交流讨论 第一推动力与漩涡说

看不懂，不过有构想是好的

路过

  第三节  固体的熔化  
        3·1  连接状态的质变
        在外部压强不变的条件下，提高固态物体的温度，B(原)跟着增大。尽管B(原)的增加对稳定和破坏原子连接的作用是同步上升的，但是原子向外产生的叠加磁场，却由于B(原)的增大而变得时大时小，这就造成二原子间的作用力总体上是朝时大时小方向发展的，连接状态是从稳定连接状态向时断时连状态发展的。即在叠加斥力大和引力小的情况下，原子处于断开状态，而在叠加斥力小和引力大时又处于连接状态。
        3·2  固体的熔化
        当固体温度升高到一定程度时，原子间的连接状态发生质变，由原先的始终连接状态变为时断时连状态。这时，在物体内部将会出现这一情况， n个处于连接状态却与外围其它原子处于连接断开状态的原子，由于原子产生的循环磁场具有旋转性质，因此这几个处于连接状态的原子在旋转磁力作用下，产生了围绕球心的涡旋运动，并自发结合成一个球状的液态分子。我们把物质由固态转变为液态的过程称为熔化过程。
        原子一旦产生围绕液态分子球心的涡旋运动，液态分子内部的各原子间的连接状态又因涡旋运动而变成稳定的连接状态，因此液态分子在新环境下是能够维持稳定存在的。
        当固体温度上升到一定程度时，根据“平衡规律”，原固态结构因不能满足稳定需要而被打破，物体内部的各原子在循环场力作用下，会自发调整各状态以建立一个新的结构去适应环境的变化。由于液态分子结构在新环境下为相对最稳定的结构，所以被物质自然选择，原有的旧结构由于不能适应环境而被自然抛弃。
         3·4  熔点
        固态转变为液态，其判断标准为物质内部各原子间的连接状态是否发生质变。而原子间的连接状态是由原子间的循环场力决定的。在原子自旋速度相同的情况下,即B(原)不变，相对于不同的元素，由于B (中)不同，B (中)和B(原)叠加结果不同，原子连接状态发生质变所需要的温度不同，所以不同化学成分的晶体熔解时对应的温度不同。我们把不同晶体熔解时对应的温度，称为熔点。
        3·5  熔化热
        晶体开始熔解时，从热源获得的能量，绝大部分转变为原子的涡旋运动能，而原子的涡旋运动对该物体的辐射出射度M（T）影响不大。因此晶体在熔化过程中吸进的热量主要用于熔化，熔解过程中温度保持不变。当晶体完全熔化后，原子从热源获得的能量将会再次用于提升自旋速度上，液体的温度开始升高。
        熔解热；表示单位质量的某种固态物质在熔点时完全熔解成同温度的液态物质所需要的热量； Q=λm   
        3·6  液态物质的结构特征、性质
        原子按一定比例组成一个个液态分子球（其结构为动态变化的球型结构），由于各原子对外产生的场仍是大小来回变化的叠加磁场。这就导致液态分子之间的循环场力是大小来回变化的，液态分子间的连接状态为时断时连状态。当液态分子间作用力大的时候，液态分子将凝聚在一起而不至于分散远离，而当液态分子间作用力小的时候分子之间又很容易断开连接。由此我们得出液态物质在宏观上有一定的体积，易于流动，不能自由地保持固定的形状，只能随着容器形状而变化。


                3·7  非晶体
        如果液态物质的特征为；一定数目的原子组成的液态分子球，分子球之间总是处于时断时连状态。那么固态非晶体的特征就为；一定数目的原子同样组成一个球形分子，但是分子球之间处于稳定的连接状态。非晶体与液体的区别在于，液体内部的分子球处于时断时连状态，非晶体内部的分子球之间处于稳定连接状态。
        非晶体分子球之间由于始终处于稳定的连接状态彼此不能移动，造成其没有流动性，而以固态形式出现。非晶体分子球在三维空间是无规则的均匀排列的，没有一个方向比另一个方向特殊，如同液体内的分子排列一样，形不成空间点阵，它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同性”。
        当非晶体从外界吸收能量大于向外释放的能量时，吸收的能量一部分将会转换为原子自旋运动的转动能（温度上升），剩下的一部分用于原子的涡旋运动。而原子自旋运动速度上升又导致B(原)的增大，这又造成非晶体分子球之间的连接力下降，分子球之间的连接状态由原先的稳定连接状态逐步转换为时断时连状态，非晶体便由硬变软，流动性逐渐上升，因此，非晶体没有固定的熔点，外形为无规则形状的固体。所以有人把非晶体叫做“过冷液体”或“流动性很小的液体”如玻璃、松香、琥珀、珍珠等。

