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。
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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。