電到底是什麼?是一種物質嗎?

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電的意思有很多種,可以指電荷,也可以說電流。但其本質還是電荷,所以電也可以認為是物質的一種屬性,但卻不是物質。


電子帶負電荷,質子帶正電荷,中子不帶電荷。科學家們發現電也有很長的歷史,最早的時候人們發現自然界的一些放電現象,比如閃電、一些能夠放電的魚、摩擦起電等等。最初人們只是知道這些現象,但這些現象背後的原因人們並不知道。甚至有些人把電和磁還混為一談,因為電也具有吸引力,和磁很像。不過磁不需要摩擦就可以吸引物質,而且吸引的物質都是些鐵基金屬。而電則什麼物質都可以吸引,因此人們直覺上認為電和磁不一樣。


後來人們逐漸形成了電的概念,意識到閃電、摩擦起電等等現象都是電造成的,本質一樣。後來,電子、質子、電磁感應等重大物理學發現使得人們更加深刻地認識到了電的本質。原來不管任何電現象,都是電子和質子參與形成的。而電是質子和電子的一種特殊屬性,磁也是電產生的。就像是人分為男人和女人一樣,電也分為正負,同種電荷相互排斥,異種相互吸引。

至於為何電子會帶電荷,就像問光速為何不變一樣。電子生來就帶電,生來就具有和質子相反的這種屬性,而且這兩種屬性相互作用,會產生各種神奇的相互作用。而人們只是把這種屬性叫做電荷,它們直接的相互作用叫做電現象。


科學探秘頻道


答:電本身不是物質,而是電荷定向移動形成的一種現象,準確的叫做“電流”。


自由電荷在導體中定向移動形成電流;物質由原子組成,原子又由原子核與核外電子組成,然後最外層的核外電子很容易脫離原子核的束縛,形成自由電子。

自由電子帶一個單位的負電荷,當我們在導體兩端加上電場時,導體中大量的自由電子就會產生定向移動,定向移動的速度大約是每秒幾微米到幾釐米;但是電場在導體中建立的速度是光速,所以電流的傳播速度是光速。


由於當初定義正電荷的移動速度為電流方向,所以造成在導體中,自由電子定向移動的反方向,才是此段電流的方向;如果在化學溶液當中,就有可能是帶正電荷的離子定向移動形成電流,此時離子的移動方向就是電流方向。

電流大小的定義:單位時間內,通過導體橫截面的電荷量,公式為I=Q/t。

在純電阻電路當中,電流還滿足歐姆定律I=U/R,但是歐姆定律本質上是經驗公式,由德國物理學家喬治·西蒙·歐姆在十九世紀初,根據實驗結果總結而來;歐姆定律並不適用於氣體導電、半導體導電以及超導電路當中。


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這取決於你對“物質”兩字的理解,廣義的物質指的是客觀實在性,也就是客觀存在的事物都是物質,電當然也是一種物質!

不過通常情況下,我們所說的物質並不是這樣的,而是可以看得見摸得著的實體物質,也可以理解為擁有質量的物質,而不是能量!比如說,光是一種能量,通常情況下我們就不說光是物質,它就是一種能量!

那麼從這點上來講,電就不是一種物質,電只是一種現象,一種電荷移動(電子移動)表現出來的現象,也可以認為電視一種能量,而非物質!

電子帶負電,質子帶正電,在一定的能量驅使下電子會脫離原子核的束縛成為自由電子向某個方向移動,就形成了電,也就是電流。自由電子移動的速度是非常緩慢的,不過我們感受到的電流是自己電場的作用下的電子移動,速度是電場的速度,也就是光速!

根據能量守恆,電流的產生必須有能量的輸入,也就是必須有能量輸入迫使電子向某個固定方向一定才能形成電流,如同我們生活中見到的水流一樣。水流只是一種現象,並非一種物質,水向某個方向的定向一定就形成了水流,而電子同樣如此,向某個固定方向的移動就形成了電流。

而電源的原理也很簡單,通俗理解就是電源的兩端其中之一缺少電子,另一端有多餘電子,當兩端沒有相連時,各自保持各自的狀態,當相連時,就會有電的產生,說白了還是電子的定向移動!


