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为了详细研究感应、自感和导体中电子流波动,我设计了两个实验,在进行具体实验观察中,采用放电法瞬间消除电场,观察电场中物质体内电子的运动状况。

一、感应与自感,实验设计如下图:

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在这个实验过程中,启动起电机其中一个LED有微弱光,放电球放电,另一个LED闪亮一下,亮度较先一颗亮得多,之后两LED均无光,继续摇动起电机重复这一过程……

通过这个实验我们不难分析出其中原因:起电机开始转动,两边放电球分别逐渐增加正、负电量,下面两感应球由于起电机放电球电场的作用靠近负放电球的感应球中电子开始通过其中一只LED流向另一个靠近正放电球的感应球,由于这个过程较缓慢,电子流过的LED发微弱的光直到起电机放电球放电,起电机放电后,电场的作用立即中和无差别,两个感应球已经累积的大量电子会通过另一只LED回流平衡而使LED较强地闪亮一下,我们将虚线框内看作一个物体,这样的电子流运动就是物理学中的感应和自感。所谓感应就是物体受外力的作用过程,自感就应该是物质受到外力作用后的恢复过程。感应过程会使物质体发生形变、位置发生移动或电性发生极化;自感过程是外力作用消失后物质体恢复原型、位置或电中性平衡。

二、导体中电子流的波动现象,实验只是在两感应球间与两LED并联了一根导线,如下图。

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这个时候我们启动起电机在放电球未放电前就看不到任何一只LED发光了,但是当起电机放电球放电的瞬间,两LED均发出较强的一下闪光,继续启动重复在放电球放电时LED闪光……

这就带来了一个问题:直连导线几乎短路,为什么两LED都闪光了?这种现象实际上并不奇怪,在放电球放电时,感应球已经在电场中产生了极化,放电后的一瞬间电子反向流动其中一只LED中会有电子通过而闪光释放能量,在导线的导通下大量电子会因为惯性而使感应球反极化,反极化后的电子会接着再平衡而反向流动让另一只LED闪光而释放能量,在导线的导通下电子又会因惯性而使感应球重新恢复一定极化并重复前一过程,直到最终达到电中性平衡,这样就形成了电子流的往复波动,由于波动频率较高,电平衡很快,我们就只能看到两LED一次闪光,这过程中导线也会消耗一定能量加速两感应球的电性中和平衡,这就是电波,电波的本质就是电场的作用。

从上面两个实验观察中,我们并没有接触到“磁”在感应、自感和电波的产生中起到了什么作用。以上实验现代条件下很容易作,我在实验中起电机放电球与感应球相距5厘米-10厘米,欢迎大家讨论。

有朋友可能要说了:螺线管产生了“磁”,加上铁芯感应和自感会更强,该怎么解释?这个问题等到下一次再专题作介绍吧!

版主留意:本文原创,有相关同步。

[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
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