电到底是什么?是一种物质吗?

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电的意思有很多种,可以指电荷,也可以说电流。但其本质还是电荷,所以电也可以认为是物质的一种属性,但却不是物质。


电子带负电荷,质子带正电荷,中子不带电荷。科学家们发现电也有很长的历史,最早的时候人们发现自然界的一些放电现象,比如闪电、一些能够放电的鱼、摩擦起电等等。最初人们只是知道这些现象,但这些现象背后的原因人们并不知道。甚至有些人把电和磁还混为一谈,因为电也具有吸引力,和磁很像。不过磁不需要摩擦就可以吸引物质,而且吸引的物质都是些铁基金属。而电则什么物质都可以吸引,因此人们直觉上认为电和磁不一样。


后来人们逐渐形成了电的概念,意识到闪电、摩擦起电等等现象都是电造成的,本质一样。后来,电子、质子、电磁感应等重大物理学发现使得人们更加深刻地认识到了电的本质。原来不管任何电现象,都是电子和质子参与形成的。而电是质子和电子的一种特殊属性,磁也是电产生的。就像是人分为男人和女人一样,电也分为正负,同种电荷相互排斥,异种相互吸引。

至于为何电子会带电荷,就像问光速为何不变一样。电子生来就带电,生来就具有和质子相反的这种属性,而且这两种属性相互作用,会产生各种神奇的相互作用。而人们只是把这种属性叫做电荷,它们直接的相互作用叫做电现象。


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答:电本身不是物质,而是电荷定向移动形成的一种现象,准确的叫做“电流”。


自由电荷在导体中定向移动形成电流;物质由原子组成,原子又由原子核与核外电子组成,然后最外层的核外电子很容易脱离原子核的束缚,形成自由电子。

自由电子带一个单位的负电荷,当我们在导体两端加上电场时,导体中大量的自由电子就会产生定向移动,定向移动的速度大约是每秒几微米到几厘米;但是电场在导体中建立的速度是光速,所以电流的传播速度是光速。


由于当初定义正电荷的移动速度为电流方向,所以造成在导体中,自由电子定向移动的反方向,才是此段电流的方向;如果在化学溶液当中,就有可能是带正电荷的离子定向移动形成电流,此时离子的移动方向就是电流方向。

电流大小的定义:单位时间内,通过导体横截面的电荷量,公式为I=Q/t。

在纯电阻电路当中,电流还满足欧姆定律I=U/R,但是欧姆定律本质上是经验公式,由德国物理学家乔治·西蒙·欧姆在十九世纪初,根据实验结果总结而来;欧姆定律并不适用于气体导电、半导体导电以及超导电路当中。


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艾伯史密斯


这取决于你对“物质”两字的理解,广义的物质指的是客观实在性,也就是客观存在的事物都是物质,电当然也是一种物质!

不过通常情况下,我们所说的物质并不是这样的,而是可以看得见摸得着的实体物质,也可以理解为拥有质量的物质,而不是能量!比如说,光是一种能量,通常情况下我们就不说光是物质,它就是一种能量!

那么从这点上来讲,电就不是一种物质,电只是一种现象,一种电荷移动(电子移动)表现出来的现象,也可以认为电视一种能量,而非物质!

电子带负电,质子带正电,在一定的能量驱使下电子会脱离原子核的束缚成为自由电子向某个方向移动,就形成了电,也就是电流。自由电子移动的速度是非常缓慢的,不过我们感受到的电流是自己电场的作用下的电子移动,速度是电场的速度,也就是光速!

根据能量守恒,电流的产生必须有能量的输入,也就是必须有能量输入迫使电子向某个固定方向一定才能形成电流,如同我们生活中见到的水流一样。水流只是一种现象,并非一种物质,水向某个方向的定向一定就形成了水流,而电子同样如此,向某个固定方向的移动就形成了电流。

而电源的原理也很简单,通俗理解就是电源的两端其中之一缺少电子,另一端有多余电子,当两端没有相连时,各自保持各自的状态,当相连时,就会有电的产生,说白了还是电子的定向移动!