宇宙探索


電是什麼?要回答這個問題,要從電學的發展史講起。

我曾經給學生們講解電學發展史,不下百次,這裡再簡單的講講吧!

01

最早的電現象

最早的電,其實說的是一種現象。

其一,是閃電;其二,是摩擦起電。

其中摩擦起電的現象,在我國春秋戰國時代的《墨經》中就有記載,說木棒摩擦之後,可以吸起麥糠。

在西方要晚一點,公元500年左右,發現琥珀摩擦可以吸引灰塵、羽毛等。

所以,中學物理書上有這樣一句話:帶電體可以吸引輕小物體,是一個必考的考點。

當然,為什麼可以吸引呢?這是一種靜電感應現象,具體不多講了。

02

正負電的命名

由於閃電太強,而摩擦起電太弱,所以對電學的研究,一直無法進行。

直到萊頓瓶和伏打電堆的發明,才讓我們有了儲存電的裝置。

更值得一提的是美國著名人物,開國元勳之一的本傑明·富蘭克林,在一個雷雨交加的夜晚,放飛了一個帶著金屬線的風箏。幸運的他竟然沒有被電死,還把天上的閃電引了下來,儲存在了一個萊頓瓶裡。

富蘭克林拿這個瓶子做實驗,發現和地上的摩擦產生的電是一樣的性質。

從而,再次證明了天上的電和地上的電是一種東西。

之前證明這個的,還是牛頓——證明了天上的物體和地上的物體都滿足萬有引力定律。

而且,富蘭克林還發現,電有兩種。

我們現在所說的正、負電,最早就是富蘭克林命名的。

而且,富蘭克林還被印在了美鈔上:

03

之後的發展

19世紀之後,人類對電學的研究越來越深入。特別是電流、電路、電磁場的研究,各種電學定律被發現,一步一步,驚喜連連。

但是令人驚奇的是,直到19世紀末的1897年,人類才發現有電子這種東西存在!

也就是說,什麼歐姆定律、焦耳定律、基爾霍夫原理、電磁感應都是在不知道電子存在的情況下發現的!如果你懂得的話,一定會像我一樣,不得不感嘆科學的神奇!

04

基本粒子的發現

隨這電子的發現和原子的核式結構的發現,以及後來中子的發現,讓我們對物質結構越來越瞭解,對“電”,也越來越瞭解。

電,其實是一種屬性,一種基本粒子的基本屬性——就如同質量一樣,是一種最最基本的屬性。

最簡單的例子,電子帶負電,質子帶正電,中子不帶電。

電這種屬性,通過電磁場來相互作用。

後來和弱相互作用力統一在了一起,稱為弱電相互作用。

所以結論出來了,電是物質麼?並不是,但電場是物質。


宇宙物理學


電是電子在導體中流動的一種電子流。電也是一種物質,一種純電子物質。

電從發電機中發出,在導體中流動,這就是電。

當機器通電後,機器就會轉動。這是電子在機器中推動機器轉動。

當電燈通電後,電子經過燈絲,燈絲就發熱發光。

電與光其實是相同的。

太陽發出的光,照到地面,地球地面就存在太陽光電子。地球表面溫度就是有太陽光電子在空氣中運動形成的。

地球空氣充滿了太陽光的光電子。地球上發電設備都是在地球表面太陽光電子採送到導體上。

發電設備運行,就好像一勺一勺把電子水勺到導體中,電網再輸送到各用電處。

閃電也是電。

這是太陽光把光電子照到地面,空氣中有時會有溼度,會有云層,當冷空氣向南運動,會把雲層往南推,雲層中有的雲朵電子會多,有的會少,多電子的會向少的流動電子,流動電子會產生高溫,高溫會發生爆炸,於是閃電產生。

