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空气电离的神奇密码

2024-07-24科学

在我们中学阶段,物理教材、教辅资料书、或老师讲解过程中都会提到「 空气电离 」这个词,那么你知道空气电离是怎么回事呢?一起来看看。

我们都知道,正常情况下空气是不会导电的,但是在某种条件下,空气就会变成导体而导电,这是怎么回事呢?空气是由大量的的空气分子组成(氧气、氮气、二氧化碳等),而分子又是由原子组成,原子又由原子核和核外电子组成,原子核带正电,核外电子带负电。正常情况下,原子核的数目和核外电子数目相等,所以所带正负电荷数相等抵消,所以整个原子对外呈电中性(不带电),所以空气也就不带电。正常情况下空气中就没有自由移动的电荷,所以空气就不导电。

空气在某些外加的条件下的作用下,使其原子失去或得到电子,失去电子的带上正电,得到电子的带负电,从而形成我们熟知的带电粒子(带正电称为正离子、带负电的称为负离子),这个过程就称为空气电离过程。

那么什么条件可以让空气电离呢?常见的有在强电场作用下,空气中的极少离子(正常情况下空气中会存在极少的带电离子)会被电场加速,由于电场强度很大,瞬间会使得离子会被加速得速度很大,速度很大的离子会与空气的空气分子猛烈碰撞,碰撞过程会使空气分子散架,空气分子里面的电子会被撞飞出去,使得空气分子变成带电的离子,产生新的离子又被加速,不断的去撞击空气分子产生新的带电离子,带电离子在短时间内数目急剧增加,导致这范围内的空气变成导体可以导电。强电场使空气电离的过程,在高电压的拉闸过程中经常发生,像我们的节能灯,里面充的气体,打开灯的瞬间气体也是被电离。

其实空气被电离的方法很多,强电场是最常见的一种形式。除了强电场的作用,像照射α射线、β射线、光电离、雷击闪电、紫外线、微量元素辐射等等都可以使空气电离。不管是哪一种电离方式,万变不离其宗,都是使空气得失电子,形成带电的离子,最终使得空气能导电。

空气的电离是具有重要意义的一项技术,对我们的生活有着重要的意义。如地球大气层中的电离层,就是空气被电离的过程,对我们的电磁波通信非常重要。还有像静电除尘、等立体加工等等,这些都用到了空气电离的技术,对我们的生活有着重要的意义。听到这里,是不是感觉大自然好神奇,我们的科学技术更神奇。如果读者喜欢,点赞加关注,后期更精彩。