宇宙探索


电是什么?要回答这个问题,要从电学的发展史讲起。

我曾经给学生们讲解电学发展史,不下百次,这里再简单的讲讲吧!

01

最早的电现象

最早的电,其实说的是一种现象。

其一,是闪电;其二,是摩擦起电。

其中摩擦起电的现象,在我国春秋战国时代的《墨经》中就有记载,说木棒摩擦之后,可以吸起麦糠。

在西方要晚一点,公元500年左右,发现琥珀摩擦可以吸引灰尘、羽毛等。

所以,中学物理书上有这样一句话:带电体可以吸引轻小物体,是一个必考的考点。

当然,为什么可以吸引呢?这是一种静电感应现象,具体不多讲了。

02

正负电的命名

由于闪电太强,而摩擦起电太弱,所以对电学的研究,一直无法进行。

直到莱顿瓶和伏打电堆的发明,才让我们有了储存电的装置。

更值得一提的是美国著名人物,开国元勋之一的本杰明·富兰克林,在一个雷雨交加的夜晚,放飞了一个带着金属线的风筝。幸运的他竟然没有被电死,还把天上的闪电引了下来,储存在了一个莱顿瓶里。

富兰克林拿这个瓶子做实验,发现和地上的摩擦产生的电是一样的性质。

从而,再次证明了天上的电和地上的电是一种东西。

之前证明这个的,还是牛顿——证明了天上的物体和地上的物体都满足万有引力定律。

而且,富兰克林还发现,电有两种。

我们现在所说的正、负电,最早就是富兰克林命名的。

而且,富兰克林还被印在了美钞上:

03

之后的发展

19世纪之后,人类对电学的研究越来越深入。特别是电流、电路、电磁场的研究,各种电学定律被发现,一步一步,惊喜连连。

但是令人惊奇的是,直到19世纪末的1897年,人类才发现有电子这种东西存在!

也就是说,什么欧姆定律、焦耳定律、基尔霍夫原理、电磁感应都是在不知道电子存在的情况下发现的!如果你懂得的话,一定会像我一样,不得不感叹科学的神奇!

04

基本粒子的发现

随这电子的发现和原子的核式结构的发现,以及后来中子的发现,让我们对物质结构越来越了解,对“电”,也越来越了解。

电,其实是一种属性,一种基本粒子的基本属性——就如同质量一样,是一种最最基本的属性。

最简单的例子,电子带负电,质子带正电,中子不带电。

电这种属性,通过电磁场来相互作用。

后来和弱相互作用力统一在了一起,称为弱电相互作用。

所以结论出来了,电是物质么?并不是,但电场是物质。


宇宙物理学


电是电子在导体中流动的一种电子流。电也是一种物质,一种纯电子物质。

电从发电机中发出,在导体中流动,这就是电。

当机器通电后,机器就会转动。这是电子在机器中推动机器转动。

当电灯通电后,电子经过灯丝,灯丝就发热发光。

电与光其实是相同的。

太阳发出的光,照到地面,地球地面就存在太阳光电子。地球表面温度就是有太阳光电子在空气中运动形成的。

地球空气充满了太阳光的光电子。地球上发电设备都是在地球表面太阳光电子采送到导体上。

发电设备运行,就好像一勺一勺把电子水勺到导体中,电网再输送到各用电处。

闪电也是电。

这是太阳光把光电子照到地面,空气中有时会有湿度,会有云层,当冷空气向南运动,会把云层往南推,云层中有的云朵电子会多,有的会少,多电子的会向少的流动电子,流动电子会产生高温,高温会发生爆炸,于是闪电产生。

