自由電子

自由電子大量存在於金屬導體中,其可以在整塊金屬中自由地運動。這主要是在金屬原子的最外層的電子受原子核的束縛比較弱,當這些原子一起構成金屬晶體時,一個原子的最外層電子由於受到其他原子核的影響,不再束縛在某個原子核周圍運動,而成為可以自由運動的電子。金屬導線中的電流正是導線中的自由電子在外電場的作用下作定向運動的結果,物體中的自由電子的多少是物體導電性能的主要因素。

電場

電場是一種客觀存在的物質,其存在於電荷周圍,能傳遞電荷與電荷之間的相互作用,是一個物理場。在電荷周圍總有電場存在;同時,電場對場中其他電荷產生力的作用。電場分為靜電場和變化的電場。觀察者相對於電場靜止時所觀察到的電場稱為靜電場,靜電場是不會隨著時間的變化而改變的。如果電荷相對於觀察者運動時,除了產生靜電場外,還會產生磁場。電場不僅由於電荷的存在而產生,也會通過變化的磁場而產生,後者稱為感應電場或渦漩電場。電場和磁場組成的電磁場是電磁現象的基礎。

是物體的一種屬性。構成實物的許多基本粒子是帶電的,如質子帶正電,電子帶負電,質子和電子具有的電量是電量的最小單位,它們所帶電量的絕對值相等而分別為正負電。原子是組成物質的基本單位,其是由帶正電的原子核和帶負電的電子組成的。通常,同一個原子中的正負電量相等,在正常情況下表現為中性或不帶電。當由於某些原因(如摩擦等)而失去一部分電子時,就帶正電,若得到額外的電子時,就帶負電。用絲綢摩擦玻璃棒時,玻璃棒就失去電子而帶正電,絲綢得到電子而帶負電,得失電子的數目是相等的。

在金屬中,由於有大量的自由電子的存在,自由電子的運動就會產生電流,因此,金屬都具有導電性。

電荷的同性相斥

是指帶同種電荷的物體,會由於電荷之間的相互作用而產生相互排斥的作用力。如將兩個帶正電的物體放在無摩擦力的表麵上,兩物體會因此而排斥向相互離開的方向運動。

電荷的異性相吸

是指兩種帶不同電性的電荷,即分別帶正電和負電的電荷,兩者之間會產生相互吸引的作用力,這種相互作用是通過電場而傳遞的。

導體

在外電場的作用下能很好地傳導電流的物體叫作導體。在導體中存在大量的自由電子或離子,這些可以自由移動的帶電粒子是導體能導電的原因。一般金屬和電解液都是這樣。金屬是依靠其中的自由電子而導電,而電解液則是依靠溶液中的正負離子而導電。

電解

是在電解質溶液中通入電流在兩個電極附近同時產生化學反應的過程。在插入電解質溶液中的電極的陰極上發生還原反應,在陽極上發生氧化反應,同時產生新的物質。如用炭極直流電源電解濃的食鹽溶液時,在陰極上放出氫氣,極旁產生苛性鈉,而在陽極上有氯氣放出。電解在工業上被廣泛應用於製取較純的物質。

電離

所謂電離,就是原子在受到外界的某些作用,如用高速的電子或離子與原子核碰撞而使原子中的外層電子擺脫原子核的束縛而離開原子,使原子成為帶正電荷的離子的過程。因為原子是由帶正電的原子核及其周圍的帶負電的電子所組成的中性體,由於原子得到電子或失去電子而變成離子。當原子得到電子時,就變成負離子,當原子失去電子時,就變成正離子。

靜電屏蔽

用一個空腔導體將外電子遮住而不影響空腔導體的內部,同時使在空腔內部的電器設備不對外界的電磁場產生影響,這就叫作靜電屏蔽。當空腔導體不接地時的屏蔽稱為外屏蔽,空腔導體接地的屏蔽為全屏蔽。當為外屏蔽時,空腔導體內部的電場會對外部產生影響,而外部電場不會對空腔導體內部產生影響。當為全屏蔽時,內部電場對外部和外部電場對內部都不產生影響。靜電屏蔽可以用來防止信號的互相幹擾,其被廣泛應用於科學技術工作中。如在電子儀器的外麵加上金屬罩,在通訊電纜外麵包上鉛皮等都是用於防止信號幹擾的屏蔽。

粒子加速器

是通過外加電磁場的方法將帶電粒子加速到較高速度的儀器,這種裝置可以產生各種能量的電子、質子、氘核以及其他一些重離子。這種裝置產生的各種高能粒子與物質作用,可以產生各種帶電和不帶電的次級粒子和多種介子、超子、反粒子等,對探索物質的微觀結構有著極其重要的意義。加速器有直線加速器和環形加速器,其由加速粒子的軌道而定,如中國科學院高能物理研究所的粒子加速器為直線型加速器。目前,世界上的加速器大多是能量在100兆電子伏以下的低能加速器,隻有少數用於粒子物理學的研究,大量的低能加速器用於各種基礎科學的研究和醫療、工業方麵。

電容器

是在無線電路中用來積儲電能的基本元件,其與其他元件的組合可以在電子線路中起獲得振蕩、濾波、相移、旁路、藕合等作用。常見的電容器有平行板電容器和圓柱型電容器兩種。在兩個導體間由電介質相隔就是電容器。所有的電介質有固體的、氣體的和液體的。根據電介質的不同,電容器分為空氣電容器、真空電容器、紙介電容器、塑料薄膜電容器、雲母電容器、陶瓷電容器、電解電容器等。電容器的電容以一個極板的電量與兩極板間電勢差的比值來量度。電容是表征導體由於帶電而引起本身電勢改變的物理量。電容器的電容大小取決於極板的形狀、大小、相對位置以及極板間電介質的介電常數。

電流

帶電粒子的定向運動叫作“電流”。金屬中的自由電子及液體或氣體中的正負離子等在電場的作用下都會發生定向運動,這樣就會形成電流。由於電流形成過程的不同,電流分為傳導電流、對流電流和位移電流。通常在輸電線路中的電流稱為傳導電流。對流電流是帶電介質或介質中的帶電部分不是由於電場的作用而在空間運動時所形成的電流。位移電流是電位移矢量隨時間的變化率,其隻表示電場的變化率,與傳導電流不同,它不產生熱效應和化學效應。

中學課本中所討論的“電流”主要是傳導電流。傳導電流的周圍存在磁場,能通過電流使電路加熱。日常生活中的家用電器都是使用傳導電流。

電阻

是電的導體對在其中傳導的電流的阻礙程度。對於由一定材料製成的橫截麵積均勻的導體,在一定的溫度下,它的電阻與導體的長度成正比,與導體的橫截麵積成反比,與導體的電阻率,即表征物質導電性能的物理量成正比。導體的電阻率越小,導電本領越強。在穩恒電流的電路中,電流、電壓和電阻有著一定的關係,表示這一關係的定律稱為歐姆定律:即流過導體的電流與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比。導體的電阻率不僅與材料有關,而且和導體的溫度有關。在傳輸電流時,導線的電阻越小則損耗的電流越小。電流在電阻上的損耗一般變為熱能或光能。如電爐絲就是一個電阻。