什么是电位?

电位一般指电势。

静电场的标势称为电势,或称为静电势。在电场中,某点电荷的电势能跟它所带的电荷量(与正负有关,计算时将电势能和电荷的正负都带入即可判断该点电势大小及正负)之比,叫做这点的电势(也可称电位),通常用φ来表示。

电势是从能量角度上描述电场的物理量。(电场强度则是从力的角度描述电场)。电势差能在闭合电路中产生电流(当电势差相当大时,空气等绝缘体也会变为导体)。电势也被称为电位。

扩展资料:

应用领域:

超导结和耦合超导结:

(1)热噪声在超导结中引起的静电势的多次增加和多次减少:研究人员研究了在过阻尼和欠阻尼两种情况下、在考虑了热噪声和有交流信号和直流信号同时输入的情况下的超导结两端的静电势。

研究表明,随着温度的增加(热噪声的强度和温度成正比),静电势会多次被增加和多次被减小(静电势多次被增加的峰值对应于静电势的共振激活现象)。另外,超导结两端的静电势还表现出(噪声引起的)热噪声加强稳定的现象。

(2)耦合超导结系统(或器件)中时空噪声的出现和其对输运的影响:在该研究中,研究人员首次发现了时空噪声可能出现在耦合超导结系统(一个超导量子干涉器件)中,并且时空噪声与电子对的波函数的相差的关联所引起的系统的对称破缺能够引起输运。

通过对两个模型(一个高斯噪声模型和一个电报噪声模型)的研究,研究人员发现在所研究的耦合超导结系统中几率流总是负的并且随着热噪声强度的增加而会出现一个“井”。根据研究人员的研究结果,研究人员可以控制噪声使几率流处于有利于科研人员的实验要求的状态。

比如,如果研究人员希望在实验中得到较大的负几率流时,研究人员可以采取下面的两个措施:a).在一定的环境扰动下,我们可以适当地调整温度使负几率流处于上面所提到的“井”的附近(热噪声的强度与温度成正比)以便于得到有利于我们实验要求的结果;b).在一定的温度下,研究人员们应当采取一定的措施来调节环境扰动以便使负几率流的绝对值尽可能地大。

(3)一个热-惯性“ratchet”超导量子干涉器件(耦合超导结)中的混沌噪声输运:研究了一个热-惯性“ratchets”超导量子干涉器件中在有周期信号的输入的情况下的混沌噪声输运。研究表明,通过控制温度和外部输入信号的强度,研究人员可以使输运的方向反号。当温度足够低时,研究人员很容易得到混沌输运;但当温度足够高时,输运主要是热噪声输运。

(4)环境扰动下的耦合超导结:研究人员在考虑了内部热涨落和外部环境扰动的情况下研究了一个SQUID[超导量子干涉器件(耦合超导结)],发现外部环境的扰动可在SQUID中引起输运,通过控制内部热涨落和外部环境的扰动之间的关联可使静电势反号;并发现随着系统内部温度的增加,电流—电压特性越来越接近于正常状态下的欧姆定律。

(5)热涨落和环境扰动的关联可在单个超导结中引起的静电势:它们却在国际上激起了大量科研工作者的研究兴趣。在相关论文中研究人员研究了外部环境的扰动所引起的噪声与内部热涨落的关联在超导结中所引起的静电势。研究表明,系统内部的热涨落和外部环境的扰动之间的关联可以引起对称破缺,从而在超导结中引起静电势。

静电的原理科学小论文,怎样写科技论文?

科学小论文关于电?

电是一种自然现象,是一种能量。自然界的闪电就是电的一种现象。电是像电子和质子这样的亚原子粒子之间产生的排斥力和吸引力的一种属性。它是自然界四种基本相互作用之一。电或电荷有两种:我们把一种叫做正电,另一种叫做负电。电是个一般术语,是静止或移动的电荷所产生的物理现象。在大自然里,电的机制给出了很多众所熟知的效应,例如闪电、摩擦起电、静电感应、电磁感应等等。

怎么写科学小论文(方法、提纲)?