如果云朵中电子对树木放电,电流流过树木,流过时会产生高温,产生高温就会发生爆炸,这是云树放电,还有云地放电,云云放电。

闪电就是空气爆炸。

球状电也是电。这是云朵中充满了电,电子储存在球状云朵中,遇到放电体就放电,产生爆炸。

电子在导体中能流动,非导体中就很难流动。

金属表面光滑,电子很容易在上面流动,金属就是很好的电子流动导体。

电子也是一种物质,一种纯电子物质。

2019.3.14

常江南


宇宙物理与天气通


电就是宇宙天体自然界中的一种物质能量。

但电这个物质产生巨大能量的必须条件是;正,负两极物质碰撞相融才能产生发挥出巨大能量来。

电分正负两极,从物质能量上来说;它没有正能量,负能量之一说。

因为要是让电都具正能量,它的物质只能为零,发不出能量来。而且还从物理原理理论上来说;正正得负,负负为正。自以为的正,反倒会成负的结果。

这也好比人类的批评与自我批评,你光是赞扬,没有自我批评,更不能容许外界批评,光倡导正能量,不容许‘’负‘’能量,这岂不是也象电物质一样,光正极没有负极相融能有能量产生吗?这还不等同于零物质吗。

而且是正正得负,反而让本来发光的正能量蜕变成黑暗腐败的结果了。

所以上天赐给了人类的一个最大幸福礼物;电。而这个电物质得要正负二极物质相融才会产生给人类带来巨大幸福生活的能量。

也正是电物质的正负两极相融才能产生能量的哲理启示着人类:产生公平公正,和谐民主等等的幸福社会,就得有一个正负相融,批评与自我批评,相互制衡,相互监督等等机制。

这样才会不至于正正得负,而让负负得正,正负相触,共同产生一个巨能量的光明世界来。











方秉潮


电到底是什么?是一种物质吗?

这确实是一个比较搞脑子的问题,电是一种看不见却摸得着的“东西”,想必各位都有被电的经历,即使没有被市电电过,也肯定被静电打过,那这种到是属于物质还是现象呢?

也许各位从书本上第一次认识电应该来自于富兰克林放风筝的故事,当然这引入的闪电,电压极高,放电产生的能量极大,也算是富兰克林命比较大,要不然咱也不会听他的科学故事了,而是要检讨他的事故教训!

一、电流

电流的本质是自由电子的移动,自由电子为什么会移动呢?这当然是电压差所致,这个我们下文再说,我们先来说说自由电子的问题,如上图中,既然是电子,那么在原子核周围运动着的都是电子,为何有的容易成为自由电子流动的导体,而有的电子则无法流动而成为绝缘体呢?

导体:导体原子的最外层的价电子很容易挣脱原子核的束缚成为自由电子,在电压差的作用下流动而成为电流

绝缘体:绝缘体中的电子都被原子核束缚住难以成为自由电子,或者自由电子极少,因此难以形成电流而成为绝缘体!

导体和绝缘体之间没有明显的界限,只是在于容易脱离原子核束缚的自由电子多少而已,并且可可能会受到外界的影响而改变自身的属性!

二、电压

电压是自由电子运动从而使导线内部的电子与电子相互排斥,产生了一连串的连锁反应(这个连锁反应的速度为光速),而这种反应在电路中传播最后产生了电压。需要注意一下的是有电流必定会有电压,而有电压则不一定有电流,因为在开路状态下仍然会产生电压,此时的电压就是开路电压!

那么回到标题,从上文的叙述中我们可以了解到电是一种自由电子运动引起一种现象!它不是物质,但引起这种现象本质是自由电子的运动,自由电子属于物质!


星辰大海路上的种花家


电是物体内的电子的一种扰动,甚至你可以理解为电子的波动,如果你还是不能理解,继续看:

物体是由原子构成的,每个原子的核外都有数量不等的电子绕核转动。每个原子的核外电子是确定的,不多不少时则不带电。

这样比喻吧,每个原子相当于一个人,每个人手里都有两个苹果,相当于每个原子都有两个电子,然后一大群人聚集在一起构成人群,就相当于原子聚集在一起,构成一个物体。

一般情况下,每个人都拿着两个苹果相安无事,即相当于电子都有两个电子,物体没有电。

现在,突然从外面来了个人,抢走了人群中的一个人的两个平果,这个人因为没了平果,这个人就从身边的人去抢苹果,被身边的人抢走苹果的人又从身边的人抢走苹果,不断持续抢夺苹果行为,形成抢苹果的传递扰动。

