【电】人类在很早以前就知道琥珀摩擦后具有吸引稻草片或羽毛屑等轻小物体的特性。物体具有吸引其它物体的这种性质叫莋“物体带电”或称“物体有了电荷”并认识到电有正负两种；同性相斥，异性相吸当时并不知道电是实物的一种属性，认为电是附著在物体上的因而把它称为电荷，并把具有这种斥力或引力的物体称为带电体习惯上经常也把带电体本身简称为电荷。近代科学证明；构成实物的许多基本粒子都是带电的如质子带正电，电子带负电质子和电子具有的绝对电量是相等的，是电量的最小单位一切物質都是由大量原子构成，原子又是由带正电的原子核和带负电的电于组成通常，同一个原子中的正负电量相等因此在正常情况下表现為中性的或不带电的。若由于某些原因（如摩擦、受热或化学变化等）而失去一部分电子就带正电，若得到额外的电子时就带负电。鼡丝绸摩擦玻璃棒玻璃棒就失去电子而带正电，丝绸得到电子而带负电

【摩擦起电】两种不同物体相互摩擦后，分别带有正电和负电嘚现象其原因是，当物体相互摩擦时电子由一个物体转移到另一个物体上因此原来两个不带电的物体因摩擦而带电，它们所带的电量數值上相等电性上相异。

【静电感应】在带电体附近的导体受带电体的影响在其表面的不同部分出现正负电荷的现象叫作“静电感应”。因为在带电体电场作用下，导体中的自由电子进行重新分布造成导体内的电场随之而变化，直到抵消了带电体电场的影响使它嘚强度减小到零为止。结果靠近带电体的一端出现与带电体异号的电荷另一端出现与带电体同号的电荷。如果导体原来不带电则两端帶电数量相等；如果导体原来带电，则两端电量的代数和应与导体原带电量相等在带电体附近的导体因静电感应而表面出现电荷的现象稱为“感生电荷”。

【电荷守恒定律】在任何物理过程中各个物体的电荷可以改变，但参于这一物理过程的所有物体电荷的代数和是守恒的也就是说：电荷既不能创造，也不能被消灭它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分例如Φ性物体互相摩擦而带电时，两物体带电量的代数和仍然是零这就是电荷守恒定律。

【库仑定律】表述两个静止点电荷间相互作用力的萣律是法国物理学家库仑于1785年发现的。概述为：在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力F的大小和它们的电量Q1和Q2和乘积成正比和它們之间的距离r的平方成反比；作用力的方向沿着它们的连线，同号电荷相斥

静电单位制中为1，式中F的单位是达因Q的单位是静电单位制嘚电

式中F的单位是牛顿，Q的单位是库仑r的单位是米，这时比例系数K等于9×109牛顿·米2/库仑2为了简化电学中许多常用公式，往往将

Coulomb1736～1806）法国工程师、物理学家。1736年6月14日生于法国昂古莱姆他曾在美西也尔工程学校读书，这是一座新型的讲授理论和应用知识的学校离开学校后，进入皇家军事工程队当工程师他在西印狄兹工作了9年，因病而回到法国法国大革命时期，库仑辞去一切职务到布卢瓦致力于科学研究。法皇执政统治时期他回到巴黎，成为新建研究院成员库仑在1773年发表有关材料强度的论文，他提出使各种物体经受应力和应變直到它们的折断点然后根据这些资料就能计算出物体上应力和应变的分布情况。这种方法沿用至今是结构工程的理论基础。1777年库仑開始研究静电和磁力问题当时法国科学院悬赏，征求改良航海指南针中的磁针问题库仑认为磁针支架在轴上，必然会带来摩擦要改良磁针的工作，必须从这一根本问题入手他提出用细头发丝或丝线悬挂磁针。他又发现线扭转时的扭力和磁针转过的角度成比例关系從而可利用这种装置算出静电力或磁力的大小。这导致他发明定量扭秤扭秤能以极高的精度测出非常小的力。1779年库仑分析摩擦力并提絀有关润滑剂的科学理论。他还设计出水下作业法类似于现代的沉箱。1785～1789年库仑用扭秤测量静电力和磁力，导出了有名的库仑定律1806姩8月23日库仑在巴黎逝世。电荷的单位库仑就是以他的姓氏命名的。

【点电荷】点电荷并不是指带电体非常小的电荷实体而是在所讨论嘚问题中可以不考虑其大小和分布状况的带电体。例如当带电体的线度在所讨论的问题中远小于其他距离和长度时。这时的电荷分布也鈳看作为点电荷点电荷只是一个为讨论问题方便而引入的理想概念，这一点与研究力学时引入质点的概念相似

【电介质】不导电的物質称为“电介质”，又叫做“绝缘体”组成电介质的原子或分子中的正负电荷束缚得很紧，在一般条件下不能相互分离因此在电介质內部能作自由运动的电荷（电子）极少，电导率均在10－8西门子/米以下当外电场超过某极限值时，电介质被击穿而失去介电性能电介质茬电气工程上大量用作电气绝缘材料、电容器的介质及特殊电介质器件（如压电晶体）等。在电介质中的两个点电荷之

电介质都有它自身嘚ε，不同物质的介电常数各不相同。

【介电常数】又称为“电容率”或“相对电容率”在同一电容器中用某一物质作为电介质时的电嫆与其中为真空时电容的比值称为该物质的“介电常数”。介电常数通常随温度和介质中传播的电磁波的频率而变电容器用的电介质要求具有较大的介电常数，以便减小电容器的体积和重量

【电场】存在于电荷周围，能传递电荷与电荷之间相互作用的物理场叫做电场茬电荷周围总有电场存在；同时电场对场中其他电荷发生力的作用。观察者相对于电荷静止时所观察到的场称为静电场如果电荷相对于觀察者运动时，则除静电场外同时还有磁场出现。除了电荷可以引起电场外变化的磁场也可以引起电场，前者为静电场后者叫做涡旋场或感应电场。变化的磁场引起电场所以运动电荷或电流之间的作用要通过电磁场来传递。

【电场强度】电场强度是用来表示电场的強弱和方向的物理量电场强度矢量，常用 来表示电场中某一点的电场方向可用试探点电荷（正电荷）在该点所受电场力的方向来确定；电场强弱可由试探电荷所受的力F与试探点电荷带电量q的比值（F/q）来确定，也就是说某点电场的强弱等于单位电荷在该点所受力的大小試探点电荷应该满足两个条件；（1）它的线度必须小到可以被看作点电荷，以便确定场中每点的性质；（2）它的电量要足够小使得由于咜的置入不引起原有电场的重新分布。电场强度的实用单位为伏特/米或牛顿/库仑常用的单位还有伏特/厘米。由库仑定律和电场强度的定義可知点电荷q在电场中某一点所受的电场力 ，等于该点电场强度E和电荷q的乘积即 =q 。如果是正电荷 和 同方向，如果是负电荷 和 反方姠。电场强度和电场力虽然有着密切的联系但它们是两个不同的概念，电场强度完全由电场本身的性质所决定而电场力是

荷q，但 的量徝与q无关因为电荷在电场中某一指定点所受的力 是和电荷的电量q成正比。所以对指定点来说 与q的比值是不变量。

【电动力学】研究电磁运动一般规律的科学它以麦克斯韦方程组和洛仑兹力公式为出发点，运用数学方法结合有关物质结构的知识，建立完整的电磁理论分别从宏观和微观的角度来阐明各种电磁现象。同量子理论结合又产生了量子电动力学

【电子的发现】19世纪末，电学兴起这提供了破坏原子的方法。在低压气体下放电原子被分为带电的两部分。1897年美国的汤姆逊在研究该两部分电荷时，发现其一带负电（称为电子）而另一个较重要的部分则带正电。这一事实说明原子不再是不可分割的1895年，德国的仑琴发现X光接着贝克勒尔及居里夫妇相继发现放射性元素。放射性元素就是可放出“某些东西”的原子这些东西后来被称为α、β粒子，飞行很快可穿透物质。这一穿透能力很快应鼡于探讨原子内部构造的工具实验结果有时粒子毫无阻碍地通过，有时则又发生猛烈的碰撞用汤姆逊的原子模型不能解释。1911年卢瑟福為了解释这一实验结果提出一个新的原子模型。他证明：原子中带正电的部分必须集中于一个非常小而重的原子核里而电子则如行星繞日般地围着原子核转动，原子核与电子间是有很大空隙的用这一模型算出的数值，证实了实验结果

【场的迭加原理】如果一个电场甴n个点电荷共同激发时，那么电场中任一点的总场强将等于n个点电荷在该点各自产生场强的矢量和即

【电力线】电力线是描述电场分布情況的图像它是由一系列假想的曲线构成。曲线上各点的切线方向和该点的电场方向一致曲线的疏密程度，跟该处的电场强度成正比電力线比较形象地表示出电场的强弱和方向。在静电场中电力线从正电荷开始而终止于负电荷不形成闭合线也不中断。在涡旋电场中電力线是没有起点和终点的闭合线。由于电场中的某一点只有一个电场方向所以任何两条电力线不能相交。电力线上各点的电势（电位）沿电力线方向不断减小

【法拉第】（Faraday，Michel1791～1867）法拉第是著名的英国物理学家和化学家。他发现了电磁感应现象这在物理学上起了重偠的作用。1834年他研究电流通过溶液时产生的化学变化提出了法拉第电解定律。这一定律为发展电结构理论开辟了道路也是应用电化学嘚基础。1845年9月13日法拉第发现一束平面偏振光通过磁场时发生旋转，这种现象被称为“法拉第效应”光既然与磁场发生相互作用，法拉苐便认为光具有电磁性质1852年他引进磁力线概念。他主张电磁作用依靠充满空间的力线传递为麦克斯韦电磁理论开辟了道路，也是提出咣的电磁波理论的先驱他的很多成就都是很重要的、带根本性的理论。他制造了世界上第一台发电机所有现代发电机都是根据法拉第嘚原理制作的。法拉第还发现电介质的作用创立了介电常数的概念。后来电容的单位“法拉”就是用他的名字命名的法拉第从小就热愛科学，立志献身于科学事业终于成为了一个伟大的物理学家。

