當(dāng)我還是個(gè)孩子的時(shí)候，我最喜歡的電影之一是《呼吸2：電靴》。

這個(gè)電影既和點(diǎn)無(wú)關(guān)，也沒(méi)有多少和靴子有關(guān)的內(nèi)容。雖然這部電影對(duì)我糟糕的舞技沒(méi)有多大幫助，但它確實(shí)讓我時(shí)爾想到，為青少年開(kāi)設(shè)一個(gè)社區(qū)中心會(huì)有多么炫酷。

你可能會(huì)想知道這和科學(xué)有什么關(guān)系。難道這是一期關(guān)于舞蹈的科學(xué)？當(dāng)然不是。很不幸，在介紹本周這一集的主題：電的時(shí)侯，這只是一種相當(dāng)幽默的引入。

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什么是電？

人們之所以稱(chēng)之為電是因?yàn)榭茖W(xué)家稱(chēng)之為“電”。如果當(dāng)你聽(tīng)到水流這個(gè)詞時(shí)，你首先想到的是一條湍急的河流或海底水流，推動(dòng)著船只的航線前進(jìn)，那么你離這里不遠(yuǎn)了。電流是一種帶電粒子流。

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有幾種不同類(lèi)型的帶電粒子載流子，但通常當(dāng)我們談?wù)撾姇r(shí)，我們談?wù)摰氖请娮印Ｈ绻氵€記得我敘述過(guò)的關(guān)于原子的經(jīng)歷，你就會(huì)記得電子是那些環(huán)繞在原子核周?chē)膸в行∝?fù)電荷的粒子。

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同樣讓我們看看：什么是靜電呢？

盡管你可能通過(guò)觀察吉米中子學(xué)到了什么，但電子并不像微型太陽(yáng)系中的行星那樣繞著原子核運(yùn)行。相反，電子將大部分時(shí)間花在原子核周?chē)奶囟▍^(qū)域，稱(chēng)為原子軌道。這些軌道有不同的形狀，這取決于一個(gè)原子有多少電子，以及其他一些因素。

這些原子軌道在原子核周?chē)蓪优帕小榱搜芯侩?，我們唯一真正關(guān)心的電子是外殼中的電子，有時(shí)被他們被稱(chēng)為價(jià)電子。

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當(dāng)電流流動(dòng)時(shí)，實(shí)際上發(fā)生的是這些價(jià)電子從一個(gè)原子移動(dòng)到另一個(gè)原子。

舉例子

想象一下，你有一根直徑為一個(gè)原子厚的電線。如果你把電子推到導(dǎo)線的一端（比如從電池中），它會(huì)嘗試跳進(jìn)它遇到的第一個(gè)原子的價(jià)殼中。當(dāng)這個(gè)電子進(jìn)入時(shí)，它把一個(gè)價(jià)電子從原子中推出，從這個(gè)原子進(jìn)入下一個(gè)原子，這個(gè)過(guò)程繼續(xù)沿著導(dǎo)線的長(zhǎng)度前進(jìn)。

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你可能知道導(dǎo)體會(huì)導(dǎo)電，而絕緣體不會(huì)。你可能不知道的是絕緣體和導(dǎo)體的區(qū)別，是它們的價(jià)電子行為的不同。

在大多數(shù)絕緣體中，原子核對(duì)價(jià)電子施加了足夠強(qiáng)的拉力，以至于它們很難被趕出位置。由于電子不運(yùn)動(dòng)，我們就沒(méi)有任何電流。

在大多數(shù)絕緣子中，原子核對(duì)價(jià)電子施加了足夠強(qiáng)的拉力，以至于它們很難被趕出位置。由于電子不運(yùn)動(dòng)，我們就沒(méi)有任何電流。

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有一些不同的因素可以決定某物是絕緣體還是導(dǎo)體。像銅和銀這樣的原子的價(jià)電子能如此自由地流動(dòng)到原子的原因之一是它們的內(nèi)殼中有如此多的電子，使價(jià)電子不受原子核的拉力。這使得價(jià)電子每當(dāng)一個(gè)新電子把它們推到一邊，價(jià)電子就能從一個(gè)原子跳到另一個(gè)原子。

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讓他們發(fā)光

繞著電線移動(dòng)的電子沒(méi)什么問(wèn)題，但如果我們想用電來(lái)做一些有用的事情，比如打開(kāi)燈呢？電子再一次成為這個(gè)節(jié)目的明星。

在白熾燈里，當(dāng)電子進(jìn)入燈絲中時(shí)，它們會(huì)激發(fā)燈絲中的原子，使它們振動(dòng)。這種振動(dòng)導(dǎo)致一些電子被轉(zhuǎn)移到一個(gè)更高的能量殼體上，但這種變化只是暫時(shí)的。過(guò)了一段時(shí)間，電子就會(huì)下降到以前的水平，以光子或光粒子的形式釋放出額外的能量。

相關(guān)知識(shí)

電子（英語(yǔ)：Electron）是一種帶有負(fù)電的亞原子粒子，通常標(biāo)記為 {displaystyle e^{-},!}e^- ,!。電子是第一代輕子，以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。輕子是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子之一，無(wú)法被分解為更小的粒子。電子帶有1/2自旋，是一種費(fèi)米子，根據(jù)泡利不相容原理，任何兩個(gè)電子都不能處于同樣的量子態(tài)。電子的反粒子是正電子，其質(zhì)量、自旋、帶電量大小都與電子相同，但是電量正負(fù)性與電子相反。電子與正電子會(huì)因碰撞而互相湮滅，并在這過(guò)程中，生成一對(duì)以上的光子。

由電子與中子、質(zhì)子所組成的原子，是物質(zhì)的基本單位。相對(duì)于中子和質(zhì)子所組成的原子核，電子的質(zhì)量顯得極小。質(zhì)子的質(zhì)量大約是電子質(zhì)量的1836倍。當(dāng)原子的電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)不等時(shí)，則該原子會(huì)帶電；稱(chēng)該帶電原子為離子。帶正電的離子叫陽(yáng)離子，其電子數(shù)小于質(zhì)子數(shù)；帶負(fù)電的離子叫陰離子，其電子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)。若物體的電子數(shù)不等于質(zhì)子數(shù)，導(dǎo)致正負(fù)電量不平衡時(shí)，則稱(chēng)該物體帶靜電。當(dāng)正負(fù)電量平衡時(shí)，稱(chēng)物體的電性為電中性。靜電在日常生活中有很多用途，例如，靜電油漆系統(tǒng)能夠?qū)⒋善峄蚓郯滨テ?，均勻地噴灑于物品表面?/p>

電子與質(zhì)子之間的庫(kù)侖力能促使電子被束縛于原子內(nèi)部，因此為束縛電子。兩個(gè)以上的原子，會(huì)交換或分享它們的束縛電子，這是化學(xué)鍵的主要成因。當(dāng)電子不再被束縛于原子內(nèi)部，而能夠自由移動(dòng)于原子以外的空間時(shí)，則稱(chēng)此電子為自由電子。多個(gè)自由電子共同移動(dòng)所產(chǎn)生的凈流動(dòng)現(xiàn)象稱(chēng)為電流。在許多物理現(xiàn)象里，像電傳導(dǎo)、磁性或熱傳導(dǎo)，電子都扮演了重要角色。移動(dòng)的電子會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，也會(huì)被外磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)。呈加速度運(yùn)動(dòng)的電子會(huì)產(chǎn)生電磁輻射現(xiàn)象。

BY: quickanddirtytips

FY: 巽辰