如果雲朵中電子對樹木放電,電流流過樹木,流過時會產生高溫,產生高溫就會發生爆炸,這是雲樹放電,還有云地放電,云云放電。

閃電就是空氣爆炸。

球狀電也是電。這是雲朵中充滿了電,電子儲存在球狀雲朵中,遇到放電體就放電,產生爆炸。

電子在導體中能流動,非導體中就很難流動。

金屬表面光滑,電子很容易在上面流動,金屬就是很好的電子流動導體。

電子也是一種物質,一種純電子物質。

2019.3.14

常江南


宇宙物理與天氣通


電就是宇宙天體自然界中的一種物質能量。

但電這個物質產生巨大能量的必須條件是;正,負兩極物質碰撞相融才能產生髮揮出巨大能量來。

電分正負兩極,從物質能量上來說;它沒有正能量,負能量之一說。

因為要是讓電都具正能量,它的物質只能為零,發不出能量來。而且還從物理原理理論上來說;正正得負,負負為正。自以為的正,反倒會成負的結果。

這也好比人類的批評與自我批評,你光是讚揚,沒有自我批評,更不能容許外界批評,光倡導正能量,不容許‘’負‘’能量,這豈不是也象電物質一樣,光正極沒有負極相融能有能量產生嗎?這還不等同於零物質嗎。

而且是正正得負,反而讓本來發光的正能量蛻變成黑暗腐敗的結果了。

所以上天賜給了人類的一個最大幸福禮物;電。而這個電物質得要正負二極物質相融才會產生給人類帶來巨大幸福生活的能量。

也正是電物質的正負兩極相融才能產生能量的哲理啟示著人類:產生公平公正,和諧民主等等的幸福社會,就得有一個正負相融,批評與自我批評,相互制衡,相互監督等等機制。

這樣才會不至於正正得負,而讓負負得正,正負相觸,共同產生一個巨能量的光明世界來。











方秉潮


電到底是什麼?是一種物質嗎?

這確實是一個比較搞腦子的問題,電是一種看不見卻摸得著的“東西”,想必各位都有被電的經歷,即使沒有被市電電過,也肯定被靜電打過,那這種到是屬於物質還是現象呢?

也許各位從書本上第一次認識電應該來自於富蘭克林放風箏的故事,當然這引入的閃電,電壓極高,放電產生的能量極大,也算是富蘭克林命比較大,要不然咱也不會聽他的科學故事了,而是要檢討他的事故教訓!

一、電流

電流的本質是自由電子的移動,自由電子為什麼會移動呢?這當然是電壓差所致,這個我們下文再說,我們先來說說自由電子的問題,如上圖中,既然是電子,那麼在原子核周圍運動著的都是電子,為何有的容易成為自由電子流動的導體,而有的電子則無法流動而成為絕緣體呢?

導體:導體原子的最外層的價電子很容易掙脫原子核的束縛成為自由電子,在電壓差的作用下流動而成為電流

絕緣體:絕緣體中的電子都被原子核束縛住難以成為自由電子,或者自由電子極少,因此難以形成電流而成為絕緣體!

導體和絕緣體之間沒有明顯的界限,只是在於容易脫離原子核束縛的自由電子多少而已,並且可可能會受到外界的影響而改變自身的屬性!

二、電壓

電壓是自由電子運動從而使導線內部的電子與電子相互排斥,產生了一連串的連鎖反應(這個連鎖反應的速度為光速),而這種反應在電路中傳播最後產生了電壓。需要注意一下的是有電流必定會有電壓,而有電壓則不一定有電流,因為在開路狀態下仍然會產生電壓,此時的電壓就是開路電壓!

那麼回到標題,從上文的敘述中我們可以瞭解到電是一種自由電子運動引起一種現象!它不是物質,但引起這種現象本質是自由電子的運動,自由電子屬於物質!


星辰大海路上的種花家


電是物體內的電子的一種擾動,甚至你可以理解為電子的波動,如果你還是不能理解,繼續看:

物體是由原子構成的,每個原子的核外都有數量不等的電子繞核轉動。每個原子的核外電子是確定的,不多不少時則不帶電。

這樣比喻吧,每個原子相當於一個人,每個人手裡都有兩個蘋果,相當於每個原子都有兩個電子,然後一大群人聚集在一起構成人群,就相當於原子聚集在一起,構成一個物體。

一般情況下,每個人都拿著兩個蘋果相安無事,即相當於電子都有兩個電子,物體沒有電。

現在,突然從外面來了個人,搶走了人群中的一個人的兩個平果,這個人因為沒了平果,這個人就從身邊的人去搶蘋果,被身邊的人搶走蘋果的人又從身邊的人搶走蘋果,不斷持續搶奪蘋果行為,形成搶蘋果的傳遞擾動。