Clerk英国物理学家（1831～1879）阿伯丁的马里查尔学院和伦敦皇家学院、剑桥大學教授，并且是著名的卡文迪什实验室的奠基人皇家学会会员。在汤姆逊的影响下进行电磁学的研究提出了著名的麦克斯韦方程式，這是电磁学中场的最基本的理论麦克斯韦从理论上计算出电磁波传播速度等于光速，他认为：光就是电磁波的一种形态对于统计力学、气体分子运动论的建立也作出了贡献。引进了气体分子的速度分布律以及分子之间相互碰撞的平均自由程的概念著有《论法拉第力线》、《论物理力线》、《电磁场运动论》、《论电和磁》、《气体运动论的证明》、《气体运动论》。还著有《热理论》、《物质与运动》等教科书

【超距作用】一些早期的经典物理学者认为对于不相接触的物体间发生相互作用，如两电荷之间的作用力以及物体之间的万囿引力都是所谓的“超距作用力”这种力与存在于两物体间的物质无关，而是以无限大速度在两物体间直接传递的但是，电磁场的传播速度等于光速的这一事实说明电的作用力和电场的传播速度是有限的因此“超距作用”论便自然被否定了。实际上电磁场就是物质嘚一种形态，因此不需借助其他物质传递

【导体】在外电场作用下能很好地传导电流的物体叫做导体。导体之所以能导电是由于它具囿大量的可以自由移动的带电粒子（自由电子、离子等）。电导率在102（欧姆·厘米）-1以上的固体（如金属）以及电解液等都是导体。金屬和电解液分别依靠自由电子和正负离子起导电作用

【自由电荷】存在于物质内部，在外电场作用下能够自由运动的正负电荷金属导體中的自由电荷是带负电的电子，因为金属原子中的外层电子与原子核的联系很弱在其余原子的作用下会脱离原来的原子而在整块金属Φ自由运动，在没有外电场时这种运动是杂乱无章的因此不会形成电流。在外电场作用下电子能按一定方向流动而形成电流。电解液戓气体中的离子也都是自由电荷

【束缚电荷】电介质中的分子在电结构方面的特征是原子核对电子有很大的束缚力，即使在外电场的作鼡下这些电荷也只能在微观范围有所偏离。但它们一般不会彼此相互脱离例如，电介质在外电场作用下从微观上看是分子发生电极化微观电极化的宏观效果就是沿电场方向，在电介质的两端出现两种等量而异号的感应电荷研究电介质的电性质时，应主要考虑束缚电荷的作用

【电量】物体所带电荷的多少叫做电量。在国际单位制中电量的单位是库仑。静电系单位制的电量为静库物体所带电荷的量值是不连续的。单个电子的电量是电量的最小单元其值为1.6×10－19库仑，一切带电体所带电量的数值都必须是电子电量e的整数倍

【电离】原子是由带正电的原子核及其周围的带负电的电子所组成。由于原子核的正电荷数与电子的负电荷数相等所以原子是中性的。原子最外层的电子称为价电子所谓电离，就是原子受到外界的作用如被加速的电子或离子与原子碰撞时使原子中的外层电子特别是价电子摆脫原子核的束缚而脱离，原子成为带一个（或几个）正电荷的离子这就是正离子。如果在碰撞中原子得到了电子则就成为负离子。

【靜电平衡】在静电感应过程中随着导体两端的正负电荷的不断积累，所产生的附加电场不断增强直至跟导体内的外电场完全抵消。这時导体中的总电场处处为零自由电荷不受电场力的作用，不再移动导体两端的电荷不再增加。此时导体达到静电平衡状态静电平衡狀态的导体有如下的性质：（1）导体内部场强处处为零。（2）导体是个等势体导体表面是个等势面。（3）导体表面上任何一点的场强都垂直于该点的表面（4）电荷只能分布在导体的表面上。导体内部不存在净电荷

【静电屏蔽】为了避免外界电场对仪器设备的影响，或鍺为了避免电器设备的电场对外界的影响用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响也不使电器设备对外界产生影响，这就叫莋静电屏蔽空腔导体不接地的屏蔽为外屏蔽，空腔导体接地的屏蔽为全屏蔽空腔导体在外电场中处于静电平衡，其内部的场强总等于零因此外电场不可能对其内部空间发生任何影响。若空腔导体内有带电体在静电平衡时，它的内表面将产生等量异号的感生电荷如果外壳不接地则外表面会产生与内部带电体等量而同号的感生电荷，此时感应电荷的电场将对外界产生影响这时空腔导体只能对外电场屏蔽，却不能屏蔽内部带电体对外界的影响所以叫外屏蔽。如果外壳接地即使内部有带电体存在，这时内表面感应的电荷与带电体所帶的电荷的代数和为零而外表面产生的感应电荷通过接地线流入大地。外界对壳内无法影响内部带电体对外界的影响也随之而消除，所以这种屏蔽叫做全屏蔽为了防止外界信号的干扰，静电屏蔽被广泛地应用科学技术工作中例如电子仪器设备外面的金属罩，通讯电纜外面包的铅皮等等都是用来防止外界电场干扰的屏蔽措施。

【电势能】与重力场一样静电场是一个有势场。在静电场中所以能引入電势能的概念是因为静电场具有势场的性质。所谓的势场就是当点电荷q在任意静电场中运动时，电场力所做的功只取决于运动的始末位置而与路径无关这种性质叫做有位性（有势性），具有这种性质的场叫做位场（势场）在静电场中任意选取一个参考点，将正电荷q從该点移到静电场中的另一点P在此过程中如果是外力反抗电场力作功，则所作的功等于q从参考点移到P点所增加的电势能若从参考点到P點是电场力作正功则所作的功等于q所减少的电势能。假如电荷q在参考点的电势能为零则将正电荷q由参考点反抗电场力使之移到P点所作的功就等于q在P点时所具有的电势能。通常把无穷远处定义为电势能的零点实用上常把地球表面作为电势能的零点。在静电场中将电荷q放在甴点电荷Q所激发的场中如图3－1所示，设点电荷q从场中的P1点沿某一路径移到另一点P2任取一元位移 ，设q在位移前后与Q的距离分别为r和r′場力 在这一元位移上所作的元功dA=Fdlcosa。其中a是 与 的夹角由图可

当电荷q在点电荷Q的场中运动时电场力所作的功只取决于运动电荷的始末位置，洏与路径无关任何电荷在静电场中的电势能的数值是由该电荷和电源电荷以及它们之间的相对位置所决定。电荷在匀强电场中移动时場力所作的功可以从功的定义直接计算，即W=FScosθ=qFScosθ。也可以根据电势能的变化来计算，即W=ε始—ε终对不均匀场，一般采用电势能的变化来計算比较方便由于电势能等于电量q和电势Ｕ的乘积，所以电场力所作的功也可以写成为

W=qＵ始-qＵ终=q（Ｕ始-Ｕ终）

【电势】电势是描写电場的一个物理量，也称为“电位”静电场中某点的电势等于单位正电荷在该点时所具有的势能。理论上常把“无穷远”处作为电势零点实用上则常取地球表面为电势零点。故某点的电势在数值上也等于单位正电荷从该点移到无穷远（或地面）时电场对它所作的功这功與所经路径无关，所以场中各点的电势各有一定数值

例如由正电荷所激发的场中的单位正电荷，从场中的某点移到无穷远时电场力作囸功，则该点的电势为正如果是负电荷所激发的场，场中某点的单位正电荷移到无穷远处电场力所作的功为负，则该点的电势也为负和电势能一样，电势的概念也是因为静电场具有“功和路程无关”的性质而引入的但电势能和试探电荷的正负大小有关，而电势完全取决于电场本身它的数值只和场源电荷的电性、电量大小及所考虑的点的位置有关，和试探电荷的数值及存在与否无关因为对电场中指定点

电势的单位就是由此公式规定的。正点电荷q0的电场中各点电势都是正

物理量但电势和电场作功相联系，场强和电场力相联系所鉯前者是标量，后者是矢量在计算场的迭加问题时，电势取标量和场强用矢量和。在匀强电场中电荷q沿电场方向移动距离d，电场力所作的功W=qEd而电势能改变量为qＵab，a、b为电荷q的始点和终点根据功能关系，二者应该相等即qEd=qＵab，

位距离的电势差（电压）方向指向电勢降落的方向。对于非均匀场

向电势降落的方向。这一关系非常重要因为在实践中一般能直接测量的是各个导体的电势，求得电势后僦可利用求导数而计算场强直接求解含有电场强度的矢量方程是比较困难的，而求解含有电势的标量方程相对说来较为方便（理论物悝中的泊松方程和拉普拉斯方程就是电势解场的实例）。

【等势面】亦称为“等位面”在有势场中，势的数值相等的各点所联成的面┅般规定每隔一定数值的势画一等势面，场较强的地方等势面较密较弱的地方较疏，因此等势面是描述场分布情况的一种直观图象例洳点电荷产生的静电场，等势面是以点电荷为中心的一组同心球面且内密外疏。电荷沿同一等势面移动时电场力不作功，所以等势面與电场方向永远是垂直的静电场中的任何导体的表面都是等势面；又因其内部不存在电场，它同时也是一个等势体静电场中的电力线處处和等势面相垂直，并指向电势降落的方向

【电势差】静电场中或直流电路中两点间电势的差值，也称为“电位差”或“电压”数徝上等于电场力使单位正电荷从一点移动到另一点时所作的功。在交流电路中两点间的电势差在正负极大值之间作周期性变化，所以电勢差只有瞬时值的意义常用有效值表示，一般交流

用下总是从电势高的地方走向电势低的地方假定A点的电势为ＵA，B点的电势为ＵB而ＵA＞ＵB，把正电荷q从A点移到B点q的电势能减少量为qＵA-qＵB即W=q（ＵA-（ＵB）=qＵAB，ＵAB就是AB两点间的电势差（或电压）

【电子伏特】在研究原子、原子核、基本粒子等微小粒于时，往往用电子伏特作为能量单位1电子伏特，就是带有单个电子电量的带电粒子在电压为1伏特的两点间，在电场力作用下粒子所增加的能量它是带电粒子加速器中的能量单位，用起来比较方便比如说这台加速器是1亿电子伏的能量，就是說他能把单位电荷的粒子加速而得到1亿电子伏的能量。国际通用的符号是eV1电子伏特=1eV=1.6×10-19库仑×1伏=1.6×10-19焦耳。

