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原子带有两种等量异号电荷的理论依据和实验支(3)

2013-11-02 01:02
实验过程：对由放电产生磁场产生的几种形式实验。
形式（1）平行板电容器充电、放电时，我们可以发现，在由两极板上的正电荷、负电荷激发的静电场存在的空间里，产生了磁场，简言之，充电、放电的平行板电容器内产生磁场。
形式（2）罗兰实验。罗兰把大量的电荷加在橡胶盘上，然后使盘绕轴高速转动，实验发现，在通过橡胶盘上的电荷激发的静电场存在的空间里，产生了磁场。
形式（3）罗兰实验的翻版。如果把大量的电荷加在一整条较长的闭合铜线上，然后迫使带电铜线在两个由绝缘体构成的定滑轮的牵引下作高速的移动。实验发现，在由铜线上的电荷激发的静电场存在的空间里，产生了磁场。
形式（4）当一根闭合铜线里有电流通过时，在铜线的周围空间里产生了磁场。
对比一下形式（3）与形式（4）里的两根铜线，我们会发现，它们是有共同点的：同样是一根载流铜线（前者载流借助机械力，后者载流借助电场力），同样会在铜线的周围空间里产生磁场。唯一的不同点在于：对于带有电荷的铜线而言，磁场产生于（由铜线上的电荷激发的）静电场存在的空间里，对于不带有电荷的铜线，磁场则产生于铜线（没有静电场存在）的周围空间里。在形式（4）里，如果设想在这根（内部通有电流的）铜线的周围空间里，存在着（由铜线里原子中的正电荷与负电荷各自产生的）叠加静电场，那么在形式（3）与形式（4）中所产生的两种磁场的形式也就得到了统一。

实验思考：对于实验3的对比思考，我们可以做如下概述：先有电荷或带电体的存在，然后才有静电场的存在；先有静电场的存在，然后才有磁场的存在。也就是说在电荷或者带电体存在的前提下，才会激发静电场的存在，继而激发磁场的存在。如果没有电荷或者带电体的存在，那么静电场和磁场是无论如何也不能出现的。可以看出，电荷或带电体的存在时激发磁场存在的必要条件。

实验4：金刚石的单质绝缘体的电极化。

（转载自http://zw.ＮＳＥaＣ.com科教作文网）

实验过程：把一块由大量的碳原子构成金刚石放入较强的电场中，金刚石内部的每个碳原子则会形成一个个电偶极子，最简单的一个电偶极子为由一个质子和一个电子所构成的原子系统，也就是氢原子。这时，由大量整齐排列的电偶极子（碳原子）所构成的金刚石在其两表面将分别产生等量的正负电荷。整个金刚石也呈现出中性的不带电属性。可知金刚石带电，需要借助外应力——电场力来维持；而铁矿石、磁石带磁，则可以借助内应力——分子间作用力来维持！
以上的四个实验，从客观上折射出这样一些信息：在真空条件下，二极管和平行管电容器都可以在正负极之间存在距离的情况下联通电路，原子带有两种等量异号电荷；原子的周围空间里存在着由原子内的正电荷与负电荷通电后各自激发的叠加静电场。　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
        另外，从实验里还发现：原子在电场、磁场中会受到电场力、磁场力的作用。以氢原子为例，原子在电场中的受力情况如下：把一个氢原子沿着垂直于电场线方向射入匀强电场中，氢原子在此电场中只受到电场力的作用，此时带正电荷的质子受到与电场线方向相同的力，带负电荷的电子受到与方向相反的力，受力分别为F+、F-，这两个力大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上，这时氢原子处于二力平衡的状态，在电场力的作用下，氢原子按照射入电场的速度做匀速直线运动。原子在磁场中受力情况如下：当把一个氢原子沿着垂直于磁场的方向上射入场强较小的磁场时，氢原子里的质子、电子将受到磁场力的作用，受力分别为F+、F-，这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。此时，这两个力作用在氢原子上，处于二力平衡状态，氢原子在磁场力的作用下，将不会产生运动。

三、原子带有两种等量异号电荷的总结思考 （转载自中国科教评价网http://www.nseac.com）
        当原子带有两种等量异号电荷这个观点被实验所证实，这将会对现有的电磁学体系产生重大的促进作用，也会对物理学的发展产生重要的意义。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
        1.因原子带有两种等量异号电荷，则由大量原子间接构成的宏观物体相应地带有两种等量异号电荷；原子的周围空间存在着由原子里的正电荷与负电荷各自激发的叠加静电场，则宏观物体的周围空间存在着由物体里原子内的正电荷与负电荷各自激发的叠加静电场。
        我们知道，静电场是有源电场， 高斯定理告诉我们，在一个封闭的曲面，