一、选好课题

撰写科技小论文,首先要考虑写什么,也就是课题的选择。选择课题是写好论文的关键。要注意以下原则:价值原则,即选题的理论价值和实用价值。要对其他的同学有启发、指导和参考的意义;可行原则,指主观和客观条件的可能性,即撰稿者个人的专业知识、理论修养、知识面、手头资料、实验条件、周围环境,不可贪大求深,应该量力而行;新颖原则,指课题应是他人未曾研究或研究过但未解决或完全解决,要注意“文贵创新”。

二、拟定题目

文题如目,好的题目能够叫人拍案叫绝,一眼难忘。它好似推销产品的广告词,对吸引读者起着关键作用。好的科技小论文题目要讲求三个字:准、小、新。准,指的是题目要用精练的文字将论文内容确切的揭示出来。如某位同学撰写的科技小论文的题目是《肥皂的去污原理和最佳洗衣浓度》,一看题目,就可以知道论文阐述的内容,一目了然。小,指的是题目的角度小。角度小,就具有较好的指向性,文章的思路随之明朗,容易写得集中、紧凑。题目过宽,往往由于我们投入研究的精力少,范围窄,专业知识不深,而难以驾驭。如某位中学生撰写的科技小论文的题目是《静电除尘黑板擦的研究与制作》,题目小且具体,学生可以作深刻的阐述。新,指的是力求在题目中透露出新鲜的立意。选题新鲜,才有阅读价值。没有独特的见解,没有新的发现,即使表达再好,论证再有力,也是瞎子点灯白费蜡。

三、写好开篇

文章开头处于定调的特殊位置,历来为写作者们重视。古人云:”若起不得法,则杂乱浮泛”。开头部分虽短,却是全篇的有机组成部分,提示作者的思绪和对众多材料的截取,因此落笔之前必须对全篇有总体把握。

科技小论文的开头,不一而足,并无固定的格式,但却有章法可循,这就需要对各种开头的技法细加领悟,根据写作实际灵活运用。

1、例题引路法

写作科技小论文,开篇引题,显示了研究问题的实在性,激发读者顺藤摸瓜的愿望。如某同学撰写的《一道容易解错的力学题》一文,作者开头就摆出了一道同学们很熟悉而又容易出错的力学题,并将错误的解答过程陈述给读者,引起读者的强烈的兴趣,而急于读完全文,以知道这道题究竟错在何处。

2、揭示背景法

将研究的问题,放置到当前社会经济发展的大环境和大背景下,让读者在较高的层次体味其研究的意义乃至方向性。如《乡镇工业环境污染防治对策》一文是这样开头的:“改革开放以来,乡镇企业迅速崛起和蓬勃发展创造了大量的物质财富,使农村经济发生了一系列深刻变化。在一些发达和比较发达地区,乡镇企业已成为农村经济的重要支柱和国民经济的重要组成部分。但是,伴随着乡镇企业的迅速发展,乡镇工业对环境的污染和对生态的破坏影响日益突出。

这一开头就将研究的问题与命题的发展趋势,当今乡镇工业对环境的污染和对生态的破坏影响紧扣一起,使人们认识到治理环境污染的紧迫性。

3、指出危害法

许多争鸣、纠错的小论文,常常指出某些弊端,让人们骤然心惊,晓知解决问题的紧迫性。

4、概述论点法

在前言部分,作者将主要观点集中呈现给读者,给人一种整体感,这无异于交给读者一串钥匙,往下阅读便是尝试去打开一扇扇大门。

5、设置疑问法

设置疑问主要是给读者留下悬念,让其在好奇心的驱使下迫不及待地关注研讨的问题。

以上是写好科技小论文开头的五种方法,值得说明的是开头的方法不胜枚举,且各种方法常常是有机结合,渗透并用。

四、分述要点

经验材料繁多复杂,怎样使它们井井有条地统一于中心论点呢?在小论文的主体部分,采用分条论述的方法,往往得心应手。这种写法的好处是条理性强,层次清楚,给人全面深刻的立体感。当然,每个观点,都必须是深思熟虑的结晶,概述性要强,客观性要强,创新性也要强。

