一对正负电荷中和之后还具有静电势能吗

电荷的中和并不像正反物质湮灭那样,正反物质相遇会发生湮灭,比如一对正电子和负电子就会变成一对光子,这个时候电子将不复存在,而是转化成了光子。电荷的中和,大部分情况下还是如图中那样,只是正电荷和负电荷“在一起”,并没有“同归于尽”。
对于单独的正电荷和负电荷,我们可以理想化电荷为一个点,那么其电场分布就是图中的球形,不同的只是电场梯度(静电势)的符号。我们把两个电荷放在一起,那么因为电场之间的相互作用,将形成新形式的电场,两个电荷之间的电力线将因有起点和终点而闭合。这个时候,如果放大尺度来看,仍然把两个电荷整体看做一个点,那么这个点应该是电中性的,这就是所谓的电中和。但是,如果仍然在单个电荷的尺度来看,电场梯度分布当然是不为零的。这一点在麦克斯韦方程组有非常具体的体现,必须看处理的是什么实际问题,我们才选取微分形式还是积分形式。

在实际物理情形中,正负电荷都存在的情况,就是常说的原子。满壳层的原子是不带电的,也就是电荷被中和的。###简单的例子就是氢原子,具有一个正电荷——质子,一个负电荷——电子,如果氢原子看做一个整体,那么它是不带电的。如果进入原子尺度内部,可以认为是电子-质子双体系统,其中电势仍然存在,电荷才会以电子云形式绕质子运动。恰恰是因为氢原子并不能完全看做一个不带电的小球,氢原子和氢原子之间才会因为电磁相互作用而束缚在一起,形成氢分子。事实上,微观物质中的原子排列结构,均是因为电荷的库仑相互作用形成的,此时,简单把电中性的原子看做不带电且电势为零,显然还是不正确的。这也是我们需要不断探索微观粒子内部结构和运动规律的根本原因。

首页 > 电工基础 > 日期:2022-6-25 来源:Internet 作者:yq 浏览量: