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電荷でんか

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はた電荷でんか抽象ちゅうしょう噉畫嚟嘅表示ひょうじただしどうまけ電荷でんかかい互相吸引きゅういん,而佢哋之あいださんせい嘅力かい形成けいせい所謂いわゆる嘅電じょういれめん嗰啲ゆう嘅線(電場でんじょうせん表示ひょうじ咗一粒正電荷俾人擺落去呢個電場嗰度會受嘅靜電力嘅方向。

電荷でんか粵拼din6 ho6英文えいぶんelectric charge[1][2][3]かかり物質ぶっしついちしゅ守恆もりつね性質せいしつ,佢係物質ぶっしつ喺俾じん擺咗喺個電場でんじょういれめん嗰陣かいちから原因げんいん電荷でんかゆう得分とくぶんりょうたねせい電荷でんかどううめ電荷でんか,佢哋喺原子げんしいれめん通常つうじょうがかり分別ふんべつよししつどううめ電子でんしおび嘅。同性どうせい電荷でんかかいしょう斥,而異せい嘅會しょう吸。一舊整體上唔帶電荷嘅物體就係所謂嘅中性ちゅうせい電荷でんか呢個概念がいねんがかりなり電磁でんじがく中心ちゅうしん,喺廿世紀せいきまえ人類じんるいたい佢嘅研究けんきゅう形成けいせい古典こてん電磁でんじがく中學ちゅうがくさいつねきょう嗰套)呢套理論りろんかまち。喺啲物理ぶつりがく算式さんしきいれめん電荷でんか通常つうじょうがかり俾人よう あるもの 表示ひょうじ嘅,而佢喺國際こくさい單位たんいせい嗰度嘅單がかりくらりん(Coulomb)[4][5]

電荷でんかどういきいき相關そうかんおび電荷でんかあるもの簡稱「帶電たいでん」)嘅嘢かいさんせい磁場じば,而佢哋自おのれまたかい俾磁じょう影響えいきょうかえしてんあたま形成けいせい電磁場でんじば(Electromagnetic field;ゆび電場でんじょうどう磁場じばうめ一齊いっせい結果けっか)。いく緊嘅電荷でんかそくがかり所謂いわゆる電流でんりゅう-俾人喺一個磁場裏面會產生一種叫ろう侖茲りょく(Lorentz force)嘅力[1][6],呢種りょくまたかいれいいた電流でんりゅう方向ほうこうゆうしょ改變かいへん

てん發現はつげん[編輯へんしゅう]

いちせきしめせはんせいでん嘅效おうせき貓嘅いくどうれいいた佢啲毛皮けがわゆう摩擦まさつ起電きでんこうおうとうちゅう喺隻貓嘅毛皮けがわ上面うわつらさんせい嘅靜電荷でんか搞到佢曉吸引きゅういん啲(唔帶電荷でんか發泡はっぽうにかわ呢啲けい嘅嘢。

喺大やくおおやけもとまえ 6 世紀せいき古希こき嗰陣嘅數學すうがくたい勒斯(Thales of Miletus)けいやめこう咗話佢哋あかつき透過とうかよう動物どうぶつ毛皮けがわ捽落去其他物質ぶっしつ嗰度嚟產せい電荷でんか。啲古希こき臘人留意りゅういいたおび電荷でんか琥珀こはく吸引きゅういんいち啲輕嘅嘢,れい如係頭髮とうはつ,而且佢哋なか發現はつげん咗如はて佢哋捽舊琥珀こはく捽得夠耐,きゅう嘢仲あかつきさんせい火花ひばな。呢個現象げんしょう俾後嚟啲じん研究けんきゅうなみ改名かいめい摩擦まさつ起電きでんこうおう(Triboelectric effect)[7]

現代げんだい科學かがくたい電荷でんか研究けんきゅうがかりよし 17 世紀せいきあたま開始かいし嘅。喺 1600 ねんえいかくらん科學かがく William Gilbert うつし咗本《De Magnete》,なみ引用いんようひしげひのとばなし「electricus」-而呢就演變成へんせい英國えいこくばなしいれめん嘅「Electricity」呢個。喺 1660 ねんとくこく科學かがく Otto von Guericke 發明はつめい咗第一部いちぶせいでん發電はつでんれいいた現代げんだい電磁でんじがく全面ぜんめん開始かいし發展はってん,喺跟じゅう落嚟嘅 18 世紀せいきこうかい就有嗮正でんまけでんどううめ電場でんじょう呢啲概念がいねん