五、用好材料

科技小论文不是简单地将手头材料罗列成文,深透的说理,规律的导引是其本质特征。观点和材料是相辅相成的,论文的价值体现在论题的价值,论题的价值又通过材料的论证体现,二者的有机融合,就会形成一篇很好的科技小论文。

[解题过程]

六、文稿写作常识

为了减少编辑发稿时的困难,也为了减少论文排版时的差错,作者在撰写科技小论文时,还要注意掌握一些文稿写作常识。

一般来说,要注意以下问题:文稿用标准稿纸书写清楚(或者用电脑打印)。每格一字,标点单独占一格。不需排印的说明文字一律用铅笔标注。书写时应使用规范的简化字,防止错别字,更不要杜撰生字。除成语、古文和引用文献的数字外,一般数字用阿拉伯数字。公元的世纪、年、月、日、时、分、秒均用阿拉伯数字。年份不能简写(如1999年不能简写成99年)。五位以上的数字可用“亿”、“万”作单位。四位以上的数字连写,不用分节点;外文字母、化学符号等要写得端正清楚。外文应用印刷体书写,大小写必须分明,并用铅笔标明玩儿文种,正斜体和上下角标

怎样写科技论文?

一、科学论文写法

选好课题

撰写科技小论文,首先要考虑写什么,也就是课题的选择。选择课题是写好论文的关键。要注意以下原则:价值原则,即选题的理论价值和实用价值。要对其他的同学有启发、指导和参考的意义;可行原则,指主观和客观条件的可能性,即撰稿者个人的专业知识、理论修养、知识面、手头资料、实验条件、周围环境,不可贪大求深,应该量力而行;新颖原则,指课题应是他人未曾研究或研究过但未解决或完全解决,要注意“文贵创新”。

二、拟定题目

文题如目,好的题目能够叫人拍案叫绝,一眼难忘。它好似推销产品的广告词,对吸引读者起着关键作用。好的科技小论文题目要讲求三个字:准、小、新。准,指的是题目要用精练的文字将论文内容确切的揭示出来。如某位同学撰写的科技小论文的题目是《肥皂的去污原理和最佳洗衣浓度》,一看题目,就可以知道论文阐述的内容,一目了然。小,指的是题目的角度小。角度小,就具有较好的指向性,文章的思路随之明朗,容易写得集中、紧凑。题目过宽,往往由于我们投入研究的精力少,范围窄,专业知识不深,而难以驾驭。如某位中学生撰写的科技小论文的题目是《静电除尘黑板擦的研究与制作》,题目小且具体,学生可以作深刻的阐述。新,指的是力求在题目中透露出新鲜的立意。选题新鲜,才有阅读价值。没有独特的见解,没有新的发现,即使表达再好,论证再有力,也是瞎子点灯白费蜡

静电频发是不是地球磁场变化造成的?

地球磁场越来越不稳定,是什么原因造成的?

201907/2419:05宇宙百科探秘企鹅号分享评论1

地球磁场能够保护我们免受太阳辐射的危险。如今地球磁场正在变得越来越不稳定,南北磁极会转换吗?

磁场转换为什么越来越频繁

你可能会认为指南针总是指向北方,但事实上,在遥远的地球历史上,南北磁极已经历过多次转换。地球磁场的存在对于地球生命意义重大,它能够保护地球生物免受太阳辐射的危险。但至今为止的地质证据分析表明,如今地球磁场正在变得越来越不稳定。在遥远的过去,地球南北磁极要比现在稳定得多,每隔500万年出现一次南北磁极大逆转,但是现在,南北磁极的转换正在变得越来越频繁,每隔20万年就会翻转一次。

地球磁场由地核提供动力。地心是一个固体内核,周围是呈流体状的外核,越往中心温度越高,外核中炽热的铁水不断上升,然后冷却下沉。这种对流,加上地球的旋转,就像一个巨大的“发电机”,为地球磁场提供动力。

由于地球中心温度和铁水流动情况的变化,导致南北磁极位置发生变化,这些变化会在岩石上留下痕迹。熔岩冷却时,岩浆中的磁铁矿物质按地磁场的方向被磁化,岩浆冷却并凝固下来后,地磁场的方向和磁极被保留在磁化了的岩石中。因此科学家可以根据熔岩年代以及上面留下的痕迹,推算出历史上各个不同时期磁极的位置。

科学家发现,在过去1亿年里,地球磁场已发生过大约170次磁极逆转事件,最近一次的地球南北磁极逆转发生在78.1万年前。

磁极逆转是否正在变得越来越频繁?在理论上,这要取决于地核中发生了什么样的变化。

研究人员认为地心内核在缓慢增长,而地心外核则在逐渐变冷凝固,这意味着磁极翻转会更频繁。美国加州大学圣克鲁斯分校的加里·格拉特兹梅尔和他的同事通过模拟实验表明,地心内核越大,对地心外核岩浆流动的阻力就越大,磁场也越不稳定。

但这一点很难证实,因为越是古老岩石上磁场方向的证据越是难以完好保存下来。芬兰赫尔辛基大学的托尼·维科莱恩将从5亿~30亿年历史的岩石样本上获得的一批数据收集在一起。首先,他淘汰了所有不可靠的数据,例如,将有可能导致数据混乱的含有赤铁矿的样本排除在外,一些冷却缓慢的岩石也被排除在外,如花岗岩。

通过这些数据资料,维科莱恩发现,在遥远的过去,地球磁场要比现在稳定得多,磁极逆转的频率要比现在低得多。1亿~15亿年前,地球磁场逆转每隔370万年发生一次,但在更遥远的15亿~29亿年前,地球磁场每隔500万年才翻转一次。

而在较近过去的1.5亿年里,地球磁场每隔60万年翻转一次,在更近些的1千万年至20万年里,地球磁场转换的速度继续加快,每隔20万年至25万年就翻转一次。维科莱恩说:“这些证据表明,地球磁场过去要比现在稳定得多,磁极逆转的频率也要低得多。”

下一个磁场逆转事件会很快到来吗?这很难说。根据欧洲航天局的卫星群收集到的最新数据显示,地球磁场正以每10年5%的速度在变弱,虽然磁场总是在不断的变化之中,但地球磁场每100年5%的速度发生变化可能更正常一些,因此一些人推测下一次磁极逆转可能正在迫近。

在磁极逆转发生时,地球磁场会大大减弱,甚至消失一段时间,到时会发生什么目前还不十分清楚,但据科学家们推测,有可能极大地影响到电网和通信系统的正常运行。

地心活动与磁场转换

地球深处的地心是一个难以想象的地方。在离地面5000多千米的含铁丰富的地核内,超高温度堪比太阳表面的温度,巨大的压强相当于20头蓝鲸的重量作用在一张邮票上。

正是地心中的这种极端环境生成了地球磁场,也正是有了覆盖整个地球表面的地磁力,我们这颗行星上才有可能孕育出丰富多样的生命形式。当太阳带电粒子偶尔造访地球时,地球磁场可迫使其转变方向,避免地球遭到被狂暴的太阳带电粒子“狂轰滥炸”的厄运。没有强大磁场的这道防线,太阳风暴来临时,地球上所有的生命形式都会被烤干,地球大气层也将会逐渐消失。

几十年来,科学家们一直在努力探索地球磁场和磁性的秘密。有一个普遍认可的共识:地心外核流动铁水的导热性产生磁场。然而,近几年科学家对地球磁场的研究有了更多新的发现。有科学曾家提出,如今地心中的流动铁液的导热性比之前所认为的更强,这意味着早期地球即使有磁场存在,磁力也很弱,但令人困惑的是,古代岩石上的磁极变化记录显示,强大的磁场已经保护了地球几十亿年。

地心中的热传导与热对流

那么,这到底是怎么回事呢?2015年1月,超级计算机模拟提供了一个可能的答案。计算机模拟地心中极端温度和极端压力环境中电子围绕铁原子活动的情况显示,早期地球地心中铁的热传导率极低,足以产生一个强大的磁场,当时,研究人员认为地心神秘之谜可能已经得到解决。但之后研究人员模拟地球地心极端环境的实验让人们怀疑,虽然离真正的答案更近了一些,但地心之谜真的那么容易得到解决吗?

