初中物理如何解释电压.doc

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1、电压是怎样形成的电压是怎样形成的一直是当今物理学竭力回避的问题。因为自由电子理论与电压的形成存在着这不可调和的矛盾，现行理论无法自圆其说，于是就缄口不谈物质内电压的形成，这是当今物理学一个不光彩的侧面。物质在常规状态下，各结构元的价和电子规律运转，协调、相安。是电子的转移后非常规的电子运动产生了静电，非常规的电子运动伴生的波就是静电电压。电荷分布在金属表面或聚集在尖端，是因为价和电子规律运转伴生的电磁波的驱使。静电平衡理论是唬人的。电压是物理学中一极其重要的物理量，从中学到大学每个学生都做了数百道有关电压的习题，电压是怎样形成

2、的？教材上却没有解释，每一个学生都对此茫然。电压是怎样形成的？电压从何而来，由何而生？是很多学生提到过的问题，也一直是近百年物理学竭力回避的问题。为什么要回避？是因为电压的形成与当今核外电子运转无规律的电子云理论互相矛盾，电压的形成与当今的金属自由电子理论存在着深层的矛盾：金属内的电子如果有充分的自由，就无法解释绝缘后的金属导体移走（来）部分电子会形成很高的电压？金属内的电子如果没有自由，又如何解释自由电子导电？当今物理学在两难中选择了回避电压。什么是电压？在大学教材里说到：“电压是静电场或电路中两点间电动势之差”(有的书上用

3、电位之差)。有电动势之差才能形成电流。书中提到，电位差是由电源提供的，电源如何在物质内形成电位差，就用做功一语带过。至于如何做功，做功如何在物质内形成电压，就成了难言之隐，闭口不谈了。在中学物理教科书上只是把电压与水压相比较，说电压是电位（同水位）、是电子的电动势（同势能）。这比喻还凑合，但是这物体内电子的电位是如何提升的？物体内电子的电动势之差是怎么形成的？却一直是个困惑的问题。用电位差解释直流电从高电位流向低还有可说，可如何面对物质内形成的电压正弦波，方波？一、绝缘体的静电及静电电压要探讨论物质内电压的形成原理。我们就先来

4、看看物质内形成电压的基本实验——摩擦生电。在静电实验中，丝绸摩擦玻璃棒、毛皮摩擦硬橡胶棒、以及化纤织物与天然织物摩擦后都能带静电，同时产生静电电压，而且化纤织物能产生上万伏的静电电压。我们就这个实验事实来看看静电是怎么产生的，静电电压是怎么形成的？预备知识：1．在中学物理电学的实验中，当直流导线导通时，小磁针立即偏转，断开时，小磁针立即复原；杂乱的铁粉在直流导线周围形成了规则的同心圆；用右手定测能测定电流方向与磁场之间的确定关系。这是大自然在提示我们：电子的运动伴生着电磁波。2．在《挑战量子物理（四）第二章、物质的构成4》谈到

5、：核外电子的规律运转同样也伴生着电磁波。在通常情况下这种电磁波在物质内协调稳定，构成了物体的内聚力(价和力、电磁力)，物体对外不显电性。物体不带电，与大地的电势差为零（一般情况下认为大地的电位是零）。静电实验中的合成绝缘体（玻璃棒、硬橡胶棒、以及化纤织物）是由成百上千个结构元错综结合而成的大分子聚合物，结构成分复杂，在常温下、在没有摩擦的情形下，各结构元的价和运转协调、相安。核外电子在各自轨道按常规运动，这时物体不带电，与大地的电势差为零（没有电压）。实验中摩擦的另一方是天然物品（丝绸、毛皮、天然织物）。天然物品是大自然的造物

6、，能与大自然有很好的交流，摩擦时，转移来的电荷能很快地传递到大气之中。摩擦时，核外电子速率加快，产生了热，发生了电子运动的紊乱，发生了电子转移，形成了多出或缺少电子的状况。合成绝缘体内多出的电子没有正当的归属，在物体内部乱窜，形成带负电的静电；缺少电子的结构元则四处挪用电子，形成带正电的静电，多出电子或缺少电子对外形成了物质所带的电荷，对外显现为电场。多出或挪用的电子没有正当的归属，在物质内受到驱赶、换位、挤压、牵扯等非常规的运动，这种非常规运动的电子伴生着非常规的电磁波。物质内原来协调、稳定运转的核外电子受到非常规的电磁波的

7、扰动，这个非常规的电磁波就是驱使电子随波运动的电动势，这也就是我们所说的电压。本来物体的核外电子数是稳定的，电子运转伴生的电磁波也协调、稳定，电压为零。很明显，是电子的转移后非常规的电子运动产生了静电、非常规的电子运动伴生的波有驱赶电子脱离正常轨道运动的趋势，非常规的电子运动伴生的波就是静电电压。物质内能驱使电子的非常规的电磁波的强弱就是电压的高低。如果按现有理论，物质的核外电子是毫无规律的电子云，电子运动的线路杂乱无章，电子没有固定的归属，摩擦如何能产生静电；不考虑电子运动伴生的波，静电电压从何而来？二、金属与静电金属导体内

8、结构元基本独立，核外电子高速稳定，有固定的归属，不容易转移、不容易失去，无论怎么摩擦也不会发生像大分子聚合物那样电子运动的混乱或电子的转移，所以摩擦金属不会产生静电。然而金属导体存在较大的电子空位，带电荷的物体与金属接触，在电压的作用下，电荷进入金属，使金属导体带电。同时，多