電荷でんか實驗じっけん喺屋くわだて以做:しょう一大柞物體捽到起靜電之後,就會發現はつげん物體ぶったいとう中有ちゅうう啲會互相吸引きゅういんゆう啲會互相排斥はいせき。而且なかかいゆうどくはた呢柞物體ぶったいぶん做兩だいぐみどう一組入面嘅物體都會互相排斥,而且冚唪唥都會同かいどうだいくみ嗰啲物體ぶったい吸引きゅういんそくがかりばなし電荷でんかゆう得分とくぶん做兩しゅ:就噉さけべじゅう佢哋做「せい電荷でんかどう電荷でんか」-そうこれただしいち做正,另外いち做負就得。とうりょうきゅうおびこう電荷でんか而且唔同せい物體ぶったい掂埋一齊或者擺得好近嗰陣,佢哋あいだかいさんせい一股突然嘅電流,呢個過程かていかん咗之りょうきゅう物體ぶったい就唔さい帶電たいでんあるものたい嘅電かいへんじゃく咗-そくがかりばなし喺呢過程かてい途中とちゅう電荷でんか喺嗰りょうきゅう物體ぶったいあいだいくどう。呢個過程かてい就係所謂いわゆるしずかでん放電ほうでん(Electrostatic discharge),如果牽涉喺一次靜電放電當中嘅電荷量夠勁,放電ほうでん嘅過ほど嗰度なかかいさんせいひかりどうねつそくがかりさんせい火花ひばな

概論がいろん[編輯へんしゅう]

根據こんきょ慣例かんれい,喺畫電場でんじょう嚟表たちいち電場でんじょう嗰陣,啲電じょうせんがかり由正よしまさ電荷でんかゆび電荷でんか嗰度嘅。

摩擦まさつ起電きでんこうおう[編輯へんしゅう]

とう有人ゆうじんはた一塊ひとかたまり玻璃はりどううめいちきゅう樹脂じゅし-而兩けん嘢都唔帶電たいでん-捽落たいかた嗰度、跟手さい掂住たいかた噉擺うめ一齊いっせい時候じこうりょうけん嘢唔かい顯示けんじゆう帶電たいでん嘢有嘅特ちょうただしかかりとう佢哋俾人ぶんひらき咗,佢哋かい互相吸引きゅういん。跟住はただい二塊玻璃捽落去第二舊樹脂嗰度、さいしょう佢哋ぶんひらけなみ且將佢哋擺近だい一塊玻璃同埋第一舊樹脂嗰度嗰時,かい發生はっせい啲噉さま嘅事:

  • りょうかたまり玻璃はりかい互相排斥はいせき
  • りょうかたまり玻璃はり都會とかいあかつき吸引きゅういんりょうきゅう樹脂じゅし
  • りょうきゅう樹脂じゅしかい互相排斥はいせき

呢種がかりいちしゅでん現象げんしょう,而有呢啲特徵とくちょう物體ぶったい就算帶電たいでんあるものおこり咗電(Electrified)。ようれいいた物體ぶったいよし冇電へんいた帶電たいでんゆうこう方法ほうほう,其中一種就係靠將兩件唔同物料嘅物體(說明せつめい咗一件物體嘅電特徵同佢嘅物料有關)互相捽就せいいた-呢個就係所謂いわゆる摩擦まさつ起電きでんこうおう。如果ただし揾一たいよう唔同ぶつりょうせい而且唔係玻璃はり唔係樹脂じゅし嘅兩けん物體ぶったい摩擦まさつ起電きでんかい發覺はっかく佢哋一件會吸引頭先嗰兩塊玻璃排斥頭先嗰兩舊樹脂,而另いちけん相反あいはん,於是乎就ゆう咗「せいでんまけでん」嘅概念がいねん。喺科學界がっかい一般いっぱん慣例かんれいがかりかいはたおこり咗電こう吸引きゅういん玻璃はり排斥はいせき樹脂じゅし嗰啲嘢當做帶せいでん,而相はん嗰啲たいまけでん-呢個查實純粹じゅんすいがかりいち慣例かんれいただようしょう一方當正另一方當負,けい嚟嘅すう就唔かいゆう問題もんだい

