電量與元電荷

1電荷量：用于度量電荷多少的物理量，簡稱電量，常用Q或q表示，單位：庫侖,C。

2試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：

質(zhì)子和電子所帶的電荷量是最小的，其值為：

電子電量 e=-1.6×10-19C.  (電子質(zhì)量=9.11×10-31kg)

質(zhì)子電量 e= 1.6×10-19C.

※任何帶電體所帶電量總是等于某一個(gè)最小電量的整數(shù)倍，這個(gè)最小電量叫做基元電荷，也稱元電荷，用e表示，1e=1.6×10-19C 。它等于一個(gè)電子所帶電量的多少，也等于一個(gè)質(zhì)子所帶電量的多少 (元電荷的電量數(shù)值最早由美國科學(xué)家密立根于1909年用油滴實(shí)驗(yàn)測得) 。

                        靜電的物理現(xiàn)象

    靜電和靜電場的物理現(xiàn)象主要有：力學(xué)現(xiàn)象、放電現(xiàn)象和靜電感應(yīng)現(xiàn)象。

1、靜電的力學(xué)現(xiàn)象：

    位于靜電場中的任何帶電體都會受到電場所施加的力的作用。按庫侖法則，此帶電物體單位面積上的吸引力或排斥力F（N/m2）為：

                        F==εE2

式中：ε─帶電物體的介電常數(shù)，N/v2;

      q─帶電物體的表面電荷，C/m2;

      E─帶電物體的表面電場強(qiáng)度，v/m。

按上式計(jì)算，在每平方厘米上靜電作用力為數(shù)百毫克左右，僅為磁鐵作用力的萬分之一。因此，靜電作用力僅對毛發(fā)、紙片、塵埃、纖維、粉塵等非常輕的物體顯示靜電力學(xué)現(xiàn)象，而對重物則察覺不到。

2、靜電放電（ESD）現(xiàn)象

    帶有靜電的物體靠近或接觸另一物體，只要他們之間存在電勢差，就會發(fā)生靜電荷轉(zhuǎn)移。這種靜電荷轉(zhuǎn)移的過程稱之為靜電放電。

    靜電放電按其發(fā)光形態(tài)大致可分為電暈放電、刷形放電、火花放電及能觀察到的沿帶電物體表面發(fā)光的表面放電四類。                   

    

（a）電暈放電：電暈放電是電場分布不勻時(shí)，電場集中在帶電體或接地體的一些突出部分發(fā)生的放電現(xiàn)象，它是屬于微弱的尖端放電現(xiàn)象。

（b）刷形放電：刷形放電是電暈放電的一種，多數(shù)發(fā)生在不均勻電場中，特別是當(dāng)帶電電荷較大而帶電體和接地體形狀較為平滑時(shí)容易發(fā)生刷形放電，它伴有比電暈放電更強(qiáng)的光和破裂聲響。

（c）火花放電：火花放電是一種有強(qiáng)烈的發(fā)光和發(fā)出破裂聲響的放電，在帶電體和接地體之間可以看到線狀的強(qiáng)光，在發(fā)光通路上，瞬時(shí)會發(fā)出數(shù)安培以上的峰值電流。當(dāng)帶電體和接地體的形狀較為光滑時(shí)，容易發(fā)生這種放電。當(dāng)帶電體所帶靜電較大時(shí)，一般總是發(fā)生火花放電，它往往會成為引燃和引爆源。

（d）表面放電：當(dāng)絕緣體上帶有大量的靜電時(shí)，在對空發(fā)生放電的同時(shí)，還會沿著絕緣體表面發(fā)生放電，這種放電形式稱為表面放電。通常帶電體的表面電荷密度超過10C/cm2時(shí)，就可以看到絕緣體表面上的表面放電現(xiàn)象。另外，當(dāng)帶電體的一側(cè)有接地體，而另一側(cè)又有接地體與之接近時(shí)，容易發(fā)生表面放電。由于它和火花放電一樣，放電能量較大，故應(yīng)引起重視。

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3、靜電感應(yīng)現(xiàn)象

    即使是完全不帶電的導(dǎo)體，只要置于某帶電體附近并與大地絕緣，也會出現(xiàn)吸附塵埃等力學(xué)現(xiàn)象和伴有發(fā)光放電等現(xiàn)象，這就是靜電感應(yīng)現(xiàn)象。

    感應(yīng)電荷雖然比帶電體的總電荷小，但靜電感應(yīng)電位有時(shí)可以達(dá)到幾千以至上萬伏之高，所以不能忽視。特別是當(dāng)被感應(yīng)的物體是金屬之類電阻小的物體時(shí)，往往會發(fā)生火花放電。

4、在靜電放電的同時(shí)還會有電磁波的發(fā)射現(xiàn)象

    當(dāng)物體所帶電荷在空間產(chǎn)生的電場強(qiáng)度超過介質(zhì)的擊穿電場強(qiáng)度時(shí)，便會出現(xiàn)發(fā)光、破裂聲響等靜電放電現(xiàn)象。這是靜電場使帶電體周圍的氣體發(fā)生電離的結(jié)果。這種氣體擊穿放電現(xiàn)象產(chǎn)生的反電荷離子流向帶電體，使靜電中和，正電荷離子流向接地體。這樣的放電現(xiàn)象一旦發(fā)生，就會發(fā)出青白色的光和破裂聲響，并因離子電流而輻射出一種頻率約為105~107HZ的電磁波并產(chǎn)生臭氧等。

                  

        

           靜電場擊穿空氣介質(zhì)使氣體分子電離化示意圖

    如果從帶有數(shù)千伏、數(shù)萬伏高電位的帶電體發(fā)生脈沖刷形放電或火花放電時(shí)，則在瞬間內(nèi)有數(shù)安培的離子電流的同時(shí)，還會有電磁波發(fā)射。