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1 # 理性科普者
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2 # 文加TOYISETING
本人宣告:人眼睛能看到實在的物體,是因為我們眼睛感知物質種類的方式是顏色。感知他存在的依據是摸得著。
以上所有都是微觀世界透過人眼睛反應出來,顏色和實在性來自核外電子,物質種類不同核外電子不同,核外電不同顏色不同,只要是物質就沒有看不見這一說,諸如氧氣,氮氣,二氧化碳,一氧化碳等等之類,只是因為密度變大了,因為人眼也是有解析度要求的,如果你站在地球外看大氣,就能看出他是藍色的。
算了說多了也沒多大用,能看到電子必須滿足兩要求,一要麼足夠多,二要麼圍繞原子核做隨機的環繞運動。形成球面也是可以看見的,
電流看不見,是因為有三個我們看不見而又客觀存在的物質:場、電子、離子。
先說場。最常見的場有引力場、磁場、電場。看不見的場,在物理學上,我們都用轉換方法來研究它、認識它,並證明其客觀存在。例如,引力場可以用物體在重力場中做自由落體運動來描述它,透過研究自由落體運動的規律知道重力場的分佈情況。磁場可以透過小磁針在磁場中的轉動情況來描述它,研究小磁針的指向、分佈情況可以瞭解磁場的方向和強弱。
重點說電場。電場在日常生活中無處不在,只要有電荷存在,就有電場存在。單個的點電荷有電場存在,大部分電場是由大量電荷的累積形成的電場,如電池的正負極之間的電場、電容的二個極板之間的電場,電視機映象管有強電場。電和磁在本質上是一家人,因此,電場和磁場是同時存在的。如何確定電場的存在?用電荷來檢測,把一個電荷放入電場中,在場的作用下,電荷就會受到力的作用,根據受力的大小和方向就可以研究電場的性質了,如電場的強弱、電場的分佈、電場的疊加等。
電子,因為太小,在一般顯微鏡下都看不到,更不用說肉眼可看見它了。電子在原子核外,如果是絕緣體,它會被原子核緊緊地束縛著,不能到處跑。在導體內,原子核對電子的束縛比較弱,因此,電子可以到處移動(自由電子),只是運動方向不是一定的。在金屬導體內,正電荷在原子核內,是不會移動的。在溶液中,正負離子都是可以自由移動的。
在閉合迴路中,由於電源的正負極之間或者說高電勢與低電勢之間就會形成電場,電子在電場中就會受到電場力的作用,由於導線是粗細均勻的,其電場可以看成是勻強電場,因此,所有電子都沿著電場方向同時開始作勻速直線運動。這就是電流的流動,取電子作參照物,正電荷的移動方向與電子的移動方向相反。這樣的電流是看不到。在溶液中,正負離子的定向移動形成電流。正負離子也是看不見的。
並不是所有的電流都是看不見的,高壓放電的電流還是可以“看得見”的。如雷電、電子打火、特斯拉線圈放電。為什麼這個電流又可以“看得見”呢?
這是因為在高電壓的作用下,空氣由本來的絕緣體變成導體,其工作原理有點像離子發生器,在高電壓的作用下,在正負極(正負電荷)之間,空氣中的氣體包括水分子全部發生電離,成為等離子體(正離子、負離子、電子),由於電壓非常高,等離子體在電場的作用下產生高速移動形成很強的電流,電流產生熱量,使電流通道的內能迅速增加,溫度急劇升高,升高到一定的程度就會對外輻射大量的光量子,以紫外線和紫光為主,這時,我們就可以“看到”電流的路徑了。
實際上我們並沒有看到等離子體,還是一種轉換法,把等離子體行走的路徑轉換為發出的光,我們才能看到。還是沒有看到電流!
有一個問題科普一下,電壓高,電流不一定強。因為電流的大小還由一個因素決定,即電功率的大小。雷電因為功率大,電壓高,所以,電流強大。特斯拉線圈、電子打火,電壓可以是二節乾電池提供的電壓透過交變升壓形成較高的電壓(幾萬伏),由於路徑短,輸出功率小,其電流很微弱,最多隻能產生一點麻的感覺。
要想看到電流,必須使用轉換方法。把它轉換為電流的熱效應、化學效應和磁效應。看到電爐絲髮熱、白熾燈發光我們說看到電流了。看到電解水產生了氧氣和氫氣,我們說看到電流了。看到導線附近的小磁針發生了偏轉,我們說看到了電流。