   第四节  液体的汽化
        4·1   液体的汽化
        当我们继续加热液体时，B原产生的磁力f原也在同步增大，而B 中却是不变的。随着液体温度越来越高， f原将会逐渐超过中子磁场B 中产生的力f中， f原在原子间的相互作用力中逐渐上升为主导地位，而中子磁力f中逐渐退居到次要位置。
        当原子自旋速度上升至一定程度时，f原将远大于f中，原子间的总叠加力将会由原来的时大时小状况，转变为以f原为主的相对较平稳的状况。现在原子间的力发生了巨大变化，这又造成原稳定的液态分子结构现在变为不稳定结构，根据“平衡规律”，液态物质结构随之会发生改变。
        由于此时f中对原子间的作用力的影响已变得微乎其微，现在我们可以忽略B 中的存在而把一个原子近似看作为一个中子，在这种情况下，原子间的结合方式与原子内部中子间的结合方式是极其相似，即一定数目的原子在循环场力f原作用下，自发结合成一个气态分子球。唯一不同的是原子内部的中子是全同的，而气态分子内部的原子却是不同的。这就决定气态分子可以通过内部各原子独立空间的大小相配，使气态分子球体内部空隙降到最低，从而形成一个近似完美球型结构的气态分子。
        当液体温度上升到一定程度时，原子自发按一定比例组成一个具有完美球形结构的球体，即气态分子。我们把物质从液态变为气态的过程叫汽化。
        4·2  气态物质的结构特征、性质
        气态分子的特征为；原子按一定比例自发组成一个近似完美球型结构的气态分子球。
   零族元素因本身具有近似完美球型结构，所以在常温下为单原子气态分子。其它气态分子如氧气、二氧化碳、氨气、水蒸汽等通过一定的组合而达到近似完美球型结构。
        气态分子由于具有近似完美球型结构，内部原子的运动更加有序，而运动的有序又决定其产生的叠加磁场强度高，自然产生的力大。在较大的斥力（或者是作用时间较长的斥力）作用下，二个气态分子将会分离的更远，而当引力出现时，由于分子间的距离此刻已经很远，引力小到不能把分子重新拉回平衡距离，因此气态分子之间始终处于连接断开状态，液体汽化时体积扩大为原来的1000倍。
   由于气态分子之间始终处于连接断开状态。彼此之间的相互作用力很小，因此，气体具有流动性、扩散性、各向同性，在宏观上表现出没有一定的体积形状，可以充满任何一种容器。
        4·4 沸腾
        沸腾是在同一温度下液体表面和内部同时进行的剧烈汽化过程，液体沸腾时的温度叫做沸点，在标准的大气压下，水的沸点是100℃。每种液体当温度升高到一定值——达到沸点时，且要继续吸热才会沸腾，即沸腾时液体吸收的热量全部用于汽化热，液体温度因而保持不变。
        沸点与大气压的关系  
   当液体所处环境发生变化时，例如外界压强增大，对液体的压力增大，根据平衡规律；当系统的外部压强增大时，系统的新平衡点将会向内部液态分子距离缩短的方向转移。而液体汽化过程的新平衡点是向气态分子间距离增大方向转移的。这就意味着随着外部压强的增加，液体的汽化过程将要在液态分子间距离变得更短的条件下，形成分子间距离增大的气态分子。而要在这种条件下组成气态分子，原子必须在更高的自旋速度条件下才能够达到汽化条件，即液体的沸点必须增加才能达到汽化的条件。
        实验表明，同种液体的沸点不是固定不变的．一切液体的沸点，都是气压减小时减小，气压增大时增大。由于气压随海拔高度增加而下降，所以水的沸点随海拔高度的增加而降低，例如：海拔1000米处水沸点约97℃，3千米处约91℃，在海拔8844.43米的珠穆朗玛峰顶，水在72℃就可以沸腾。
        4·5  阿伏加德罗定律
        由于气态分子之间始终处于连接断开状态，因此任何气体在常温常压下，每个气态分子都拥有一个是其自身体积1000倍左右的独立生存空间，即每一个气态分子的独立生存空间大小是几乎或近似相等的（但不是绝对相等），气态分子的独立生存空间大小与分子的种类、半径无关，而只与外部环境（压强、温度）有关。
        当气体的温度、压强相同时，任何气态分子所占有的独立空间大小是几乎相等的，因此同温同压下，分子数相同的任何气体所占有的空间是相同的，我们把它称为阿伏加德罗定律。