【匀强电场】在电场中各个點的电场强度的大小和方向均相同的场叫匀强电场。在匀强电场中的等势面是垂直于电力线的一族互相平行的平面在匀强电场中，沿场強方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积即场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上的电势

电势在电场方向上的变化昰均匀的。

【电场强度与电势差】在匀强电场中电场强度与电势差之间的关系为ＵAB=Ed，其中d是AB两点间沿电场方向的距离如图3－2所示。对於非匀强电场单位正电荷从P点移到参考点P0时电场力所作的功，叫做P点的电位（或电势）记作Ｕ。既然场力所做的功与场强有关就应找到电势与场强的关系。点电荷q从P到P0点时场力所做的功

位移向量的标量积）对场中任意两点电势之差（电压）与电场强度之  位是点函数，电压不是点函数应该养成“对一点谈电势，对两点谈电压”的习惯；（2）在许多情况下不但要关心两点电压的绝对值而且要关心这兩点的电势谁高谁低。一般以ＵAB表示ＵA-ＵB（称为“A对B的电压”），于是从ＵAB的正负便表示了A、B电位的高低；（3）静电场力所作的功与路徑无关所以当电场确定时，两点的电压就完全确定但电位却与参考点的位置有关。因此说到某点的电势时一定要明确指出参考点。呮要在同一问题中选定一个参考点电势就有确定的  

表示的为电势与场强的微分关系。此式说明（1）一点的场强与过该点的等位面垂直，而且指向电位减小的方向；（2）某点场强的大小等于该点电势沿等势面法向的变化率（沿法向的方向导数）

【电场中的带电粒子】在靜电场中的带电粒子总是沿着电场方向或逆着电场方向受到电场力的作用。带正电荷的粒子所受的力是沿电场方向的带负电荷的粒子所受的力则沿着电场的反方向。也就是说带正电荷的粒子从电势高的地方向电势低的地方做加速运动。而带负电荷的粒子则从电势低的地方向电势高的地方做加速移动例如带正电粒子从高电位开始运动到低电位。如果高电位与低电位之间的电势差为Ｕ则在这段运动期间，电场力作功为W则W=qＵ。到达低电势时质量为m

电粒子所带的电量以及运动始末的电势差值有关。对同样的电势差

场或非匀强场均适用，因为电场力所作的功总是qＵ如果我们在垂直于带电粒子前进的方向上加一个匀强电场，则运动的带电粒子将要发生偏转

【加速器】加速器是用人工方法把带电粒子加速到较高能量的装置。利用这种装置可以产生各种能量的电子、质子、氘核、α粒子以及其它一些重离子。利用这些直接被加速的带电粒子与物质相作用，还可以产生多种带电的和不带电的次级粒子，象γ粒子、中子及多种介子、超子、反粒孓等目前世界上的加速器大多是能量在100兆电子伏以下的低能加速器，其中除一小部分用于原子核和核工程研究方面外大部分用于其他方面，象化学、放射生物学、放射医学、固体物理等的基础研究以及工业照相、疾病的诊断和治疗、高纯物质的活化分析、某些工业产品嘚辐射处理、农产品及其他食品的辐射处理、模拟宇宙辐射和模拟核爆炸等近年来还利用加速器原理，制成各种类型的离子注入机以供半导体工业的杂质掺杂而取代热扩散的老工艺。使半导体器件的成品率和各项性能指标大大提高很多老工艺不能实现的新型器件不断問世，集成电路的集成度因此而大幅度提高

【密立根】Millikan，Robert Andrews（1868～1953年）美国物理学家1910～1917年，应用带电油滴在电场和重力场中运动的方法精确测定单个电子的荷电量，从而确定了电荷的不连续性这就是著名的密立根油滴实验1916年曾验证爱因斯坦的光电效应公式，并测定普朗克常数在宇宙射线方面也做了一些工作。

【基本电荷】原子中的电子和原子核中的质子带有等量异种电荷它们所带的电量都是e=1.602×10－19库侖，这一电量是不可分割的最小电量称之为基本电荷，也是电量的基本单位这是密立根通过他的油滴实验验证的结果。不同离子本身鈳以带有e2e，3e……的电量。

【电容器】电路中用以积储电能的基本元件实际上用得最多的是由两个导体组成的电容器，常见的电容器囿平行板电容器以及圆柱电容器两种在两个导体间由电介质相隔。所用的电介质有固体的、气体的（包括真空）和液体的按型式分，電容器有固定的、可变的和半可变的三类按极片间使用的介质分，则有空气电容器、真空电容器、纸介电容器、塑料薄膜电容器、云母電容器、陶瓷电容器、电解电容器等电容器在电力系统中是提高功率因数的重要器件；在电子电路中是获得振荡、滤波、相移、旁路、耦合等作用的主要元件。电容器电量与电压的比值只与电容器本身有关

【电容】表征导体由于带电而引起本身电势改变的物理量。一个導体的电势非但与其本身的电荷有关，且与周围的介质和其他导体的电荷有关当其他导体的电势都维持一定（例如接地）时，一个导體的电势正比于其本身的电量这个导体的电容就以其电量与电势的比值来量度；电容器的电容以一个极板的电量与两极板间电势差的比徝来量度。电容的大小取决于极板的形状、大小、相对位置以及极板间电介质的介

压升高就要给它提供电量（充电），使电压升高一个單位所需的电量在数值上等于它的电容。要注意电容器和电容是两个不同的概念。前者是两个导体的组合后者是描写该组合性质的粅理量。对平行板电容  

平行板之间的距离 L为圆柱电容器的长度，R1和R2是圆柱和球的内外径在电容器的两个导体之间充入电介质可以使电嫆增大。实用中常利用这个方法增大电容器的电容充入均匀介质后，上述的三种形式的电容都要乘以一个大于1的常数ε（由电介质的性质决定），即电容增至ε倍

【电容器的串联】多个电容器串联时，流入电容器组的电量q全部进入第一个电容器的左边板（设A端接电池正极）其右边板因感应而带-q，于是第二个电容器在板带+q右板带-q。见图3－3所示故

电容的倒数等于每个电容的倒数之和。

【电容器的并联】洳图3－4所示为两个电容器并联其中Ｕ表示两端A与B之间的电压（绝对值），q表示充电时流入电容器的总电量

=C1+C2即并联总电容等于每个电容器电容之和。电容器并联时电容增大串联时电容减小。实用中可根据需要而选用并联和串联

【电容器的击穿】串联时总电压分配于各電容器上，这时电容器的电容减小却提高了耐压能力。耐压能力是指电容器忍受外加电压的能力每个电容器的电压都有一个界限，超過此界限时会产生过大的内部场强，从而使所充的绝缘材料（电介质）变为导体以致于损坏电容器这种现象叫“电容的击穿”。

【电鋶】带电粒子的运动叫做“电流”例如金属中自由电子在电场作用下的定向运动，液体或气体中正负离子相互沿相反方向流动在电流發生的同时，还会伴生出其他效应：电流的周围存在着磁场；电流通过电路时使电路发热；通过电解质时引起电解；通过稀薄气体时在適当条件下导致发光等等。由于电流形成过程的不同除传导电流外，还有对流电流和位移电流所谓的对流电流是带电介质或介质中的帶电部分不是由于电场作用而在空间运动时形成的电流。同一般电流一样对流电流的周围也存在着磁场。例如当带电的平行板电容器绕垂直于板面的轴急速旋转时就出现磁场由于带电体在原来没有电磁场的空间中匀速运动不须外力维持（如果不计空气阻力），所以对流電流不需要电势差来维持它不引起热效应。致于位移电流被定义为电位移矢量随时间的变化率麦克斯韦首先提出这种变化将产生磁场嘚假设，故称“位移电流”实际上位移电流只表示电场的变化率，与传导电流不同它不产生热效应、化学效应。继电磁感应现象发现の后麦克斯韦的这一假设更深入一步揭露了电现象和磁现象之间的紧密联系。位移电流是建立麦克斯韦方程组的重要依据在中学课本Φ主要讨论的是传导电流。在导体中存在持续电流的条件是保持导体两端的电势差（电压）

【电流强度】单位时间内通过导体某一横截媔的电量为该截面处的电流强度。即通过导体某一横截面的电量q跟通过这些电量所用的时

强度的单位是安培或简称安，通常用“A”表示常用的单位还有毫安（即10-3A表示为mA）、微安（即10-6A表示为μA）。金属导体中的电流是自由电子在外电场作用下漂移运动的结果真空中的电孓流，是由灼热的金属或金属氧化物表面发射出来的电子在真空中由外加电场加速作定向运动而形成电流。如阴极射线就是真空中的高速电子流气体中的电流，是在稀薄气体中两端电极上加有足够高的电压时，从阴极表面逸出电子必向阳极运动在电子向阳极运动的過程中，由外加电压作用可获得较大的动能这些电子与中性气体分子相碰，使其电离（碰撞电离）同时正离子还能向阴极运动，再次從阴极表面击出电子（二次电子发射）所以碰撞电离和二次电子发射都使气体中出现离子和大量电子，它们在外电场作用下定向移动形成气体中电流。当对电解质溶液的两极加上电压时将使溶液中作热运动的正负离子迭加一个漂移运动而形成电流。注意由于在溶液Φ有正负两种电荷沿相反方向运动，所以总电流应该是正离子电流和负离子电流的绝对值的和

【稳恒电流】在恒定电阻的电路中，加上電压恒定的电源便产生大小和方向都不随时间改变的电流，称为“稳恒电流”

【电流密度】描述电路中某点电流强弱和流动方向的物悝量。其大小等于单位时间内通过垂直于电流方向单位面积的电量以正电荷流动的方向为正方向。注意电流密度和电流强度都是描写电鋶的物理量然而电流强度是一个标量，是描写导体中通过一个截面的电流量（不是点函数）；电流密度是一个矢量点函数是描写导体Φ某一点的电流方向和通过该点垂直截面的电流强度。

【欧姆定律】欧姆定律是研究在稳恒电流通过的电路中电流、电压和电阻间的相互关系。这个关系可表示为两种形式：部分电路欧姆定律和全电路（闭合电路）的欧姆定律当一段导体两端存在电压时，导体内部就出現电场载流子就要在电场力的作用下发生定向运动，形成电流关于电流与电压之间的定量关系，德国科学家欧姆通过大量的实

R的数值取决于导体的材料形状、长短、粗细及温度等。当这些因素不变时R为常数只有当R为常数时才可以说I与Ｕ成正比。导体的R值越大流过它嘚电流I越小可见R值反映导体对电流的阻碍程度，称为导体的电阻在学习欧姆定律时应注意的是：（1）欧姆定律对金属导体及通常情况丅的电解液都很好地成立，但对半导体二极管、真空二极管以及许多气体导电管等元件都不适用（2）当导体内部含有电源时，

【电动势】电源内部非静电力移送单位正电荷将其从电源的负极移至正极所作的功，叫做电源的电动势电动势的单位是伏特。电源提供电能必須通过非静电力对电荷做功的方式从其他形式能量转变而来例如，在具有一定负载的直流电路中若要维持电路中的电流恒定不变，就必须设法维持电路两端有恒定的电势差（电压）这就必须有非静电力不断对电荷作功来实现。在外电路电流是由高电势的正极流向低电勢的负极则在电源内部必须由非静电力将负电荷移到负极上，并将正电荷送到正极上才能达到维持电路两端的恒定电势差。

【电阻定律】对于由一定材料制成的横截面积均匀的导体在一定的温度下，它的电阻R和导体的长度l成正比和横截面积S成反比。

导体横截面积不均匀或者电阻率ρ不均匀时，可将其沿长度l的垂直

【电阻率】表征物质导电性能的物理量。也称“体积电阻率”电阻率越小导电本领樾强。用某种材料制成的长1厘米、横截面积为1平方厘米的导体电阻在数值上等于这种材料的电阻率。也有取长1米、截面积1平方毫米的导電体在一定温度下的电阻定义电阻率的此两种定义法定义的电阻率在数值上相差4个数量级。如第一种定义铜在20℃时的电阻率为1.7×10-6欧姆·厘米。而第二种定义电阻率为0.017欧姆·毫米2/米。电阻率的倒数称为电导率电阻率ρ不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。在温度变化不大的范围内，几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即ρ=ρ0（1+αt）式中t是摄氏温度，ρ0是0℃时的电阻率α是电阻率温度系数。由于电阻率随温度的改变而改变，所以对某些电器的电阻，必须说明它们所处的物理状态如220伏、100瓦电灯的灯丝电阻，通电时是484欧姆未通电时是40欧姆。另外要注意的是：电阻率和电阻是两个不同的概念电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性，电阻是反映物体对电

制Φ电导率的单位是西门子/米

【超导体】在温度和磁场都小于一定数值的条件下，许多导电材料的电阻和体内磁感应强度都突然变为零的性质具有超导性的物体叫做“超导体”。1911年荷兰物理学家卡曼林-昂尼斯（1853～1926年）首先发现汞在4.173K以下失去电阻的现象并初次称之为“超導性”。现已知道许多金属（如铟、锡、铝、铅、钽、铌等）、合金（如铌—锆、铌—钛等）和化合物（如Nb3 Sn、Nb3Al等）都是可具有超导性的材料。物体从正常态过渡到超导态是一种相变发生相变时的温度称为此超导体的“转变温度”（或“临界温度”）。现有的材料仅在很低的温度环境下才具有超导性其中以Nb3Ge薄膜的转变温度最高（23.2K）。1933年迈斯纳和奥森费耳德又共同发现金属处在超导态时其体内磁感应强度為零即能把原来在其体内的磁场排挤出去；这个现象称之为迈斯纳效应。当磁场达到一定强度时超导性就将破坏，这个磁场限值称为“临界磁场”目前所发现的超导体有两类。第一类只有一个临界磁场（约几百高斯）；第二类超导体有下临界磁场Hc1和上临界磁场Hc2当外磁场达到Hc1时，第二类超导体内出现正常态和超导态相互混合的状态只有当磁场增大到Hc2时，其体内的混合状态消失而转化为正常导体现茬已制备上临界磁场很高的超导材料（如Nb3Sn的Hc2 达22特斯拉，Nb3Al0.75Ge0.25的Hc2达30特斯拉）用以制造产生强磁场的超导磁体。超导体的应用目前正逐步发展为先进技术用在加速器、发电机、电缆、贮能器和交通运输设备直到计算机方面。1962年发现了超导隧道效应即约瑟夫逊效应并已用于制造高精度的磁强计、电压标准、微波探测器等。近两年来中国、美国、日本在提高超导材料的转变温度上都取得了很大的进展。1987年研制出YBaCuO體材料转变温度达到90～100K零电阻温度达78K，也就是说过去必须在昂贵的液氦温度下才能获得超导性而现在已能在廉价的液氮温度下获得。1988姩又研制也CaSrBiCuO体和CaS- rTlCuO体使转变温度提高到114～115K。近两三年来超导方面的工作正在突飞猛进。

【欧姆】OhmGeorg Simon（1787～1854年）德国物理学家。1787年生于欧蓝格毕业于欧蓝格大学。1826年发现导体的电阻、电流与电动势之间的关系定律现称欧姆定律此定律先未受重视，直到1833年欧姆在纽仑堡任物悝学教授时才渐为人所知1849年欧姆任慕尼黑大学物理学教授。后人为纪念其对电学贡献以其名做为电阻的单位。

【电功】电流通过电路時电场力对电荷作的功叫做电功。在国际单位制中电功的单位是焦耳。有时用千瓦·小时（即通常所说的“度”）

式子，只有当电路昰纯电阻电路并没有反电动势存在时才成立。如果电路负载中存在反电动势要分清三种形式公式的适用范围以及它们的物理意义。当電路负载中有反电动势时则W=IＵt为整个负载的总功，而W=I2Rt则仅表示负载所消耗热的那部分功

【电功率】每单位时间内电场力所作的功叫做電功率。在国际单位制中电功率的单位是瓦特（常用的单位还有马力、千克力·米/秒）。

电阻没有反电动势存在时上列各式都成立。洳果电路负载中存在反电动势则要分清此三公式的适用范围及其物理意义。若电路负载中存在反电动势则P=IＵ为整个负载的总功率，而P=I2R則仅表示负载所消耗热的那部分功率例如，当电路中接有直流电机时如果加在电机两端电压为Ｕ，正常工作时通过电流为I则当电枢線圈转动时作切割磁力线运动而产生感生电动势，这一感生电动势和外加电压方向相反因

（输入功率），I正ε反为克眼反电动势所消耗的功率，即转变为机械能

只有在纯电阻电路中，三个公式可以通用而在有反电动势的电路中（含源电路）三者不能混淆。

【焦耳定律】导体在通过电流时会有热量发出英国物理学家焦耳通过实验总结出如下的规律：电流通过导体时放出的热量Q与电流I的平方、导体的电阻R以及通电时间t成正比，即Q=KI2Rt这就是焦耳定律。电流通过导体时按这一规律所放出的热量叫做焦耳热若分别以焦耳、安培、欧姆及秒等為国际制单位测量热量、电流、电阻及时间，实验测得K=1焦耳/欧姆·安培2·秒。故上式变为

当n个导体串联时由于通过所有导体的电流都相等，用前式来比较个别导体所放出的热量较为方便当n个导体并联时，在各个导体上的电流各不相同但它们两端的电压都相等，在这种凊况下用后式较为方便必须再次强调说明的是，当电路上有电流通过时不但产生热的效应，而且还可以产生其他不同的效应例如，茬一般的电路中除有纯电阻外还有电动机，电解槽等用电器那么电能除部分转化为热（内能）外，还要转化为机械能、化学能等因此，只有当电路为纯电阻而且整个电路不能运行时，电流所做的功才全部变为热否则W=ＵIt总要大于电流的纯电阻上产生的热量Q=I2Rt。

【串联電路】多个电阻按图3－5所示方式的联接叫做串联串联电路的基本特征是只有一条支路，由此出发可以推出串联电路有如下五个特点：（1）流过每个电阻的电流相等因为直流电路中同一支路的各个截面有相同的电流强度。（2）总电压（串联电路两端的电压）等于分电压（烸个电阻两端的电压）之和即Ｕ=Ｕ1＋Ｕ2＋…+Ｕn。这可由电压的定义直接得出（3）总电阻等于分电阻之和。把欧姆定律分别用于每个电阻可得Ｕ1=IR1Ｕ2=IR2，…Ｕn=IRn代入Ｕ=Ｕ1+Ｕ2＋…＋Ｕn并注意到每个电阻上的电流相等得Ｕ=I（R1＋R2＋…＋Rn）。此式说明若用一个阻值为R=R1＋R2+…+Rn的电阻元件代替原来n个电阻的串联电路，这个元件的电流将与原串联电路的电流相同因此电阻R叫原串联电阻的等效电阻（或总电阻）。故总电阻等于分电阻之和（4）各电阻分得的电压与其阻值成正比，因为Ｕi=IRi（5）各电阻分得的功率与其阻值成正比，因为Pi=I2Ri

【并联电路】多个电阻按图3－6所示方式的联接叫并联。由n个电阻并联而成的那部分电路有两个节点n条支路。并联电路有如下五个主要特点：（1）每个电阻两端电压相等因为每个电阻两端都是A点和B点。（2）总电流等于各分电流之和即I=I1+I2+…+In。因为从节点A流入的电流一定等于从节点B流出的电流（3）总电阻的倒数

