作者Entropy1988 ( )
看板Physics
标题Re: [问题] 如何测量物质带正电还是负电荷?
时间Tue Sep 3 12:18:00 2013
※ 引述《fablissful ()》之铭言:
: 标题: [问题] 如何测量物质带正电还是负电荷?
: 时间: Mon Sep 2 23:05:54 2013
:
: 有什麽方式能够测量一个物质是带正电或是负电荷? (如:酱油或糖果之类的)
:
可能有些先进仪器可以测量很弱的电场(和电场梯度),不过这我也不是很清楚。
就我的过往记忆加以拼凑,有个低科技的方法可以在不破坏东西的前提下
测量酱油或糖果之类的东西的带电。但是这个带电量也必须够大才行,
应该要明显高於日常环境会自然产生的带电。所以是有适用范围的。
老实说我觉得可能要高到像可以吸在墙壁上的气球那样。
要求这麽高,可能很难用,不过还是讲一下想法。
我想说可以先用静电起电器来强化待测物的静电,然後之後的测量会比较好办。
关於起电器,这种装置大家可能有看过。
http://i.imgur.com/nPMBtbE.png
http://en.wikipedia.org/wiki/Wimshurst_machine
可能叫韦氏起电机吧。它有2片旋盘用相反的方式旋转,然後可以产生静电。
关於它的原理我想应该不是很难查到。我特别喜欢这张图
http://i.imgur.com/lqL6BSJ.gif
粗略来说圆盘上的金属薄片会反覆发生感应起电。
至於这种装置的正负极是怎麽决定的,取决於开始运作时装置上面带的微小静电,
这种带电在装置开始运作後会被增强,於是装置的正负极就这样被决定了。
我想假如说我们先藉由接地的方式将装置上所有金属零件的带电都降到很低的程度,
然後再让某个带电的东西靠近装置,然後让装置开始运作,
如此一来装置的正负极就被这带电的东西决定了。
然後,装置或许可以产生大得可以用检流计测到的电流,
然後我们推测出带电物的电性。
比较具体来说操作过程。首先先净空装置上的带电。
然後我们让待测物靠近
2支平行於圆盘的长杆状导电金属棒...的其中一根...的其中一端,
(是在圆盘上呈现X字型的那2支导电金属棒)
於是这一端会因为感应起电而带有和待测物相反的电性。
(姑且先把这端叫做A端)
保持这个状态,接下来让装置开始运作。一段时间後待测物再拿开。
静电应该会在装置内增强,2极的电压会升高。
运作过程中,有的圆盘上的金属片会先转过来和A端接触,然後再转过去和通往电容的
电刷接触。这样的话,A端和那个电容所属的这一极,都会带同样的电性,
也就是和待测物相反的电性。
另外一方面,另外一个电容所属的那一极就会带和带测物同样的电性。
(或许可以再回顾一下这张图
http://i.imgur.com/lqL6BSJ.gif)
然後,我们用检流计检验产生的电流方向,得知装置2极的电性,
最後推测出待测物的电性。
******
我也有想到一个很简单的把戏,这应该只是各种简单把戏的其中一种。
我们可以在气球上画上一个笑脸,让笑脸带电。把气球用长细线垂吊起来。
接下来让带电的待测物靠近气球。假如说待测物和笑脸带的是一样的电性,
那麽笑脸就会和待测物发生排斥,笑脸会别开。而假如是相反电性,
笑脸就会受吸引朝向待测物。
不过这种做法距离得知待测物的电性还差一步,
那就是必须知道笑脸带的是什麽电性才行。
用起电器和检流器的做法看起来虽然比较麻烦,但是有得知电性的价值。
如果顺利运作的话,还可以例如用来检验琥珀和衣服摩擦後谁带正电谁带负电。
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
※ 编辑: Entropy1988 来自: 1.34.27.65 (09/03 12:23)
1F:推 crazyjonas:推用心 09/03 17:39
2F:推 yw1002:似乎没啥意义。实际上要研究一种物质的性质,液体作吸光度 09/03 18:31
3F:→ yw1002:固体作X射线绕射晶体结构。分子式出来後就可以知道载流子 09/03 18:32
4F:→ yw1002:种类与密度.....而且如果是精密的性质要低温真空 09/03 18:33
5F:→ yw1002:我想到最先进的理论实验似乎是跟CP violation有关 09/03 18:33
6F:→ yw1002:或是反物质吧.....positron, antihydrogen之类 09/03 18:34
所以呢?知道物质的分子式就知道它上面带的是正电还负电吗?
先不先进又怎样,正电负电量出来了吗?
※ 编辑: Entropy1988 来自: 1.34.27.65 (09/04 00:29)
7F:→ jessti:量完吸光度後又如何? 这东西能反应出什麽? 09/04 19:22
8F:推 yw1002:理论上建立的话分electron/hole excitation 09/04 20:56
9F:推 yw1002:不过关於你的测量我有几个疑问。第一个,如果根据固态物理 09/04 21:00
10F:→ yw1002:能带结构的观念,电子在momentum space上Fermi surface 09/04 21:01
11F:→ yw1002:的excited quasiparticle lifetime够不够长 09/04 21:01
12F:→ yw1002:第二 excited state容不容易受到thermal因素干扰 09/04 21:02
13F:→ yw1002:如果会.....势必要在真空条件下 09/04 21:02
14F:推 jessti:原子弹打老鼠 09/06 09:07