同樣,當物體內的一個原子被外界搶走了電子,這個原子有了電,有了電的原子就有能力去搶附近原子的電子,被搶走了原子的電子又去搶附近原子的電子,一直傳遞下去,只要保持電子缺失狀態,就形成電流。

任何失去電子的原子,都有向外搶奪電子的能力,就叫帶電。有些原子守護電子的能力很強,缺失電子的原子無法搶走它的電子,這種物體就是絕緣體,反之,很容易被搶走電子的物體就是導體。

這種缺失電子的原子叫帶正電,還有一種情況,就是本來只有兩個電子的原子因為某種情況多搶了一個電子,這個原子就是帶負電 。

這個多餘的電子同樣會被附近的原子搶走,同樣會發生附近的再搶奪附近的擾動,只要保持電子始終多餘,搶奪電子的行為就不會停止,這也會形成電流。

電源的原理很簡單,一邊是缺失電子狀態,一邊是多餘電子狀態,沒有連接兩端時,電源兩端各自保持帶電狀態。

當連接後,電源缺電子的一端從導體一端搶電子,導體因缺失了電子不斷傳導,最後到達電源的多電子端搶奪電子補充,形成了閉合電路,因為中間多了個用電器,不斷消耗能量,電源兩端的電子不斷平衡,失去電性,即電源沒電。

所以,電是原子搶奪電子的一種擾動波態,電能就是這種電子的能量波。


華龍新觀點


電,到底是什麼?以現代物理學理論為依據,“電”本身沒有什麼意義,更像是一個被濫用為形容詞的古名詞,有意義的是電子,電力,電荷,電流,電壓,電能,電腦,電纜,電光源,電磁波,以及靜電,雷電,放電,發電,輸電,等等不一而足。所以,電,當然不屬於物質範疇,我們寧可說它是一種物理現象。

這種物理現象,是宏觀世界的力量,在微觀世界撬開的一條縫隙!這條縫隙稍縱即逝,還往往伴隨著“電閃雷鳴”,昭示著陰陽兩重天(宏觀世界-微觀世界)物質和能量的巨大差異。


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電是一種自然現象,這是一種由電荷運動所帶來的現象,在自然界中,閃電就是電的一種自然表現形式,電是一個一般術語,是靜止或移動的電荷所產生的物理現象。


既然都說到了電是一種現象,那麼電本身就不是物質,而是電荷定向移動的一種現象。人類對於電的認識已經有很多年了,在地中海區域的古老文化裡,很早就有文字記載,將琥珀製成的棒子和貓毛摩擦之後,棒子就具有了吸引羽毛類物質的特性,在初中的時候我們學過物理也知道,絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷,而毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電荷。

1732年,美國著名的科學家富蘭克林認為電是一種沒有重量的流體,並且存在於所有的物體當中,當物體得到了比正常分量多的電就帶正電荷,如果少於正常分量的話,則帶負電荷。現在我們知道他的這個說法並不完全正確,但是富蘭克林確卻是第一個提出電流概念的人,並且日後他還做了著名的風箏實驗,也就是將被雨淋溼的金屬線利用風箏放到雲層中,通過這個實驗,他成功證實了空中的閃電和地上的電是同一回事。


自由電子在導體中定向移動可以形成電流,對於一個原子而言,它的原子核外部是圍繞著其高速運動的電子,核外電子很容易脫離原子核的束縛成為自由電子,如果把導體放在電場中,那麼導體中的自由電子就會在電場的作用下發生定向移動,形成電流,而電流的速度,是光速。

電子是帶負電的,而我們最初規定的電流的方向,是以正電荷的定向移動的方向來定義的,正電荷定向移動的方向正好與負電荷的移動方向相反,所以電子的移動方向,是電流的反方向。


在電源的非靜電力的作用下,各種帶電微粒可以發生定向移動,電流方向不隨著時間變化的電流叫做直流電,電流方向隨著時間週期性變化的電流稱之為交流電。人類一直以來都以自然界中存在的粒子與波來形象地描述“電”,隨著近代量子理論的發展,量子力學的不確定性原理揭示著電子不再是可數的微粒,電子是一種具有波粒二象性的粒子,有時表現出粒子性,有時又表現出波動性。隨著科學的不斷髮展,人們意識到“電”能取得的數值是不連續的,電子具有明顯的量子特徵。


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