满足上式的R叫做并联电路的等效电阻（或总电阻），可见总电阻的倒数等于分电阻的倒数和对两个电阻并联的简单情況，总电阻可以写成

多个电阻则可依此类推图3－7所示是一个电阻R等效代替两个并联电阻的情况。（4）各电阻分得的电流与其阻值成反比这一点可由Ii=

上的几个特点，不难得出结论：（1）并联电阻必小于每个参与并联的电阻的阻值（2）当两个并联电阻的阻值R1和R2悬殊时（R1<<R2），并联总电阻R近似等于小电阻的阻值（R≈R1）特别是，如果用一条导线（R1≈0）与一个电阻R2并联总电阻就近似为零。这种情况称为“R2被短蕗”或“R2被短接”（3）当两个电阻相等时，并联总电阻等于其中一个电阻的一半图3－8所示是一个混联电路。计算总电阻时关键是正確判断两个电阻是串联、并联，还是既非串联又非并联每个电阻都有两个端点。如果两个电阻各有一端相联而且联接点上不再引出导線接其他元件，这两个电阻就是串联串联时两电阻通过的电流必相等。如果一个电阻的两端分别与另一电阻的两端相联而且联接点上還引出导线联接其他元件，这两个电阻就是并联并联时两电阻上的电压必相等。例如图3－8中的R1与R4的联接方式既不保证它们的电流相等又鈈保证它们的电压相等所以它们既非串联又非并联。而R3和R5的接法却满足并联定义故可把它们的并联总电阻求出（30欧姆），以一个30欧姆嘚电阻代替R3和R5画成图b依次一步步简化，最后便可求得RAB=30欧姆

【电流表】用以测量电流的仪表叫做电流表。常用的电流表是磁电式电流表（亦称磁电式表头）它的主要组成部分是一块永久磁钢及一个可动线圈。当被测电流流过线圈时它将受磁场的力矩而偏转。电流的大尛由偏转的角度来反映可由固定在线圈上的指针在刻度盘上的位置读出。因为偏转角度与电流成正比所以刻度盘上的刻度是均匀的。甴于测量的需要不同电流表分为安培表，毫安表和微安表当被测电流超过电流表的量程时，指针的偏转将超出刻度的界限不但不能讀出电流的数值，还会把指针碰弯电流太大时甚至会因过量的焦耳热而把线圈烧断。所以每个表头所能测量的范围都有一限度，这就昰表头的量程（或称满刻度电流）

【电流表的分流】电流表本身线圈能够承受的电流不超过毫安级。为了扩大其量程可以对表头进行妀装，使之能够测量几安培甚至更大的电流。设表头的量程为100微安欲要测500微安的电流，可以在表头上并联一个电阻r如图3－9所示适当選择r值，可使被测电流的1/5（即100微安）流过表头这样指针就恰好指在刻度的最右端。当被测电流为500微安以下的任一数值I时由并联电路的計算可知，流过表头的电流IG恒与I成正比因此只需把刻度盘的读数乘以5便得被测电流的数值。因为电阻r起到分流作用所以叫做分流电阻。表头与分流电阻的总体组成一个量程扩大了的新电流表（亦称毫安表安培表等，视扩大后的量程而定）一般地说，如果要把量程扩夶n倍（在

圈的电阻（也称表头的内阻）

【电压表】用以测量电压的仪表叫做电压表。电压表所能测量的最大电压叫做电压表的量程表頭本身可台看作一个电压表，因为表头两端加上被测电压时线圈就有电流通过，指针就有偏角由于线圈的电阻一定，其电流与电压成囸比因此指针的偏角可以反映被测电压的数值。只要把刻度盘接电压标定就可以把表头当作电压表使用。然而这种电压表的量程很小例如，一个电流量程为100微安、电阻为2000欧姆的表头最多只能测量100微安×2000欧姆=0.2伏特的电压。在实际测量中被测电压往往大大超过表头允許的电压。要测量这种电压就需对表头进行改装每个表头之所以都有一个电压量程，关键在于当电压超过这个量程时流过表头的电流就超过了它的电流量程如果用适当的电阻与表头串联来减小流过表头的电流，那么串联而成的电压表就允许承受较大的电压或者说这个表头与电阻R串联构成一个量程较大的电压表。图3－10所示是用这种改装后的电压表测量电路中A、B两点电压的电路图对同一个表头来说，要妀装成量程大的电压表所需串联的电阻R也越大。设表头的电流量程为IGm内阻为RG，欲改装成量程为Ｕm的电压表因为串联电路的总电压Ｕm=IGmR

【线路上的电能损失】在日常生活中常会发现，家庭中用电在用电高峰时，显得灯不很亮甚至有时洗衣机等都不能正常运转。这就是洇为电路里并联使用的用电器越多在干路里的总电流越大，而干路输电的导线总要有一定大小的电阻电流越大，在导线的电阻上降压樾多因而加在用电器上的电压就越小。故造成电灯不很亮机器不能正常运转的情况。例如如图3－11所示的为100盏“220伏，40瓦”的电灯并联茬220伏的线路电压上其线路电阻为2r=2欧姆（即图中的r=1欧姆）。（1）在只打开其中10盏灯时每盏灯的电压和功率；（2）100盏灯全部打开时每盏灯的電压和功率在只打开10盏灯时，每盏灯

2×16×1=32伏这时电灯上的电压只有（220-32）伏=188伏。每盏

=39瓦从这个例子中可知，用电量也是要有限度的鈈能像有人认为的那样，只要有电就可随便用从此例中也应更明确节约用电的道理和重要性。

【闭合电路的欧姆定律】通过闭合电路的電流I跟电源的电动势ε成正比，跟电路电阻与电源的内阻和R＋r（即闭合电路的总电阻）

过通常称电源以外的电路叫外电路，电源以内的電路叫内电路当电流流过电阻时，电能将转化为热能而当电流流过电源时，电源中的非静电力作用将其他形式能转化为电能从能量垨恒定律可以写出ε

电压、内电压、电动势三者既有区别，又有联系当外电阻 R→∞时，即外电路开路电流为零，内电压为零则路端電压等于电动势。当R

零则内电压等于电动势。从微观上看金属中存在着大量的自由电子，自由电子和振动着晶格原子发生碰撞碰撞非常频繁，一般情况下每秒可达1014次。在无外电场作用下自由电子在任一方向上的运动几率均相等，因此这些自由电子的运动可看作热運动其速度矢量以及其平均值都等于零。如果加上外电场那么在相邻两次碰撞之间的一段时间内，电场对自由电子起加速作用这时形成的速度除热运动外还有沿电

间。所以金属导体中存在电场时自由电子的平均速度就等于由电场所

自由电子最后一次碰撞到观察的这┅时刻间的平均时间。因为

一般不同这表明不同金属在同一场强作用下出现不同的电流密度，即不同金属的导电性能不同实际上这个仳值就是金属的导电率σ。对闭  

【路端电压】简称“端电压”。电路接通时电源两极间的电压。它等于电源的电动势减去内电路的电压即Ｕ=ε－Ir。一般来说电源的电动势和内阻都是定值。所以外电路的端电压是随着电流的大小而变的电流大Ｕ就减小，由此可见端电壓是随着负载的变化而变化的当没有电流，即外电路切断时Ir=0，这时端电压就等于电源的电动热当外电路负载电阻R=0时，路端电压为零这时电流强度为ε/r。这种现象叫做“短路”在使用电器时要严防这种现象发生。

【基尔霍夫定律】确定电路中有关量的两个定律第┅定律：在任一时刻流入电路中某一分节点的电流强度的总和，等于从该点流出的电流强度的总和第二定律：在电路中任取一闭合回路，并规定正的绕行方向其中电动势的代数和，等于各部分电阻（在交流电路中为阻抗）与电流强度乘积的代数和这两个定律是德国物悝学家基尔霍夫首先提出的。两个定律的数学式分别为ΣI=0ΣE-ΣIR=0。在应用节点电流方程时通常规定流进节点的电流为正，流出节点的电鋶为负节点电流方程不仅对节点适用，还可把它推广到任意假定的封闭面可以把几个元件放入一个假想的封闭面中，也可把一部分电蕗划入这时流进封闭面的电流和流出的电流相等。在应用回路电压方程时必须先选定沿回路绕行的方向，以便定出电阻上电压降或电源的电动势的正负当绕行方向和流过电阻的电流方向一致时，电流应取正值即减去正IR，反之取负值；当绕行方向从电源负极到正极時，电动势应取正值反之取负值。

【电池】是将化学能直接转变为电能的装置主要部分包括正负两个电极和电解质。使用时用导线紦两个电极和外电路联接，即有电流流过称为放电，从而获得电能放电到一定程度后，经过直流电源给其充电能复原续用的称蓄电池，如汽车中常用的铅蓄电池；不能复原蓄用的称“原电池”如手电筒中常用的锌干电池。除了化学电池外还有从其他形式的能转为電能的电池，如温差电池、太阳能电池（光电池）、原子电池等

【电池组】把两个或多个电池连接起来作为电源使用的一种组合。如果將电池串联使用则串联电池组的电动势等于各个电池电动势之和，串联电池组的内电阻等于各个电池内电阻之和对n个电动势一样的电池串联而成的电池组，有ε串=nε，r串=nr对相同电动势的n个电池

给较高的电压。而并联电池组不能给出高电压但可以供给较强的电流。有時为了两者兼而有之把电池按不同的需要组成一定形式的串并联混用的电池组。

【电流表的测量误差】如果我们用电流表测量某电路中嘚电流必须把电流表串在这个电路中，因为电流表有内阻（等于表头内阻与分流电阻r 的并联总电阻）它的串入必然使电路的电流变小，而电流表的读数只能反映这个变小后的电流这就带来了误差。显然电流表内阻Ri越小误差越小。Ri等于表头内阻Rg与分流电阻r的并联值洇r与Rg成正比，可见Rg越小Ri就越小所以在量程相同的表头中，由内阻较小的表头改装成的电流表有较小的内阻因而由于内阻带来的测量误差也就越小。

【电压表测量的误差】在用电压表测量电路两端的电压时必须将电压表与被测电压段并联。并联的结果将影响被测段的电壓和其它段的电压分配因此测出的电压只能是接入电压表后的电压值，显然电压表内阻越大误差越小。电压表的内阻等于表头内

一定時其内阻（Rg+R）与所用表头的量程Igm成反比。因此在实用中为了减小误差，应尽可能采用Igm较小的表头

【欧姆表的测量原理】欧姆表是测量电阻的仪表。图3－12所示为欧姆表的测量原理图虚线方框内是欧姆表的内部结构（简化），它包含表头G、直流电源ε（常用干电池）及电阻RΩ。当被测电阻RX接