ほろかん特性とくせい[編輯へんしゅう]

こう原子げんし粒子りゅうし(Subatomic particle;ゆび啲細つぶ原子げんし粒子りゅうしこうがかり電子でんし噉)たい電荷でんかたい量子力學りょうしりきがく(Quantum mechanics)理論りろん研究けんきゅう發現はつげん咗,電荷でんかがかり定量ていりょう(Quantized)嘅,そくがかりばなし電荷でんか呢家嘢唔がかり砍幾ほそけん,而係ゆうぼう基礎きそ單位たんいe;1 りん大約たいやくとう6.242×1018 e)嘅-所有しょゆうたい電荷でんか嘅嘢身上しんじょう電荷でんかりょうがかり e 嘅倍すう,而如はてゆうけん物體ぶったい佢帶嘅電荷でんかりょう啱啱このみとうe,噉佢身上しんじょうたい電荷でんかじょ變成へんせい 0 これがい就冇とくさい減少げんしょう電荷でんか嘅定りょうせいゆう得用とくよう美國びくに物理ぶつりがく Robert Millikan 嘅あぶらしずく實驗じっけん嚟揾[8]

根據こんきょ慣例かんれい,一粒電子帶嘅電荷係負數ふすう(-e)而いちつぶしつおび電荷でんかがかり正數せいすう(+e)。りょうつぶどうきょく帶電たいでん粒子りゅうしかいしょう斥,而異ごく嘅會しょう吸。くらりん定律ていりつ(Coulomb's law)呢條物理ぶつり定律ていりつはたりょうつぶ帶電たいでん粒子りゅうしあいだ嘅靜電力でんりょくりょう[9]表示ひょうじりょうつぶ帶電たいでん粒子りゅうしあいだ嘅力-無論むろんかかり吸引きゅういんりょくじょうがかり排斥はいせきりょく-喺數值上がかりどう嗰兩つぶ粒子りゅうしたい電荷でんかりょうなりせいなみ且同佢哋あいだ距離きょり平方へいほうなりはん嘅。呢條定律ていりつよう數學すうがく方程式ほうていしきひょうたち嘅話がかり

喺呢じょうしきいれめん かかりりょうつぶ粒子りゅうしかいかん受到嘅力; かかりくら侖常すう,呢個常數じょうすう嘅數值大やくかかり 8.99×109 N m2 C−2 どう かかりりょうつぶ粒子りゅうし分別ふんべつたい嘅靜でんりょうようゆう正負せいふごう表示ひょうじ佢哋がかりあたり個性こせい);而 就係りょうつぶ粒子りゅうしあいだ距離きょり

ひろしかん特性とくせい[編輯へんしゅう]

いちきゅうひろしかん物體ぶったい(Macroscopic object;ゆびだいきゅう原子げんしこう嘅嘢)身上しんじょう電荷でんかりょうがかり組成そせい佢嘅粒子りゅうし電荷でんかりょう總和そうわ原子げんし多數たすうがかり有住ありずみしょうどう數量すうりょう嘅質どう電子でんし嘅,而質どう電子でんし身上しんじょうたい電荷でんかすう值上いちよう所以ゆえん一粒原子通常整體上都唔帶電荷;ただしかかり一舊宏觀物體好多時都會有些少はなれ(Ion),はなれがかり咗啲あるものしょう噉咗啲電荷でんか原子げんし所以ゆえんかいたいれい電荷でんか。喺組成そせい一舊宏觀物體嗰陣,嗰舊嘢入めん嘅普どおり原子げんしどううめはなれかい聚集,而異ごく嘅離かいいん為相ためすけ吸嘅せい電力でんりょく而黐うめ一齊いっせいただしかかりきゅう嘢入めんせいはなれどううめはなれ未必みひつ數量すうりょういちよう-就係いんため噉,一舊宏觀物體身上嘅電荷量通常都差唔多係等如れいただしかかりまたこうしょうかい啱啱このみとう如零。