我们知道,热对流就像平时烧水,先是下面的水受热,然后升上去,上面凉的水就会降下来然后受热。热对流一般是发生在气体和液体中的,受热的气体或液体会带着热量升上去,凉的气体或液体会下沉,受热后继续升上去,上去后丢失了热量又会降下来。这样反复循环,就是对流。热传导是发生在固体中的,重要的是两个固体要接触,然后热量会通过两个物体分子的接触从高热量的物体传到低热量的物体,直到它们的温度相等。

地心中的地核就像一个巨大的热力发动机,宇宙中星体物质大碰撞时期遗留下来的能量为它提供了大量的“燃料”,随着地球逐渐冷却,内核逐渐凝固,但外层的原始能量仍然围绕着凝结成固体的内核运动着。一些热能通过热传导作用在原子间传导,但当热能超过了内热传导作用的极限时,较热的部分就会像热气球中的热空气一样上升,较冷的部分向下沉降,形成热对流,随着对流作用开始形成,地核物质也开始运动起来。

热对流使得外核融化的铁水像漩涡一样旋转起来,不断旋转的炽热液体起着巨大发电机的作用,维持和强化着原有的磁场。如果更多的热量是通过热传导作用,而不是通过热对流作用来传播,这个“发电机”的运动就会减弱,磁场也会变弱。

5年前,科学家认为地心外核中铁液的热量大部分是通过热对流作用传输的;但2012年多个研究小组分别发现并提出,更多热量是通过热传导作用在地核中传输,地核中的热对流则相对较弱,如果是这样,是否意味着地球磁场会有麻烦呢?

美国华盛顿卡内基科学研究所地球物理学家彼得·德里斯科尔说:“这是一个令人震惊的结论。”对于热对流作用驱动强大地球磁场的理论,人们开始产生了疑问。

地球磁场活动的实验与理论

研究发现,驱动现代地球地核运动的并不仅仅是热对流,在早期地球渐渐冷却的过程中,地心中的铁开始由内而外凝固起来,这个过程还在继续之中,目前固体内核向外增长的速度高达每秒6000吨。较轻的元素,如氧和硫,混合在固化的铁中被挤压进入地心外核,向外的推力导致地心外核剧烈搅动,维持着地磁“发电机”的持续运行。到目前为止,地核的凝固部分只占4%,还有大量能量可继续维持磁场运转数十亿年。

地球磁场的未来我们还不需要担心,但地球磁场的过去依然还是一个扑朔迷离的谜。2012年对地球地核的热传导率估计表明,地核只是在过去10亿年里才开始凝固,在此之前,地核中缓慢的热对流只能产生一个弱磁场。

然而,岩石记录显示的却似乎与我们推断的不一样。2017年7月,美国纽约罗切斯特大学地球物理学家约翰·塔都诺和他的同事在《科学》杂志上发表文章提出了最古老地球磁场记录的证据。通过测量嵌入古代晶体中的磁性杂质,研究人员证明,42亿到33亿年前,地球已经形成了一个比较强大的磁场,变化幅度相当于如今地球磁场的约12%~100%。

从那时开始的地球磁场早期变化的历史也同样令人困惑。地球物理学家推测,当较轻的物质离开内核,以一种新的方式“搅拌”这个巨大的磁力发动机时,磁场强度会突然增加,“为磁场提供了一个新的动力。”美国约翰霍普金斯大学地球物理学家彼得·奥尔森在2013年《科学》杂志上发明的一篇论文中,对这种难以捉摸的现象称为“新的地核悖论”,即地球磁场的主流理论和地磁变化历史留下的记录无法吻合。