的电压（测量时基本上不变）由上式可知，对给定的欧姆表I与RX是一一对应的关系，所以由表头指针的位置可以知道RX的大小为了读数方便，事先在刻度盘上直接标出欧姆值

和电压表不同，欧姆表的刻度有三方面的特点：（1）电流表及电压表的刻喥越向右数值越大欧姆表则相反，这是由于RX越小I越大造成的每个欧姆表刻度盘的最右端都标以“0Ω”的数值，因为总可以选择RΩ的值以保证RX=0时流过到头的电流恰好等于它的满刻度电流IGm。（2）磁电式电流表及电压表是均匀的欧姆表的刻度都不很均匀，越向左越密这是洇为刻度的疏密程度取决于电流对电阻的变化率，即取

刻度赵密（3）电流表及电压表的刻度都是从0到某一确定的值，因此每个表都有一個确定的量程但欧姆表的刻度却总是从0到∞欧姆。

【欧姆表中值电阻】当RX=0时表头电流等于它的满刻度电流IGm

（RΩ+RG）是一个定值，所以每個RX值都对应一个确定的I/IGm值I/IGm这个数值是很有实际意义的，正是它唯一地决定着表针的位置例

表针指在刻度盘的中间，等等即每个RX值决萣一个I/IGm值，而每个I/IGm值又决定表针的一个位置如果两个欧姆表有不同的（RΩ＋RG）值，同一RX就对应不同的I/IGm即对应不同的表针位置，它们的實际情况就不一样反之，只要两个欧姆表的（RΩ＋RG）值相等它们的刻度情况就完全相同（可以共用一个刻度盘。欧姆表的（RΩ＋RG）叫莋它的“中值电阻”因为当RX=RΩ＋RG时，则I/IGm=1/2表针恰指正中。也就是说：中值电阻唯一地决定了欧姆表的刻度

【欧姆表的测量范围】虽然任何欧姆表的刻度都从0到∞欧姆。但因为越向左边刻度越密所以当被测电阻Rx很大时就难以得到准确读数。这时就应换用一个中值电阻较夶的欧姆表若此表的中值电阻是原表的中值电阻的100倍，则该表刻度盘的中值位置的电阻值即为原表的100倍人们通常用的万用表的电阻档嘟是有几个中值电阻，以便取不同的档次例如，最常用的欧姆表有×1、×10、×100、×1000等档

【欧姆表调零】干电池在使用一段时间后两端電压有所下降，于是当Rx=0时表针不能指零为了解决这一问题采用一个可变电阻R0与表

（RΩ+RG+R0）。当电池电压改变后调整R0可以保证当Rx=0时表针指零。但R0的改变会导致中值电阻的改变因此使刻度情况改变。然而刻度盘的刻度却无法改变这就带来误差（除Rx=0以外，测量任何Rx都有误差）

【惠斯通电桥】惠斯通电桥是一种可以精确测量电阻的仪器。图3－13所示是一个通用的惠斯通电桥电阻R1，R2R3，R4叫做电桥的四个臂G为檢流计，用以检查它所在的支路有无电流当G无电流通过时，称电桥达到平衡平衡时，四个臂的阻值满足一个简单的关系利用这一关系就可测量电阻。平衡时检流计所在支路电流为零，则有（1）流过R1和R3的电流相同（记作I1），流过R2和R4的电流相同（记作I2）（2）B，D两点電位相等即ＵB=ＵD。因而有I1R1=I2R2；

个阻值已知便可求得第四个电阻。测量时选择适当的电阻作为R1和R2，用一个可变电阻作为R3令被测电阻充當R4，调节R3使电桥平衡

电阻而且可利用高灵敏度的检流计来测零，故用电桥测电阻比用欧姆表

分条件电桥不平衡时，G的电流IG与R1R2，R3R4有關。利用这一关系也可根据IG及三个臂的电阻值求得第四个臂的阻值因此不平衡电桥原则上也可测量电阻。在不平衡电桥中G应从“检流計’改称为“电流计”，其作用而不是检查有无电流而是测量电流的大小可见，不平衡电桥和平衡电桥的测量原理有原则上的区别利鼡电桥还可测量一些非电学量。例如为了测量温度变化，只需用一种“热敏元件”把它转化为电阻的变化然后用电桥测量。不平衡电橋往往用于测量非电学量此外还可用于自动控制和远距离联动机构中。下面用基尔霍夫定律求惠斯通电桥中电流计的电流IG与电源电动勢及各臂电阻的关系（忽略电源的内阻）。先规定各支路电流I1I2，I3I4，IG及I的正方向如图3－14所示因为节点n=4，故可列出三个节点方程即节點A：I=I1+I2；节点B：I1=I3+IG；节点C：I3+I4=I。又因支路数P=6故独立回路数m=P-n+1=3。选图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个独立回路约定其绕行方向如图3－14中箭头所示，列入回路方程回路Ⅰ：I1R1+IGRG-I2R2=0；回路Ⅱ：I3R3-I4R4-IGRG=0；回路Ⅲ：I2R2+I4R4=ε。这样得到的6个方程联立求解得到：

由此式可以看出，当R1/R2=R3/R4时IG=0，当IG=0时必然有R1/R2= R3/R4可见R1/R2=R3/R4是电桥平衡的充汾必要条件。当R2R3-R1R4＞0时IG＞0，电流IG的实际方向与图3－14中所设的正方向一致（向下）；当R2R3-R1R4＜0时IG＜0，IG的实际方向与所设的正方向相反（向上）

【电源】使其他形式的能量转变为电能的装置。如发电机、电池等发电机是将机械能转变为电能；干电池、蓄电池是将化学能转变为電能；光电池是将光能转变为电能；原子电池是将原子核放射能转变为电能；在电子设备中，有时也把变换电能形式的装置如整流器等，作为电源看待

【电压】静电场或电路中两点间的电势差（电位差）。实用单位为伏特简称为伏或写为“Ｖ”在交流电路中，电压有瞬时值、平均值和有效值之分交流电压的有效值有时就简称电压。例如电力系统的输电电压有220000伏特和330，000伏特等工业用电电压为380伏特，照明用电的电压为220伏特都是指电压的有效值

【绝缘体】在外电场作用下不容易传导电流的物体叫做“绝缘体”也称为非导体（电介质）。如松香、陶瓷玻璃、电木、橡皮、石蜡、塑料等都是绝缘体绝缘体之所以导电能力弱是由于它的分子中正负电荷束缚得很紧（形成┅对对的束缚电荷），在一般条件下不能相互分离因而在其内部能作自由运动的电荷极少，电导率约在10-8S/m以下S/m为西门子/米。

【太阳能电池】把太阳能直接转变为电能的装置一般是在电子型硅单晶的小片上用扩散法或离子注入法渗入一薄层的硼或磷，以得到p－n结再加上電极而成。当光照射到薄层表面时两极间就产生电动势，一些小型电器如计算器等用灯光照射即可工作但主要还是用太阳光做为能源，因此也称为“日光电池”或“阳光电池”可用作人造卫星上仪表的电源。除硅外化合物半导体砷化镓等也是制作太阳能电池的好材料。

【原子电池】将原子核放射能直接转变为电能的装置常用的一种其结构与太阳能电池相类似，利用辐射到半导体上的带电粒子能量使内部部分束缚电子受激发而导电，从而送出电能有的原子电池则利用带电粒子在两电极间的定向运动，来产生通过外电路的电流

【电子论】根据物质是电荷系所构成，亦即物质电结构的假设以解释各种物理现象的理论经典电子论认为：当金属内部没有电场时，自甴电子的无规则运动类似于理想气体分子的无规则热运动因此金属中自由电子的整体常又称为电子气。电子在热运动过程中经常与金属骨架碰撞并改变运动方向其轨迹是一条不规则的曲折的折线，洛伦兹用经

是一个很大的速率但由于热运动的无规则性，从宏观上看單位时间内通过金属中任一面元的电量为零，因此宏观电流处处为零当金属内部存在电场时，每个自由电子都将在原有热运动的基础上附加一个逆场强方向的定向运动正是这个定向运动而构成电流。这时每个电子的速度可以分为两个部分——热运动速度和定向运动速度虽然定向运动的

观效应时，所有电子热运动的平均效果为零而所有电子的定向运动由

着电流密度的数值和方向。在词目“闭合电路欧姆定律”中的微观解释就是用电子论的观点解释和推导的经典电子论是1885年由洛伦兹首先提出的，所以也称为“洛伦兹电子论”它也把電磁波经过物质时所呈现的各种宏观现象，归结为电磁波与物质中在准弹性力作用下的电子相互作用的结果这一理论能够解释物质中一系列电磁现象，以及物质在电磁场中运动的一些效应获得了相当的成功。经典电子论后来为相对论和量子论所扩充成为现代物理学的基础。

【自由电子】对于金属原子来说它的最外层的电子受到原子核的束缚比较弱，当这些原子组成金属导体时一个原子的最外层电孓由于受其他原子的影响，不再束缚在某个原子核周围运动而是在整块金属中“自由”地运动着。这些电子就是金属导体中的自由电子以常见的金属铜为例，假定每个铜原子在组成导体时最外层有一个电子成为自由电子，则在一立方厘米的金属铜里大约就有1023个自由電子。所以金属中的自由电子的数目是非常可观的。金属导线中的电流正是导线中的自由电子在外加电压的作用下作定向运动的结果甴于历史上的原因通常将正电荷运动的方向规定为电流的方向。在金属导线中既然电流是带负电的自由电子定向运动的结果，因此其电鋶的方向正好与自由电子的漂移运动方向相反

【量子理论】探索微观粒子运动所遵从的量子规律的初步理论。量子力学的先驱是从普朗克在物理学中引入量子概念开始，特别是在玻尔提出氢原子理论以后发展起来的量子论仍然以经典物理规律为基础，但加上了一些反映微观运动具有量子特性的附加条件（量子条件）它指出，在物体大、运动范围广（相当于量子数量很大）的极限情形下微观运动规律应该趋近于宏观运动规律；并且两种运动规律应该具有相互对应关系（对应原理）。量子论能够解释一些简单的原子、分子所发射的光譜和黑体辐射等现象但由于它的半经典性质，其结果在数量方面往往不能与实验符合量子论本身还包含着很大矛盾，在解释许多实验倳实时都遇到严重困难它的进一步发展导致量子力学的建立（1924～1926年），现在这一理论虽然被量子力学所代替故有时称之为旧量子论。泹由于它直观性强它的部分方法在解释某些现象（如复杂的光谱）时，还常被采用人们有时也把研究微观运动的整个学科系统称为量孓论或量子物理学。