另一方面ほうめん,就算一舊物體嘅總電荷等如零,なか有可ゆか能會のうかいゆう佢入めん電荷でんかぶん佈唔ひとし勻嘅情況じょうきょうれい如係ゆう外來がいらい電磁場でんじば搞到佢受到せい電力でんりょく)。喺呢情況じょうきょう就係所謂いわゆる嘅舊嘢きょく(Polarized)。よしためきょく而有嘅總體そうたい電荷でんか就係所謂いわゆる束縛そくばく電荷でんか(Bound charge),而因ため電子でんし往來おうらい而有嘅總體そうたい電荷でんか就係所謂いわゆる自由じゆう電荷でんか(Free charge)。而一舊物體內部嘅電荷如果會向住某個特定嘅方向郁,呢股流動りゅうどう就係所謂いわゆる電流でんりゅう(Electric current):ゆかりしるべでんものりょう組成そせい物體ぶったいゆうとく以電りゅう呢啲みち攞到あるもの甩走啲電子でんし電子でんしがかりたい電荷でんか嘅-なみ且就噉維持いじじゅう整體せいたいたいせい電荷でんかあるもの電荷でんか狀態じょうたい

とうゆう一舊物體身上嘅總體電荷唔係零但係啲電荷又唔郁,噉呢現象げんしょう就係所謂いわゆるしずかでん(Static electricity)。せいでんこう容易よういさんせいはたりょうきゅう唔同ぶつりょう物體ぶったい互相捽就せいいたよう呢個方法ほうほう以將一舊物體身上嘅電荷移去另一舊嗰度,れいいた物體ぶったいおこりせいでん,而根據こんきょ電荷でんか守恆もりつね定律ていりつ(睇下ぶん),如果ゆうりょうきゅうほん總體そうたい中性ちゅうせいけん且受隔離かくり物體ぶったい交流こうりゅう電荷でんか,噉佢哋喺交流こうりゅうかんこれ各自かくじたい電荷でんかじつ係數けいすう值一樣但係正負相反嘅。

しずかでんどう電流でんりゅう[編輯へんしゅう]

うちぶんしずかでんどう電流でんりゅう

しずかでんどう電流でんりゅうがかり兩個りゃんこ相關そうかん現象げんしょう兩者りょうしゃ牽涉いた電荷でんかなかゆう可能かのう喺同一件物體入面同時發生。せいでんがかりゆび一件物體帶住明顯非零電荷嘅物體身上啲電荷唔郁。根據こんきょりん定律ていりつ電荷でんか冚唪唥都かいこう其他電荷でんかほどこせ一股吸引或者排斥嘅力,而如はてゆうりょうけんたいきょく電荷でんか嘅嘢たちいたぼう條件じょうけんれい如係夠近),佢哋就有可能かのうかい交流こうりゅう電荷でんか-呢種現象げんしょう就係所謂いわゆる嘅靜でん放電ほうでん

相反あいはん電流でんりゅうがかりゆび喺一件物體內部嘅電荷流動,唔會れいいた嗰件物體ぶったい總體そうたい電荷でんか咗或しゃしょう咗。さい常見つねみ嘅帶電荷でんか嘢係たいせいでん嘅質どううめたいまけでん嘅電。呢兩しゅたい電荷でんか嘢是ただし一個流動都會產生電流,而一般いっぱん根據こんきょ慣例かんれい,啲人こう電流でんりゅう方向ほうこうがかりこう緊啲せい電荷でんかしつ)嘅流動りゅうどう方向ほうこう

根據こんきょ慣例かんれい,「電流でんりゅう方向ほうこうがかりゆび啲正電荷でんか流動りゅうどう方向ほうこう所以ゆえん呢幅いれめんりょうじょう電線でんせん嘅電りゅう方向ほうこうがかりこうみぎ」。

相對そうたい變異へんいせい[編輯へんしゅう]