同样,当物体内的一个原子被外界抢走了电子,这个原子有了电,有了电的原子就有能力去抢附近原子的电子,被抢走了原子的电子又去抢附近原子的电子,一直传递下去,只要保持电子缺失状态,就形成电流。

任何失去电子的原子,都有向外抢夺电子的能力,就叫带电。有些原子守护电子的能力很强,缺失电子的原子无法抢走它的电子,这种物体就是绝缘体,反之,很容易被抢走电子的物体就是导体。

这种缺失电子的原子叫带正电,还有一种情况,就是本来只有两个电子的原子因为某种情况多抢了一个电子,这个原子就是带负电 。

这个多余的电子同样会被附近的原子抢走,同样会发生附近的再抢夺附近的扰动,只要保持电子始终多余,抢夺电子的行为就不会停止,这也会形成电流。

电源的原理很简单,一边是缺失电子状态,一边是多余电子状态,没有连接两端时,电源两端各自保持带电状态。

当连接后,电源缺电子的一端从导体一端抢电子,导体因缺失了电子不断传导,最后到达电源的多电子端抢夺电子补充,形成了闭合电路,因为中间多了个用电器,不断消耗能量,电源两端的电子不断平衡,失去电性,即电源没电。

所以,电是原子抢夺电子的一种扰动波态,电能就是这种电子的能量波。


华龙新观点


电,到底是什么?以现代物理学理论为依据,“电”本身没有什么意义,更像是一个被滥用为形容词的古名词,有意义的是电子,电力,电荷,电流,电压,电能,电脑,电缆,电光源,电磁波,以及静电,雷电,放电,发电,输电,等等不一而足。所以,电,当然不属于物质范畴,我们宁可说它是一种物理现象。

这种物理现象,是宏观世界的力量,在微观世界撬开的一条缝隙!这条缝隙稍纵即逝,还往往伴随着“电闪雷鸣”,昭示着阴阳两重天(宏观世界-微观世界)物质和能量的巨大差异。


郭城3点14壹伍玖


电是一种自然现象,这是一种由电荷运动所带来的现象,在自然界中,闪电就是电的一种自然表现形式,电是一个一般术语,是静止或移动的电荷所产生的物理现象。


既然都说到了电是一种现象,那么电本身就不是物质,而是电荷定向移动的一种现象。人类对于电的认识已经有很多年了,在地中海区域的古老文化里,很早就有文字记载,将琥珀制成的棒子和猫毛摩擦之后,棒子就具有了吸引羽毛类物质的特性,在初中的时候我们学过物理也知道,丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,而毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。

1732年,美国著名的科学家富兰克林认为电是一种没有重量的流体,并且存在于所有的物体当中,当物体得到了比正常分量多的电就带正电荷,如果少于正常分量的话,则带负电荷。现在我们知道他的这个说法并不完全正确,但是富兰克林确却是第一个提出电流概念的人,并且日后他还做了著名的风筝实验,也就是将被雨淋湿的金属线利用风筝放到云层中,通过这个实验,他成功证实了空中的闪电和地上的电是同一回事。


自由电子在导体中定向移动可以形成电流,对于一个原子而言,它的原子核外部是围绕着其高速运动的电子,核外电子很容易脱离原子核的束缚成为自由电子,如果把导体放在电场中,那么导体中的自由电子就会在电场的作用下发生定向移动,形成电流,而电流的速度,是光速。

电子是带负电的,而我们最初规定的电流的方向,是以正电荷的定向移动的方向来定义的,正电荷定向移动的方向正好与负电荷的移动方向相反,所以电子的移动方向,是电流的反方向。


在电源的非静电力的作用下,各种带电微粒可以发生定向移动,电流方向不随着时间变化的电流叫做直流电,电流方向随着时间周期性变化的电流称之为交流电。人类一直以来都以自然界中存在的粒子与波来形象地描述“电”,随着近代量子理论的发展,量子力学的不确定性原理揭示着电子不再是可数的微粒,电子是一种具有波粒二象性的粒子,有时表现出粒子性,有时又表现出波动性。随着科学的不断发展,人们意识到“电”能取得的数值是不连续的,电子具有明显的量子特征。


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