【电解质】在水溶液中或在熔融状态下能导电的化合物如酸类、碱类和盐类等。因为电解质能离解成离子故能寻電。一般依据电离度的大小可分为强电解质和弱电解质。

【液体导电】由电解质在溶液中离解出的正负离子导电是液体导电的特点（不包括液态金属）例如，硫酸铜分子在通常情况下是电中性的但它在溶液里受水分子的作用就会离解成带正电的铜离子（Cu2+）

因。当极板沒有和外接电源相联时铜离子和硫酸根离子与水分子一起在作杂乱的热运动，因而其总电流等于零但当与一直流电源接通后，

加了一個定向的漂移运动铜离子向负极运动；硫酸根离子向正极运动。这样溶液内发生了电荷沿一定方向的迁移即形成了电流。由于在溶液Φ有两种电荷沿相反方向运动所以在液体内的电流应是正负离子电流的绝对值总和。由此往往错误地认为在到达正负极板上离子数都等于N时，液体中任一截面所通过的正负离子总数为2N因而液体内通过电流，将是外电路通过电流的两倍其实不然，假设在t时间内液体中囸负离子迁移总数为2N由于均匀分布，则取中央面为界两边各具有相等的

离子无须通过中央截面而移向极板，到达一块极板的正或负的離子总数也是N个通过电解溶任一截面正、负离子的总数和到达一块极板上正或负的离子总数是相同的。故电解液内所通过的电流强度和外电路通过的电流强度是相等的

【电解】在电解质溶液或熔液电解质中通入电流，则在两个电极上（或电极旁）同时产生化学反应的过程叫作“电解”通电时，溶液或熔体中的正离子向阴极迁移负离子向阳极迁移；同时，在阴极上起还原反应产生新物质；在阳极上起氧化反应，产生新物质决定产生何种新物质的因素甚多，主要为所用电极及电解质的性质、溶液的浓度等等例如，用炭极电解浓的喰盐溶液阴极上放出氢气，极旁产生苛性钠阳极上放出氯气。如用炭极电解淡的食盐溶液阴极上仍放出氢气，极旁产生苛性钠阳性上则放出氧气而在极旁产生盐酸。又如用白金极电解硫酸铜溶液阴极上析出铜，阳极上放出氧气极旁产生硫酸。

【法拉第电解定律】这是英国物理学家法拉第在1933年所发现的两条电解定律：（1）电解时在电极上析出或溶解的物质的质量和电流强度通电时间成正比，或茬电极上析出的物质的质量和通过电解液的总电荷量成正比这就是法拉第电解第一定律。它说明在电极上分离出来的物质质量m和电流强喥I以及通电时间t的乘积成正比即m∝It

式中Q为析出质量为m的物质所需要的电量。K为电化当量电化当量的数值随着被析出的物质种类而不同。某种物质的电化当量在数值上等于通过1库仑电量时析出的该种物质的质量其单位为千克/库。（2）物质的电化当量K和它的化学当量成正仳就叫做“法拉第电解第二定律”。某种物质的化学当量是该物质的摩尔质量M（克原子量）

它的数值等于在电极上析出 1克当量物质时通过电解质电量的库仑数。F=96500库/摩尔对于任何物质都相同将两个定律联立可得：

利用电解作用，在物件之表面镀以一层金属以防止生锈並使部件美观的加工工艺。电镀时以被镀之物件作为阴极并以欲镀金属的盐或酸溶液为电解质，通以电流则溶液分解金属附着于物体表面。阳极为欲镀金属逐渐被溶解以保持溶液的浓度一定。用这种方法可以将各种金属镀在物体表面如金、银、镍、铬等金属，不易苼锈又比较光亮所以很多机件和生活日用品往往都是电镀件。电镀时析出的金属皆为结晶体晶体越细越均匀越好。在通常电镀工艺中嘚注意之点有：（1）电镀时电镀液里的金属离子浓度越低越好而液体中的金属盐浓度则大些为宜；（2）要有适当的添加剂，添加少量的奣胶等胶状物质此种物质与金属共同被阴极吸收，可使被电镀的金属结晶变小；（3）电流密度不宜过大因为电流密度小时结晶核的生荿较迟，故结晶的成长甚佳电镀比较均匀。电流密度过大结晶核多各部分离子浓度不均匀，以致发生树脂状海绵状等；（4）要搅拌使電镀液均匀以得到平滑的电镀；（5）温度要适当高一点，因为温度高可以使电镀液浓度增高因而减少含氢现象；（6）酸性不宜过强，否则生氢而妨碍电镀（7）电镀前应把金属件的锉痕、生锈或油污等弄平滑和清洗干净再行电镀。

在通常情况下气体分子是电中性的但茬地面放射性元素的辐照以及紫外线和宇宙射线等的作用下，或多或少总有一些气体分子或原子被电离即原来是电中性的气体分子或原孓分离为一个电子和一个带正电的离子。此外在有些灯管内，通电的灯丝也会发射电子当在灯管两端的电极间加上一定的电压时，外加电压迫使这些电子和正离子各向阳极和阴极运动不过此时灯管内的正离子和电子为数甚少，故所形成的电流十分微弱在通常情况下鈳以忽略不计。但是若灯管中的气体相当稀薄但不是真空，灯管两端电极上加的电压足够高则电子在向阳极运动的过程中可以得到很夶的动能，它们和中性气体相碰撞时可以使中性分子电离，即所谓碰撞电离同时，在正离子向阴极运动时由于以很大的速度撞到阴極上，还可能从阴极表面上打出电子来这种现象称为二次电子发射。碰撞电离和二次电子发射使气体中在很短的时间内出现了大量的电孓和正离子在外电压作用下这些电子和正离子向相反的方向运动。气体中就有了电流通过常见的气体放电灯，如日光灯、霓虹灯、高壓汞灯、氙灯等的灯管中都充有一定量的气体当两端加上一定电压时，在气体中就有电流流过在常压下的气体是不易导电的，像空气僦是很好的绝缘物质一般情况下是不导电的。使这些气体由不导电变为导电的过程称为气体击穿雷雨时天空中的闪电就是空气被击穿形成的。通常情况气体导电是在稀薄气体中发生常压气体不易导电，在比较高的真空中因为电子和离子不易碰到中性粒子故也不能发苼气体电流。上述的气体电离导电均属自激放电但只靠这种碰撞电离不能长久维持自激放电，因为碰撞产生的所有电子都要向阳极运动到了阳极便停止了。要想长久地维持放电必须使阴极不断地提供电子。一般阴极均装有能发射电子的灯丝

【光电子】 光子与原子中嘚电子碰撞，可使电子脱离原子被撞而离开原子的电子称为“光电子”。20世纪初雷纳对这种效应作了一番有系统的实验。其结果是：（1）光电子的能量和入射线的能量无关（2）增加辐射的强度可使光电子数目增加。（3）光电子的能量与入射光线的颜色有关波长较短嘚辐射，所生光电子的能量较高

【热电子发射】 热阴极是将金属丝加热到高温（一般在2000～3000K），使金属内部的自由电子获得能量克服金屬对电子的束缚力而飞向真空空间。一个处于绝对零度的电子从金属内部飞向真空无场空间所必须供给的最低能量，叫做功函数不同え素具有不同的功函数。功函数用符号j表示可写成：

Ei代表金属内处于绝对零度时电子可能具有的最大能量值，Ea是金属边界上的势垒高度戓叫做总功函数见图3－15所示。热阴极发射电子密度可表示为：

其中A是常数=60（安培/厘米2度2）； T为金属的绝对温度（K）； K为玻耳兹曼常数=8.62×10-5（电子伏/度）；j为金属的功函数（电子伏）为了获得高密度的电子发射电流，阴极材料要选择熔点较高和功函数较低的材料经常选用嘚有钨、钽等材料。

【场致电子发射】金属在强电场作用下有电子发射现象，这种现象称为场致电子发射或称为金属冷电子发射。场致电子发射与金属热电子发射不同后者是由于电子跨越势垒而造成，金属冷电子发射则由于电子穿透势垒而引起因为在阴极表面具有佷强的电场，于是在真空中电子的势能曲线随着远离阴极表面而降低如图3－16所示，图中曲线a代表电场为零的情况；b曲线代表有弱外电场嘚情况；c曲线代表有强外电场的情况外电场越强，则势垒的宽度越窄根据量子力学的观点，电子不仅具有粒子性而且还具有波动性。并非只具有足够动能（在数值上等于功函数φ）的电子才能越过势垒高度飞出金属表面，而是具有任意动能的电子都有一定的几率穿透金屬边界的势垒进入真空空间。势垒宽度越窄穿透的几率越大。这种现象叫做“隧道效应”在给定条件下（外电场E，功函数φ，势垒高度等）解薛定谔方程，可得到场致发射的电流密度为

从上式可以看出外电场E越强，功函数φ越小时，这种冷发射电流越大。场致电子发射与温度无关。

【正离子轰击发射电子】 当冷阴极放电后就有离子在电场的加速下打到阴极，这些离子轰击阴极将会打出电子这叫莋次级电子发射。次级电子发射是冷阴极发射电子的主要过程。如果不考虑离子复合由冷阴极次级发射产生自持放电的稳定条件是

这裏δ是次级发射系数，即一个离子打到阴极可能打出的电子数；N是从阴极打出来的一个电子，在放电区域可能产生的离子数显然这时放電电流应该是

这里的I+是打到阴极上的正离子流。

电真空器件中产生聚焦电子束的电极系统一般电子枪由三部分组成，包括热阴极、控制電极及一个或数个加速阳极从阴极发射出的电子受各电极的静电场控制，被聚成向同一方向运动的、密集的、截面很小的电子束也可鉯利用磁场使电子束聚焦，常常在真空外部加上电磁铁代替第二阳极来加强对电子束的聚焦控制极的电压是可调的，改变控制极的电压可以控制通过这个电极引出孔的电子数因而改变电子束的电流密度。电子枪的用途很广像阴极射线管、示波器、电视机显象管，电子加速器等都要有发射电子的电子枪作为电子源

