原子核中的质子带正电，导致该原子核带正电
  ' 当质子数 = 电子数， 该原子呈 电中性 '

' 任何物体都是由原子构成的，而原子由带正电的原子核和带负电的电子所组成，电子绕着原子核运动。'
' 在通常情况下，原子核带的正电荷数跟核外电子带的负电荷数相等，原子不显电性，所以整个物体是中性的。'

质子数量：  决定该原子属于哪种'元素'
中子数量：  决定该原子是该元素的哪一个同位素
			（即同位素： 质子数相同{同种元素}，中子数不同}
原子核外部分布着电子：  电子跃迁产生光谱
  电子确定元素的化学性质，对原子的磁性有很大影响

金属原子

金属原子 与 非金属原子 一样，都是由： 正质子 和 负电子组成
   '整体呈 电中性，即不带电 '
   那，为什么说：  金属会导电呢？？ 
   因为，金属原子有个性质： 
   	金属原子的 原子核 对其最外层电子的 吸引力弱
   	这些电子，在脱离了原子核的吸引后，就形成了 “自由电子”
   	所以，金属中 有大量的 自由电子（负电子） '自由电子的多少，就决定其 导电性 '
   	在电压的作用下， 自由电子做'定向运动'，形成电流

亚原子

比原子还要小的粒子： 电子、中子、质子、光子、、

离子

离子：  原子 失去、得到  >=1个电子，而形成了带电荷的 离子
	' 这一过程称为：电离。 电离过程所需、产生的能量： 电离能 '
	比如，氯化钠就是由： 氯离子 和 钠离子 组成
	
当原子得到 >=1个电子，且核外电子数 > 质子数
	称为：  阴离子（负电）  电荷数 = 核外电子数 - 质子数

电

电荷

电荷：  具有正电、负电的粒子（即'带电的粒子'）
  正电荷：  比如质子；    负电荷：  比如电子

一个物体的带电量，就是指的：  电荷的多少

1， ' 电荷守恒原理 '
	电荷不能创造、也不能消失！！！  他只能转移，而且转移的过程 电荷量不变

2， 电荷 具有 量子性
	'所有带电体的电荷量，都是e的整数倍！！ '
	'所以，电荷量 不能连续变化'
	
3， 比荷
	带电体的电荷量 与 质量 的比值
	
4， 电荷具有'实物'的性质，他不能离开电子和质子而存在
	物体 与 电 的本质是：  得到、失去 电子 的过程
  起电的本质： 将正、负电荷分开，使电荷发生转移
  		本质是 电子的转移，而不是创造电荷
  		
5, 自然界不存在 脱离物质而单独存在的 电荷！！
	在一个系统里，不管发生什么： 电子数不变，质子数不变！！
	所谓的： 物体带电 和 不带电 之间的转换
	只是，组合方式、所在位置的改变， 电荷是守恒的！！

起电方式

起电有3种方式：
1，摩擦起电：   本质是电子的转移
	比如，用丝绸摩擦玻璃棒后，玻璃棒带+电
	当丝绸摩擦时，会把玻璃棒上的核外电子给夺走
	  因此，玻璃棒就表现出正电， 丝绸为负电。
	  
2，接触起电：   本质也是电子的转移
	比如，一个+电的金属小球 '接触' 不带电的金属小球
	那么，不带电的小球 的电子，会被吸引出去。
	导致，原本不带电  现在带正电
	' 注意，上面是摩擦， 这里不用摩擦 接触一下即可 '
	
3，感应起电：   本质的电子的排布（注意，没有转移）
	[1，  A物体不带电，  2]    (B物体， +电)
    当B'靠近'A时（注意，不是接触） 
    A的2端，会充满-电， 1端会充满+电

电荷量、库仑、元电荷

 电荷量，即电荷的多少   
 用q来表示，单位是C（库仑）
 ' 比如：  xx物体的电荷量q = 32C '
 · 注意，库仑不是基本单位 而是'导出单位'（即是通过7个基本公式，转换来的）
 ·	我们知道，质量是可以无限分割下去的 1e-10kg，但电荷量不可以
	电荷量最小是：元电荷（注意，元电荷他不是个物体，而是个 量！！）
	最小的'电荷量'（元电荷）e = 1个电子/质子所携带的电荷量
	1个电子 = -e，   一个质子 = e
	你不能说，某个物体带有0.5个e的电荷
	所有物体的电荷量 = k * e  （k可正负）
	e = 1.6 * 1e-19 C库仑

电场

我们回想 库仑力：
 (+A)  (+B)    ' A电荷 的库仑力，会直接作用在 B电荷上 '
 这个“直接”，就很玄学。。。 类似 超距作用 的感觉，就非常的 抽象...
 所以， 科学家就引入了“电场”这一概念， 电场是 物质的存在形式
     ' 电场 虽然看不到 摸不到， 但属于是物质， 只要他携带能量 '
 即此时：  A电荷 的库仑力， “通过 电场”  作用到 B电荷上
 电场，充当了 媒介的作用  