然而,导致这一悖论的观点也并非是最后定论。地心温度可达6000℃,压强是海平面大气压强的300万倍以上,人们无法真正进入地心一游,根本没有直接测量和收集数据的办法。目前科学家还无法在实验室里精确模拟地心的极端环境,测量出准确的热传导率。事实上,科学家在实验室里模拟实验的温度通常都低于1700℃,目前只能根据差强人意的模拟条件来推断地心中发生的一切。

因此,这种推断可能会产生模棱两可的结果,因为它假定的是,实验温度和地心实际温度之间的差异,不会明显改变地心中熔岩的行为方式,但这只是一种可能的设想。2015年早些时候,研究人员提出,对热传导率估计过高,可能是忽略掉了实验条件下相对较低温度与地心中实际上的恶劣温度环境之间的差异导致的某些东西,而这被忽略掉的某种东西有可能是解决新产生的地心悖论的关键。

要了解铁熔液的热传导率,就需要深入了解电子是如何绕着铁原子旋转运动的。在铁这样的金属里,是通过自由移动的电子传输电荷和热能,铁的导电性能和传热性能取决于这些电子的传输能力。

在地球表面的温度和压力条件下,抵抗电子移动的阻力被认为来自铁原子本身。电子与振动的铁原子相撞,限制了电能和热能的传输。然而,地核中的铁熔岩的行为却非常的不同,在地核中铁熔液受的挤压力是正常密度的1.6倍,而大量的热能也极大地提高了电子运动的速度。

磁场是地球的强大保护神

2017年7月,研究人员对古老岩石的分析表明,强磁场保护地球至少已有42亿年的历史了,在地球历史上磁场一直是地球强大的保护神。

美国卡内基科学研究所地球物理学家罗纳德·科恩和他的同事对地核中的铁的行为进行了数字模拟,他们不是试图在实验室里进行复制地核中的极端条件的实验,而是通过数字模拟准确跟踪每个电子的活动。

科恩团队的模拟从处于地心温度和压力条件下的数百个铁原子开始,电脑程序对每个铁原子和电子施加压力,推动每个粒子一点一点向前移动,一遍又一遍地重复这一过程,直到通过这些“快照”创建出一个电子移动的视频。对庞大数量的粒子活动进行模拟,以及对它们之间错综复杂的关系进行计算是一项非常耗时耗力的工作,即使是通过超级计算机,也无法得到确切的热传导率,研究人员只能通过一次又一次的重复实验,尽可能降低程序对铁的热传导率计算的不确定性。

在达到之前实验室的实验温度时,科恩团队的计算机模拟结果与之前1700℃温度时预测的铁的热传导率相一致。而在超过这个温度时,一个之前完全被忽略了的交互作用开始出现,他们发现,除了铁原子振动时的电子散射之外,热能激发的电子活动也更加频繁,并开始相互碰撞。在地心环境中,这种电子间碰撞的作用,与电子与铁原子的碰撞同样重要,并在实际上导致受到的阻力翻了一番,使得热传导率降到只有2012年估计的约一半。

这个新得出的较低的热传导率估计值,是否可以帮助解决近年来令人困惑的矛盾和问题呢?多名地球物理学家对此持谨慎乐观的态度,不管怎么说,新的热传导率估计仍然只是一种理论,它需要实验结果来证实更高温度下电子与电子间的碰撞活动。但到目前为止,这仍然是很难实际进行的一种实验。

美国德里斯科尔提出,新产生的地核悖论也并非不可破解,来自地心内核的大量热量流足以产生维持磁场的对流。他认为,额外的热量可能来自放射性元素的衰变。据研究人员推测,地核中可能含有大量的放射性铀和钍。据德里斯科尔计算,现代地核中相对少量的放射性物质也足以转化为古代磁场的巨大推动力。如果说如今只有少量的放射性物质给地核提供热量,这意味着几十亿年前,地心中曾有着大量的放射性原子驱动着热量的传输。

地球表面以下数千米的地核中到底发生了些什么,科学家仍在探索和争议之中。这是一个值得探讨的问题,激励着人们去探索地核和地球磁场的真相。