什么是库仑效应

作者&投稿:夹嘉 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
什么是库伦阻塞效应~

一种非常重要的量子效应是库伦阻塞效应:如果有一个足够小的岛,一个电子进到这个岛里时,如果原来这个岛里有一个电子,新来的这个电子就会受到排斥,因为岛很小,两个电子靠得很近,相互排斥很强,排斥能使系统能量升高,就会阻止第二个电子的到来,称作库伦阻塞;只能当外加电压使系统释放出这个电子后,第二个电子才能再来,这就构成了计算机的基本单元一个“比特(0和1)”。这个效应可用来制作单电子的晶体管和单电子存储器,人们认为,它们是构筑纳米电子学的基础。

库仑定律是静止点电荷相互作用力的规律。1785年法国科学家C,-A.de库伦由实验得出,真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力同它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上,同名电荷相斥,异名电荷相吸。在库仑定律的常见表述中,通常会有真空和静止,是因为库仑定律的实验基础——扭秤实验,为了排除其他因素的影响,是在亚真空中做的。另外,一般讲静电现象时,常由真空中的情况开始,所以库仑定律中有“真空”的说法。实际上,库仑定律不仅适用于真空中,还适用于均匀介质中,也适用于静止的点电荷之间。
库仑定律的意义:库仑定律不仅是电磁学的基本定律,也是物理学的基本定律之一。库仑定律阐明了带电体相互作用的规律,决定了静电场的性质,也为整个电磁学奠定了基础。库仑的工作对法国物理学家的影响还可以从稍后的拉普拉斯的物理学简略纲领得到证实。这个物理学简略纲领最基本的出发点是把一切物理现象都简化为粒子间吸引力和排斥力的现象,电或磁的运动是荷电粒子或荷磁粒子之间的吸引力和排斥力产生的效应。这种简化便于把分析数学的方法运用于物理学。
要说应用的话,对于个人而言最大的应用可能在高考中了……毕竟生活中一般不会需要定量计算点电荷之间的作用力。

库仑效应是自然界中的一种与电荷相关的基本相互作用,它普遍存在于物理学,化学和生物学等领域。库仑效应的一个典型例子就是金属球/颗粒的“库仑爆炸”(Coulomb explosion)现象。当一个金属球充电以后,电荷与电荷之间的相互排斥作用会导致系统的能量升高。当电荷量超过了临界值(瑞利不稳定极限)时,金属球会发生爆炸而分裂成几个小球,并以此来降低系统的库仑排斥能。

表面物理国家重点实验室的薛其坤/贾金锋研究组和美国犹他大学的刘峰研究组在研究Si(111)-7×7衬底上的Pb岛生长的过程中发现了一种奇异的熟化(coarsening)现象—利用STM针尖向Pb岛注入电荷之后,Pb岛会通过吸收周围其它Pb岛上的原子继续生长。结果导致了充电的Pb岛长大而周围未充电的Pb岛衰减的现象。正常的岛熟化过程是通过大尺寸的岛逐渐吃掉小尺寸的岛来降低整个体系的化学势的。这种现象不同于正常的熟化过程,它完全取决于Pb岛被注入电荷的情况,并且原子的迁移方向与岛的尺寸大小没有关系。

他们分别从实验和理论两方面证实了这种奇异的金属岛的熟化是由库仑效应引起的,并把这种现象命名为“库仑集聚”(Coulomb sink)。当电荷注入到半导体衬底上的金属岛中时,岛表面与衬底的电容关系使得充电岛的能量迅速升高。系统则通过增加充电岛体积(高度)的方式来改变其电容大小,并降低体系的总能量;同时周围的未充电岛的体积将变小。“库仑集聚”实际上是“库仑爆炸”的逆过程。这种库仑效应导致的金属岛熟化过程为我们提供了一个新的制备纳米结构的方法。

详细结果发表在2004年9月3日的Phys. Rev. Lett. 93, 106102(2004)上。该工作得到了国家自然科学基金委、国家科技部973和中国科学院的资助。

库仑定律:真空中两个静止的点电荷之间的作用力与这两个电荷所带电量的乘积成正比,作用力的方向沿着这两个点电荷的联线,同好电荷相斥,异号电荷相吸。

库仑效应是自然界中的一种与电荷相关的基本相互作用,它普遍存在于物理学,化学和生物学等领域。库仑效应的一个典型例子就是金属球/颗粒的“库仑爆炸”(Coulomb explosion)现象。当一个金属球充电以后,电荷与电荷之间的相互排斥作用会导致系统的能量升高。当电荷量超过了临界值(瑞利不稳定极限)时,金属球会发生爆炸而分裂成几个小球,并以此来降低系统的库仑排斥能。