电场强度

 (A： 场源电荷，他会产生一个电场）
  电场强度E，是指 A所产生的这个电场 的强度 （即，只与A有关）
 当放入一个B试探电荷时， A会通过电场作用到B上，B会受到一个库仑力F
  而这个F，是与B有关的  （我们的电场强度，应该只与A有关）
  所以， 我们需要 脱离与B的关系
  A的电场强度E = F / qB   （即B受到的库仑力 / B的电荷） 
  			 = k * qA / r^2   （离的越近，E最大）
  单位是： N/C   （N是牛 即力的单位， C是库仑 表示电荷的多少）
    F力是矢量，q电荷是标量  ->   电场强度E是矢量（符合，平行四边形的运算法则）
  E的方向，与（正电的试探电荷）的受力方向 相同
  电场强度，反映了：   电场 对 电荷，有“力“的作用
 ' 由于，库仑力 是一个类似（超距）的作用， 非常的抽象 '
 即， 把库仑力  ->推广为->  电场力
 即A对B： 不再是 直接的 库仑力， 而是 A对B的 电场力！！
    所以， 以后就不要用 库仑力了，而要用 电场力！！ 
    ' 库仑力， 其实他就是 电场力。  只是电场力，更规范~ '
 
 比如，一个电荷 处在电场强度为E的电场中
      那么，他所受电场力F = q * E     （q为其本身的电荷量）

电场线

人为设计， 开始于+电荷 终止于-电荷

电势、电势能

1， 静电场
匀强电场	->					[B]
		-> [D]
		->
		->  	[A]			[C]
	一个电荷，从A 移动到 B， 电场力做功是：
	  （做功W = F * x）
	  F电场力 = q * E，  W = q * E * [AB * cos] = q * E * [AC]
	  ' 即，从A到B的路径：  A直线到B，   A->C->B，  A->D->B,  A->D->C->B '
	  不管路径是什么 指向还是曲线，  从A到B的 电场力F的做功， 都是相同的！！！ 
	    ' 即便是，A->D->B的情况， W = (Wac) + w - w = Wac （加减，抵消了！！） '
	  即，做功与路径无关！！ 只与初始位置有关
	  对于这种力， 我们统称为： 保守力  （电场力，重力 都是 保守力）
	     对于这种情况，我们就可以定义“势能”

 ' 机械能：  动能 + 势能。   机械能 是永远保持不变的！！ '
 ' 注意，不是说机械能=0， 而是 他是不变的！！ '
 '  比如，某次转移中：动能做功W， 则势能一定做功是 -1 * W '
 	我们同样可以 类比的 对应到 （电场力做功  和  电势能 的关系）
 
 电势能Ep：  电荷在 电场中 具有的 '能量'
 	' 所有的势能： 都是指，在一个系统中 所存储的能量 '
 势能的定义是一个Δ，变化量。 
 但对于某一位置，他的势能 到底有多少？ 这要取决于他相对于”零势能点“的比较
 所以， 势能 都需要去 定义一个“零势能点”  
 （电势能： 默认无穷远处 是0势能点 {这是相对 点电荷场} ）
 	（因为，匀强电场的话  所有位置 即使无穷远， 他的E都是相同的）
 电荷在某一位置的电势能 = 将 该电荷 移动到 0势能点处，电场力F 的做功
 势能都是用 Ep来表示  （Energy  potential  潜在能量）
电场	-> 
		->	 [A]	[B]	   [C]
 1， 正电荷 从A->B->C
 	电场力做正功，电势能减少：  Ep_A > Ep_B > Ep_C   (Ep是电势能）
 2， 负电荷 从A->B->C
 	电场力做负功，电势能增加：  Ep_A < Ep_B < Ep_C   (Ep是电势能） 	 
 

 对于“场”的概念（电场，重力场...）
   你可以从2个方面，去分析他：
     1， 从力（电场力F）的角度，  得到了 场强E
     		E = F / q		{ F = k*q1*q2 / r2 }
     2， 从能量（电势能Ep)的角度， 得到了 电势φ
     		φ = Ep / qz
     		（φ的单位是： V伏特 = J/C     Ep是一种能量，单位J焦耳）
电场   ->	
	  ->	[A]     [B]
	正电荷从A->B：
		电场力正功， 电势能减少[Ep_A > Ep_B]
		φ_A = Ep_A / 正数   >   φ_B = Ep_B / 正数
	负电荷从A->B：
		电场力负功， 电势能增加[Ep_A < Ep_B]
		φ_A = Ep_A / 负数   >   φ_B = Ep_B / 负数
	' 即，无论正负电荷，  沿电场力方向  电势减少！！  （与0势能点选取无关） '
	· 电场同一位置，虽然正/负电荷 的电势能不同， 但电势相同！！  
		φ = E / q = (-E) / (-q)

电势差（电压）

[A]   ->    [B]
电势能：  Ea - Eb = Wab {电场力正功，电势能减少}
		 Wab  =  q*φa  -  q*φb
		 	  =  q* (φa - φb)
		 	  =  q * Uab
Uab = φa - φb   （φ是电势）   （Uab这个变化量，他不依赖于0势能点，因为他是个Δ）
' 即， 根据Uab电势差  你可以得到Wab做功  进一步得到Ek动能变化 ' 
 
电势差U  与  场强E：
Wab = q * Uab
	= q * E * dist
∴ U = E * dist,     E = U / dist  {E的单位： N/C 或  V/m}

导体

导体：  电阻率很小，易于传导电流的物质
 导体中存在大量 “自由电子”，在外电场（电压）作用下 做定向运动 形成电流
 
比如拿金属这个导体：
  金属的最外层电子 非常容易脱离 原子核的束缚，从而形成“自由电子”
  失去了电子后，便成为：正电金属离子。
  这些正电离子排列起来（不移动）， 形成了规则的点阵
  只有自由离子在移动！！  ' 这就是金属导电的原因 '
  
导电性： 
 绝缘体 < 半导体 < 导体 < 超导体