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第一章电子和电子管
1.电
子
物质的世界里,差不多都是电子活动的世界,电的現象,
只不过是这个世界的一小部分而已。
电子是什么样的呢?我們得从物貭的构成謝起。現代的科
学知撤告訴我們:物体是由极小的物頂微粒一一分子构成,分
子是由原子(或几种不同的原子)构成,而原子則是由“电
子”、“貭子”及“中子”所构成(有的原子沒有中子)。所
以,物貭里面都有电子。电子很小,我們目前所有的科学仪器
还不能看見它。但是,它是确确实实存在着,而且是带电的、
永恆运动着的小东西。
每个原子都有一个
子核”,里面緊挤着
貭子和中子,电子則坏
繞着原子核作高运动
t
)は
e.)
(图1)。性原不同的
にた3、
原子,有着不同数目的
原子荻
电子、貭子和中子。最
簡单的原子是氫的原
电子
子(图2甲),它只有
图1原子
个电子阐繞着只有一个質子的原子核运动,沒有中子。
是瓦相推拒,而不是互相吸引的。对
子
原子
也子数目很多时,就分做几曆繞原子核运动,好像地球
中子來說,这些吸引或推拒的作用都
等圍太陽运动一样。質子和电子的数日是相同的。例如:碳
不会發生。
的原子有六个电子,大个質子,同时还有大个中子。(圖2
因为原子里質子和电子的数量相电子
包子
等,于是正电量和負电量也相等,所
以整个原子來說就顒不出帶正电或負
原子
电,也可說等于不帶电的了。
电子
在原子里面,电子有三种运动
段
阐繞着原子核的公轉”、本身的“自
3同性相拒,异性相吸
轉”和因为热而引起的不規則的“热
軌
运动”。每个原子我們都可以把它看作是一个極小的“太陽
系”;原子核像是太陽,电子像是行星,在自己的軌道上圍繞
中子购子电
着“太陽”經常运动着。
2氬原子和磯原子
电子的質量虽然非常小(小数点后面还跟着許多0的数
电子是群“負电”(或?“陰电”)的,有时又它做
学),但是科学家們到底把它測定出來了(0,91×102”7克)。
“負电子”。質子則帶“正电”(或?“陽电”)。井且他所
質子休積虽然比电子小,但是質量却比电子大1,840倍,所以
的正电的量正与电子所帶的負电的量相同。中子不帶电。因
整个原子的質量,差不多都集中在質子緊集的原子核上。
为帯电体都有“同性相拒,异性相吸”的性質(圖3),井且
它們的吸力与斥力和踫有关,距寓愈近力量愈大,愈远則愈
2.电子的流动一电流
小。所以电子圍繞着原子核旋轉时,被固定在原子核里面的質
如上所說,原子里因为电子和質子所帶的电量相等,所以
子所吸引,不致甩出去。它們距离愈近,吸力愈大;距愈
不顒帶电的現象。不迣电子的性質是很活潑的,許多物質里面
远,收力就小;但是質子和質子之間,或是电子和电子之間,則
的电子,很容易因为某种原因(例如:摩擦、化学反应、磁力
変化等)而离开原子跑旧去,或者跑到別的原子里面去,这样
有6.3×1018(63后面跟17个0即63億億)个电子通过導綫的截
就破坏了原来电量的衡,
面。産生电流的方法很多,电池就是应用化学反应愛生电流的
H离子
湿出帯电現象。失去ー个电」-种方法;我們所用的于电池,由于内部的化学作用,使負板
子的原子,它就“多”出了
(鋅皮)堆積大量电子。倘若用一条導後把兩極連接起來,那
份正电,新得到这个电子的
末導里的自由电子就会流向缺少电子的正極(岡5),而積
原子,它就多了一份負电;
聚在負上的电子就源源补充進去,这好像正極是有吸引自由
wun对于失去电子的原子(或分
电子的力量,而負極則对电子加以推選;于是,在導緩里就産
园子),我們說它带了正电
生了由負極流向正極的电子流。不过,还应知道,电流在導
它做“阳(正)高子”。多
里傳遞是極快的,和光的速度差不多(每秒800,000公里)
了子的原子(或分子)
a說它带了負电,?它做“阴
但电子在導体里的移动却很慢,每秒只有几分之一个厘米或亳
米。这是电子在導緩里会和內部的原子摩擦,所以不会走的很
(負)离子”。原子变成
快。这个現象,正如我們在装满水的水管的一端加压力,压力
P月离子离子的过程毋做“电离”。
就能馬上傳达到另一端,且馬上有水流出,但是管內这一端的
图4电羯
(图4)。
水,却要経过了相当付間,才能达到另一端去
在金属的原子結构上,其外层电子极容易由于不規則运动
我們也不难明白,所謂不
而脫离軌遧跑去。这些容易脫离自己軌道的电子,做“自
能導电的“絕緣物”,只是他
由电子”。金属所以导电,就是因为有这种自由电子存在。
們的电子很难“自由运动”
自由电子依照-一定方向流动起来,就是我們常說的电流。
因此不能傳电。
比如:点亮一个小电珠,就需要很多很多的自由电子运动,才
100多年以前,人們已経的
能使它发光。矿石收音机,无数的电子在几个回路里运动,
醱現了电流的現象,但是不知
利用了它的效应,我們才能听到声管。所有这些現象,都是电
道电子运动的情形,当时就規
子动的結果。电学里所謂1安培的电流,就是說:1秒钟內
定了电流的方向是从正極流向
固5电子流