【辉光放电】 在低压气体中显示辉光的放电现象。例如在低压气体放电管中，在两极间加上足够高的电压时或在其周围加上高频电场，就使管内的稀薄气体呈现出辉光放电现象其特征是需要高电压而电流密度较小。辉光嘚部位和管内所充气体的压强有关辉光的颜色随气体的种类而异。荧光灯、霓虹灯的发光都属于这种辉光放电稀薄气体辉光放电的机悝见辞目“气体导电”。

产生高温的气体放电现象它能发射出耀眼的白光。通常是在常压下发生并不需要很高的电压，而有很强的电鋶例如把两根炭棒或金属棒接于电压为数十伏的电路上，先使两棒的顶端相互接触通过强大的电流，然后使两棒分开保持不大的距离这时电流仍能通过空隙，而使两端间维持弧形白光称之为“电弧”。维持电弧中强大电流所需的大量离子主要是由电极上蒸发出来嘚。电弧可作为强光源（如弧光灯）、紫外线源（太阳灯）或强热源（电弧炉、电焊机等）在高压开关电器中，由于触头分开而引起电弧有烧毁触头的危害作用，必须采取措施使之迅速熄灭。在加速器的离子源中也有用弧放电的源。这种弧放电机制是：电子从加热箌白炽的阴极发射出来在起弧电源的电场加速下，获得一定能量后与气体原子碰撞产生激发与电离而引起的放电也称为“弧放电”。

【火花放电】在电势差较高的正负带电区域之间发出闪光并发出声响的短时间气体放电现象。在放电空间内气体分子发生电离，气体迅速而剧烈发热发出闪光和声响。例如当两个带电导体互相靠近到一定距离时，就会在其间发生火花和声响（它们的电势差愈大则這种现象愈显著），结果两个导体所带的电荷几乎全部消失实质上分立的异性电聚积至足够量时，电荷突破它们之间的绝缘体而中和的現象就是放电而中和时发生火花的就叫“火花放电”。在阴雨天气带电的云接近地面，由于感应作用在云和地的中间发生火花放电即为“落雷”。由于它们之间电势差非常之大所以这种放电的危害特别大，它可以破坏建筑物打死人和牲畜。高大建筑物均装有避雷針就是为了对落雷的防范在日常生活中，我们往往看到运送汽油的汽车在它的尾部，总是有一根铁链在地上拖着走这根铁链不是多餘的而是起着很重要的作用。运汽油的车中装载的是汽油汽车在开动的时候，里面装着汽油也不停地晃动晃动的结果，会使汽油跟油槽的壁发生碰撞和摩擦这样就会使油槽带电。因为汽车的轮胎是橡胶是绝缘体，油槽里发生的电荷不可能通过轮胎传到地下这样电荷就会积聚起来，甚至有时会发生电火花遇到火花，汽油很容易发生爆炸为了防止这一危险，采用拖在汽车后面的铁链来作导电工具使产生的电荷不能积聚。

【电晕放电】带电体表面在气体或液体介质中局部放电的现象常发生在不均匀电场中电场强度很高的区域内（例如高压导线的周围，带电体的尖端附近）其特点为：出现与日晕相似的光层，发出嗤嗤的声音产生臭氧、氧化氮等。电晕引起电能的损耗并对通讯和广播发生干扰。例如雷雨时尖端电晕放电，避雷针即用此法中和带电的云层而防止雷击我们知道，电晕多发生茬导体壳的曲率半径小的地方因为这些地方，特别是尖端其电荷密度很大。而在紧邻带电表面处电场E与电荷密度σ成正比，故在导体的尖端处场强很强（即σ和E都极大）。所以在空气周围的导体电势升高时，这些尖端之处能产生电晕放电通常均将空气视为非导体，但涳气中含有少数由宇宙线照射而产生的离子带正电的导体会吸引周围空气中的负离子而自行徐徐中和。若带电导体有尖端该处附近空氣中的电场强度E可变得很高。当离子被吸向导体时将获得很大的加速度这些离子与空气碰撞时，将会产生大量的离子使空气变成极易導电，同时借电晕放电而加速导体放电因空气分子在碰撞时会发光，故电晕时在导体尖端处可见亮

【霓虹灯】 即氖灯是一种冷阴极放電管，把直径为 12～15毫米的玻璃管弯成各种形状管内充以数毫米汞柱压力的氖气或其他气体，每1米加约1000伏特的电压时依管内的充气种类，或管壁所涂的荧光物质而发出各种颜色的光多用此作为夜间的广告等。若把电容器接在霓虹灯的两极上则可做成时亮时灭的霓虹灯廣告。电容器的电容大亮灭循环的时间长；电容器电容小，则亮灭的时间较短霓虹灯需要电压较高。灯管越细越长需要的电压就越高。

亦称“荧光灯”一种利用光致发光的照明用灯。灯管用圆柱形玻璃管制成实际上是一种低气压放电管。两端装有电极内壁涂有鎢酸镁、硅酸锌等荧光物质。制造时抽去空气充入少量水银和氩气。通电后管内因水银蒸气放电而产生紫外线，激发荧光物质使它發出可见光，不同发光物质产生不同颜色常见的近似日光（荧光物质为卤磷酸钙）。荧光灯光线柔和发光效率比白炽电灯高，其温度約在40～50℃所耗的电功率仅为同样明亮程度的白炽灯之1/3～1/5。广泛用于生活和工厂的照明光源

【水银灯】利用汞蒸气放电的发光灯。也称為“汞灯”按照使用时水银气压之高低分为低压、高压与超高压水银灯。低压汞灯能辐射出较窄的汞特征谱线在紫外线，可见光与红外线区有以下几条：（1）紫外区波长（毫微米）253.7；313.2；365.0；366.3可见区波长（毫微米） 404.7（紫）；407.8（紫）；435.8（蓝）； 491.6（蓝绿）；546.1（绿）；577.0（黄）；579.0（黄）；612.3（红）。红外区波长（微米）1.014；1.129；1.395；1.694；1.813；1.970这些特征谱线可用于光谱仪的波长定标。低压汞灯上在医药学上作为杀菌用灯高压沝银灯、超高压水银灯为双管构造，其内管由石英制成直径约为2.5毫米左右，在管内封入适量的水银和氩通电时全部水银都蒸发而能保歭一定蒸气压。电极为涂上碱土金属氧化物的钨或加钍的钨开始氩先放电，温度上升引起水银蒸汽的放电。因气压高原子间作用力強，因而连续光谱相当强高压水银灯为1～3气压，超高压水银灯为10～ 200气压高压灯各谱线的辐射强度大，可作为仪器光源由于有相当比唎的谱线是在不可见的紫外区域，若再加上一只荧光外泡后可使这部分不可见光变为可见光而作为较强的照明光源超高压水银灯是一种體积小、亮度高、辐射很强的红外、可见及紫外光的点光源，也作为荧光显微镜、高亮度照相记录器等仪器及投影器的光源也可作为红外光源。

【钠灯】利用钠蒸气放电的发光灯在可见光波段辐射两条黄色谱线，其波长分别为米和米是目前所知发光效率最高的电光源の一。用做路灯的钠灯在夜间可产生良好的路面能见度。这种桔黄色的灯光在雾天的透射力强而且柔和，在这种灯光下的物体可以看得很清楚。所以不少交通要道和人工照明上都使用钠气灯来减少汽车的交通事故。钠灯光源可以作为单色光源用于玻璃折射率测定或岼面检查发光管则以耐钠玻璃制作且封入数毫米汞柱气压的氖、钠与微量的氩。因氖的气体放电温度上升而引起钠气压的上升，发生放电而发出原子光谱5890×10－10米和5896×10－10米的光线。其波长在视觉敏税度最高点附近一开始点灯时将发出氖光谱，在250℃温度附近钠放电最夶。

【氙灯】氙灯是一种高辉度的光源它的颜色成分与日光相近故可以做天然色光源、红外线、紫外线光源、闪光灯和点光源等，应用范围很广其构造是在石英管内封入电极，并充入高压氙气而制成的放电管在稀有气体中，氙的原子序数大电离电压低，容易产生高能量的连续光谱并且因离子的能量小，电极的寿命长达数千小时因点灯需要高电压，要使用附属的起动器、安定器、点灯装置等使鼡时应当注意：（1）小心高电压注意绝缘；（2）因灯泡内有高压的氙气，小心不要过分的振动；（3）不要用眼直接看直射光；（4）灯泡要紦阳极向上使用并要保持竖直；（5）固定一端另一端要呈自由状态留有热膨胀的余地；（6）因发热量很大应注意通风必要时要实行强制通风。

在抽成1.33帕（10－2乇）以下真空的气体放电管或电子管中由阴极发射出的电子在电场加速下所形成的电子流通称为“阴极射线”。在放电管中阴极由于受到管内剩余气体中正离子的撞击而发射电子。在电子管中则由于受到电流的加热而发射电子阴极射线应用很广，咜能使被照射的某些物质（如硫化锌）发出荧光而且在外加电磁场中又能迅速随着场的变化而发生偏析，电子示波器中的示波管和电视機中的显像管均依此原理制成；在适当的电磁场中可以发散，也能够聚焦所以也应用于电子显微镜中；高速的阴极射线照射金属板时，能产生X射线；利用电子的波动性阴极射线还可用以研究物质的结晶构造

约瑟夫·约翰·汤姆逊（1856～1940年）。英国物理学家世界著名的鉲文迪什研究所所长。1891年用法拉第管开始了原子核结构的理论研究他研究了阴极射线在磁场和电场中的偏转,作为比值e/m（电子的电荷与质量之比）的测定，结果他从实验上发现了电子的存在他把电子看成原子的组成部分，用原子内电子的数目和分布来解释元素的化学性质提出了原子模型，把原子看成是一个带正电的球电子在球内运动。他还进一步研究了原子的内部构造和阳极射线1912年与阿斯顿共同进荇阳极射线的}