當前位置: 華文世界 > 科學

空氣電離的神奇密碼

2024-07-24科學

在我們中學階段,物理教材、教輔資料書、或老師講解過程中都會提到「 空氣電離 」這個詞,那麽你知道空氣電離是怎麽回事呢?一起來看看。

我們都知道,正常情況下空氣是不會導電的,但是在某種條件下,空氣就會變成導體而導電,這是怎麽回事呢?空氣是由大量的的空氣分子組成(氧氣、氮氣、二氧化碳等),而分子又是由原子組成,原子又由原子核和核外電子組成,原子核帶正電,核外電子帶負電。正常情況下,原子核的數目和核外電子數目相等,所以所帶正負電荷數相等抵消,所以整個原子對外呈電中性(不帶電),所以空氣也就不帶電。正常情況下空氣中就沒有自由移動的電荷,所以空氣就不導電。

空氣在某些外加的條件下的作用下,使其原子失去或得到電子,失去電子的帶上正電,得到電子的帶負電,從而形成我們熟知的帶電粒子(帶正電稱為正離子、帶負電的稱為負離子),這個過程就稱為空氣電離過程。

那麽什麽條件可以讓空氣電離呢?常見的有在強電場作用下,空氣中的極少離子(正常情況下空氣中會存在極少的帶電離子)會被電場加速,由於電場強度很大,瞬間會使得離子會被加速得速度很大,速度很大的離子會與空氣的空氣分子猛烈碰撞,碰撞過程會使空氣分子散架,空氣分子裏面的電子會被撞飛出去,使得空氣分子變成帶電的離子,產生新的離子又被加速,不斷的去撞擊空氣分子產生新的帶電離子,帶電離子在短時間內數目急劇增加,導致這範圍內的空氣變成導體可以導電。強電場使空氣電離的過程,在高電壓的拉閘過程中經常發生,像我們的節能燈,裏面充的氣體,開啟燈的瞬間氣體也是被電離。

其實空氣被電離的方法很多,強電場是最常見的一種形式。除了強電場的作用,像照射α射線、β射線、光電離、雷擊閃電、紫外線、微量元素輻射等等都可以使空氣電離。不管是哪一種電離方式,萬變不離其宗,都是使空氣得失電子,形成帶電的離子,最終使得空氣能導電。

空氣的電離是具有重要意義的一項技術,對我們的生活有著重要的意義。如地球大氣層中的電離層,就是空氣被電離的過程,對我們的電磁波通訊非常重要。還有像靜電除塵、等立體加工等等,這些都用到了空氣電離的技術,對我們的生活有著重要的意義。聽到這裏,是不是感覺大自然好神奇,我們的科學技術更神奇。如果讀者喜歡,點贊加關註,後期更精彩。