電荷でんかがかりいち相對そうたい變量へんりょう(Relativistic invariant)[10][11]根據こんきょ相對そうたいろんとういちけん嘢郁嘅速度そくど開始かいし接近せっきん光速こうそく,佢嘅ながたびどううめ質量しつりょうかいへんそうした電荷でんか就係いち相對そうたい變量へんりょうそくがかりはなし一件嘢嘅電荷量唔會跟住件嘢嘅速度改變,いちたいゆう 噉多電荷でんか嘅物たい無論むろん速度そくどゆういくかい,佢嘅電荷でんかりょうなかかいがかり

電荷でんか守恆もりつね[編輯へんしゅう]

根據こんきょ電荷でんか守恆もりつね定律ていりつ(Law of conservation of charge),俾是ただし一個受隔離嘅物理系統,佢裏めん電荷でんかがかり守恆もりつね嘅-そくがかりはなしいち隔離かくり物理ぶつり系統けいとう絕對ぜったい唔會啦啦咗或しゃしょう噉咗啲電荷でんか。如果ゆう系統けいとう咗或しゃしょう咗啲電荷でんか,噉啲電荷でんかがかりけいぼう啲管どうよしだい系統けいとう嗰度はし咗嚟あるものはし過去かこだい系統けいとう嗰度-そくがかりばなし呢個系統けいとうなみ唔係「受隔離かくり」嘅。よう方程式ほうていしき表示ひょうじ嘅話,喺是ただし一個特定嘅空間入面,

またあるもの以寫做

とうなか かかり嗰個空間くうかんいれめん電荷でんかりょう かかり嗰個空間くうかんいれめん電荷でんか密度みつどゆびまい單位たんい容量ようりょうゆう幾多いくた電荷でんか」), かかり嗰個空間くうかん嘅容りょう かかり時間じかん,而 かかり電流でんりゅうゆびまい單位たんい時間じかんゆう幾多いくた電荷でんかりゅうけい嗰個空間くうかん」)。だい一條式表示咗電流係電荷量隨時間嘅しるべすうよう日常にちじょう用語ようごこう就係「電流でんりゅうがかり電荷でんかりょう隨時ずいじあいだ改變かいへん嘅率」;而第じょうしきはた かわ咗做「 ずいじゅう 積分せきぶん」,よう日常にちじょう用語ようごこう就係「所有しょゆう單位たんい容量ようりょういれめん分別ふんべつ電荷でんか密度みつどうめ一齊出嗰個數」-そくがかりそう電荷でんかりょう。呢兩じょう算式さんしき表示ひょうじいちよう嘢:如果ゆう系統けいとう佢多咗或しゃしょう電荷でんか,噉實がかりいんためゆう一啲電流流經佢,たんまたしか

睇埋[編輯へんしゅう]

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  1. 1.0 1.1 Griffiths, David J. (2013). Introduction to Electrodynamics (4th ed.). Boston, Mas.: Pearson.
  2. Panofsky, W. K., and M. Phillips, 1969, Classical Electricity and Magnetism, 2nd edition, Addison-Wesley, Reading, Massachusetts.
  3. James Clerk Maxwell. (1891). A Treatise on Electricity and Magnetism, Dover Publications Inc.
  4. Purcell, Edward M.; David J. Morin (2013). Electricity and Magnetism (3rd ed.). Cambridge University Press. p. 766. ISBN 9781107014022.
  5. Roller, Duane; Roller, D.H.D. (1954). The development of the concept of electric charge: Electricity from the Greeks to Coulomb. Cambridge, MA: Harvard University Press.
  6. Hyperphysics - Magnetic Force
  7. Roald K. Wangsness (1986). Electromagnetic Fields (2nd Ed.). Wiley.
  8. Serway, Raymond A.; Jewett, John W. (2004). Physics for Scientists and Engineers (6th ed.). Brooks/Cole.
  9. McCormmach, R.; Jungnickel, C. (1996), Cavendish, American Philosophical Society, pp. 335–344.
  10. Jefimenko, O.D. (1999). "Relativistic invariance of electric charge" (PDF). Zeitschrift für Naturforschung A. 54 (10–11): 637–644.
  11. Singal, A.K. (1992). "On the charge invariance and relativistic electric fields from a steady conduction current". Physics Letters A. 162 (2): 91–95.