库仑散射公式得出的理论依据是什么?
N.F.莫脱进一步计算了自旋为1\/2,电荷为e的粒子(如电子)被自旋为0的重核散射,得到微分截面为这称作莫脱散射截面。相关信息 因在原子核物理和粒子物理实验中常利用带电粒子在磁场中的偏转半径测定其动量,而对动量越低的粒子,多次库仑散射越加影响偏转半径的测量精度。这时选择多次库仑散射效应较小的...

哪些实验现象证明了光是粒子性的?
2、多普勒效应实验:多普勒效应是指当光源在运动时,光波长会发生变化,进而导致光的频率和颜色的变化。这个实验是光的粒子性的间接证据,因为只有光被看作是一个流动的粒子群时,才能够解释多普勒效应的发生。3、库伦定理实验:库仑定理得出,两个带电粒子之间的相互作用力正比于它们间距的平方。在光的...

高中物理问题
惠更斯:研究单摆振动现象发现单摆周期公式。焦耳:研究了电流的热效应,得出了焦耳定律。开尔文:创立了热力学温标,把—273℃作为零度温标,也叫绝对温标。百分温标(摄氏温标)和热力学温标的分度间隔是相等的。库仑:利用扭秤实验精确研究发现库仑定律:静电荷之间的相互作用力与电量成正比,与距离平方成反比...

电场强度决定式
电场强度决定式如下:电场强度E的决定式是库仑定律,其数学表达式为:E = k * (Q \/ r^2)其中,E表示电场强度,单位是牛顿\/库仑(N\/C)。k表示库仑常量,其数值约为9 * 10^9 N·m^2\/C^2。Q表示电荷量,单位是库仑(C)。r表示电荷点到观察点的距离,单位是米(m)。根据库仑定律,电场...

库伦与安培的关系
关系:“库仑”由“安培”导出。安培是国际单位制基本单位。原定义:在真空中相距为一米的两根无限长的平行直导线,通过相等的恒等电流,当每米导线上受到作用力为2×10⁻⁷N 时,各导线的电流为1安培。而库仑就是通过安培单位导出来的,1安培的电流一秒内通过的导线横截面积的电量即为1...

库仑定律的适用范围是什么?
高中物理来讲,确实要求是真空中的点电荷,其实到了大学的物理,库伦定律是适用于一切带电体的,只不过是用微元的思想把一个不规则带电体看成一个个小的点电荷,应用库仑定律,再进行积分得到的。不过,既然是高中,还是理解成只适用于点电荷比较好,因为还会用这个公式来推导点电荷形成的电厂定义式,...

单电子晶体管基础知识解析
ME法和MC法的突出优点是能够分析两个库仑岛之间的库仑效应,而利用传统器件对SET建模的Spice方法对于此却无法体现,但ME和MC两种方法要进行大量的复杂计算,占用计算机时也长,极大地影响了其实用性。当电路中的库仑岛数目较多时,两岛间的库仑作用极其微弱,可以忽略不计,这就给了Spice分析法以极好的...

什么是电荷效应(什么是电荷)
4、有时也称带电体为“电荷”,如“自由电荷”。5、   后来人类对电的认识发展,但电荷的名称却沿用下来。6、   电荷是物质、原子或电子等所带的电的量。7、单位是库仑(记号为C)简称库。8、    我们常将“带电粒子”称为电荷,但电荷本身并非“...

关于静电感应和库仑力
最直观的说 静电感应 是物体对物体 而库仑力 时电荷对电荷,其实最简单的说他们的基本原理时一样的,就是同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。静电感应,时由于电荷物体里面的电荷为止造成影响,使得相和吸引的异种电荷和相互排斥的同种电荷的空间排序发生改变,从而使得所产生的相互吸引力大于排斥力,其实...

纳米材料的四大效应及其实际意思是什么啊?
1、表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随着粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。表9-2给出了纳米粒子尺寸与表面原子数的关系。随粒径减小,表面原子数迅速增加。另外,随着粒径的减小,纳米粒子的表面积、表面能的都迅速增加。这主要是粒径越小,处于表面的原子数越多。表面原子的...

义乌市19649253944: 什么是库仑效应 -
苦面杞明: 库仑效应是自然界中的一种与电荷相关的基本相互作用,它普遍存在于物理学,化学和生物学等领域.库仑效应的一个典型例子就是金属球/颗粒的“库仑爆炸”(Coulomb explosion)现象.当一个金属球充电以后,电荷与电荷之间的相互排斥作...

义乌市19649253944: coulomb interaction(库仑作用) 是什么意思呀?有谁能解释下吗?谢谢! -
苦面杞明: 就是真空中两个静止的点电荷间相互作用的*库仑力* 1785年,库仑通过扭秤实验,总结出真空中两个静止的点电荷间相互作用的基本规律,称为真空中的库仑定律,简称库仑定律,可陈述为:在真空中,两个静止的点电荷之间的相互作用力的方...

义乌市19649253944: 纳米材料的四大效应及其实际意思是什么啊? -
苦面杞明: 表面效应:当颗粒的直径减小到纳米尺度范围时,随着粒径减小,比表面积和表面原子数迅速增加. 量子尺寸效应:当金属或半导体从三维减小至零维时,载流子在各个方向上均受限,随着粒子尺寸下降到接近或小于某一值(激子玻尔半径)时...

义乌市19649253944: 静电的库仑定律是怎样提出和确立的? -
苦面杞明: 提出库仑定律可以说是一个实验定律,也可以说是牛顿引力定律在电学和磁学中的“推论”.假如说它是一个实验定律,库仑扭称实验起到了重要作用,而电摆实验则起了决定作用;即便是这样,库仑仍然借鉴了引力理论,模拟万有引力的大...

义乌市19649253944: 库伦定理是什么?适用于什么情况? -
苦面杞明: 由于物理毕竟是一门建立在实验基础上的科学,这些物理定律都是有适用范围的.这些适用范围的确定除了从理论上的考虑以外,还要看实验的结论.比如在物体以接近光速情况下,牛顿的理论就不适用了,而应该考虑相对论效应.同样的道理,在尺度极小的情况下,库仑定律或许就不成立了(虽然现在还并没有在实验室检验到).并且在尺度极小的情况下,电子并不能再被看作是一个点.电子有自己的内部结构.另外在尺度极小的情况下,通常都必须要考虑到量子效应.在量子力学中,一般不分析力,一般都说能量和动量.至于你说的重力场问题,跟上面的也差不多吧.

义乌市19649253944: 库仑定律为什么只适用于静止的点电荷库仑定律适用于:两点电荷均静止或者只发生一个电荷的运动.库仑定律的形式不是和万有引力公式很相似吗?为什么库... -
苦面杞明:[答案] 因为库仑定律只是静态近似.电势关于时间的导数为零, 而运动电荷就不满足这个条件了. 可以看一下麦克斯韦方程,有点电荷产生的在远方的场有个时间推迟效应的,也就是说在距离电荷r处的场是电荷在r/c以前的时候产生的(c光速).静止电荷的时...

义乌市19649253944: 库仑定律的内容是什么?库仑定律的内容是什么?
苦面杞明: 即电荷之间的相互作用是一种“超距作用”,然而另一批物理学家认为这类力是“近距作用”,电力通过一种充满在空间的弹性媒介以太来传递

义乌市19649253944: 库仑定律的适用范围是什么? -
苦面杞明: 高中物理来讲,确实要求是真空中的点电荷,其实到了大学的物理,库伦定律是适用于一切带电体的,只不过是用微元的思想把一个不规则带电体看成一个个小的点电荷,应用库仑定律,再进行积分得到的.不过,既然是高中,还是理解成只适用于点电荷比较好,因为还会用这个公式来推导点电荷形成的电厂定义式,不易混淆.

义乌市19649253944: 库仑作用的哪些性质和引力不同 -
苦面杞明: 库仑定律和万有引力定律,传递电磁力的虚光子与传递引力的虚引力子都是静止质量为0的媒介玻色子,这是两者的共同之处.但从本质上来讲,两者是有重大区别的,首先就是引发的“荷”不同,引力是质量引起的,电磁力是电量引起的;其...

义乌市19649253944: 阻容移相的含义是什么?有什么实际意义及应用? -
苦面杞明: 阻容移相的意义就是可以用来移动相位,从而可以改变电路出现共振的危险.阻容移相在现代的照明灯中使用比较广泛.比如日光灯中的镇流器上并联电容的做法.

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