万物间的相互作用
       
        对于由中子构成的物质系统（原子），其产生的磁场为有序变换的循环磁场。但是，对于由原子、分子构成的更高一级的物质系统，虽然原子之间、原子与整体之间在运动上是自发的维持在协调有序状态的，但由于原子的自旋运动和B原的干扰，以及各原子到空间某一点的距离不同，导致由原子组成的物体在空间某一点的总叠加磁场失去了有序变换性质。
        虽然固体、液体、气体产生的叠加总场已经不再具有有序变换性质，但是只要它是由中子构成的物质，那么它就会不以人的意志为转移而自发的向外产生磁场。
   虽然不同物态的物体向外产生的磁场不同，但是，只要不同物态的物体相邻，在它们之间就会产生相互作用力。
   虽然不同物态的物体相邻粒子间的力有巨大的差别，但是，无论力如何变化、物体如何变化，物体最终变化的结果却是相同的。
   下面从力学角度谈一下物体之间的相互作用和变化，以及表现出的各种自然现象。
                              第一节  毛细现象
        1·1  表面张力
        当水与空气接触时，由于水分子间的距离是气态分子间距离的1/10，根据粒子间的作用力公式；F=A.B1.B2/4兀R2。得出水分子间的作用力远大于它与气态分子间的力，界面处的液态分子受到来自液体内部的力要大于界外气态分子的力，其合力方向垂直指向液体内部，这就导致液体表面具有自动缩小的趋势，这种收缩力称为表面张力。
         1·2 浸润现象
        当液体与固体接触时，由于液态分子间的距离和固态分子间的距离处于同一数量级，我们得出液态分子间的力f（液）和固液间的力f（固液）大小处于同一数量级。
    f(固液）与f(液)处于同一数量级的，但这并不表示f(固液)与f(液)就一定相等，由于不同物质产生的磁场不同，这就造成f(固液)和f(液)的大小是各不相同的。另外由于液态分子产生的磁场是大小来回变化的，这就导致f(液固)是大小来回变化的。而这又进一步加大了f(液固)与f(液)大小之间的差距和变化。当固体与液体接触时，在某一条件下表现出一种现象，而在另一条件下又表现出另一现象
   如果f(固液)大于f(液)，那么液面就会具有在固体表面扩散的趋势。放在洁净的玻璃板上的一滴水，会附着在玻璃板上形成薄层。这种现象叫做浸润。对玻璃来说，水是浸润液体。
        如果f(固液)小于f(液)，那么液面就会呈现收缩的趋势，便形成了不浸润现象。放在洁净的玻璃板上的一滴水银，能够在玻璃板上滚来滚去，而不附着在上面。这种现象叫做不浸润。对玻璃来说，水银是不浸润液体。
        同一种液体与不同物体接触，由于液态分子与不同物体表面粒子接触产生的力不同，对一种固体来说是浸润的，对另一种固体来说可能是不浸润的。如水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡.水银不能浸润玻璃，但能浸润锌。另外，当外界温度变化时，浸润现象还会随着粒子间力的变化而改变。
        1·3  毛细现象
        毛细管插入浸润液体中，管内液面上升，高于管外，毛细管插入不浸润液体中，管内液体下降，低于管外的现象。浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象,叫做毛细现象.
   能够产生明显毛细现象的管叫做毛细管. 在自然界和日常生活中有许多毛细现象的例子.植物的根部具有毛细管作用,它能把土壤里的水分吸上来.砖块吸水、毛巾吸汗、粉笔吸墨水、地下水沿土壤上升都是常见的毛细现象.在这些物体中有许多细小的孔道,起着毛细管的作用.
    那么，液体为什么能在毛细管内上升或下降呢?
   当我们把毛细管插入到浸润液体中时，由于f(固液)大于f(液)，毛细管对下面的浸润液体的力总体上是向上拉力，在拉力作用下液体沿着管壁向上升，这就导致毛细管内的浸润液面向上弯曲，管内液面上升，高于管外。当浸润液体上升至一定高度时，高出液面部分的液体重力等于毛细管的拉力，向上拉力与向下重力达到平衡，管内的液体将停止上升。

   
         
        第三节  晶体的溶解和沉淀
        3·1  溶解现象
        当某一晶体浸没在液体中时，如果固体表面原子与液态分子间的力f（固液）大于晶体内部原子间的力f（固），那么固体表面原子在液态分子较大引力作用下，很容易被液态分子拉入溶液，并在液体内部形成一个新的液态分子（溶质分子）。我们把液态分子和固体表面粒子相互作用，使溶质粒子脱离固体表面进入溶液成为新的液态分子的过程称为溶解。
        把晶体置于不饱和溶液中晶体就开始溶解。由于晶体角顶和棱处的F（固）较小，所以这些地方溶解得快些。经在镜下观察，晶面溶解时，将首先在一些薄弱地方溶解出小凹坑，称为蚀像，这些蚀象是由各种次生小晶面组成。不同网面密度的晶面溶解时，由于网面密度大的晶面团面间距大，晶面团面间的F固小容易被破坏，故网面密度大的晶面先溶解。
   一些溶质溶解后，会改变原有溶剂的性质，如氯化钠溶解在水中，形成的溶液具有导电性（纯水不导电）；乙二醇溶解在水中，可降低水的凝固点。

   如果f（固液）的平均值小于f（固），那么该晶体将会由于f（固）较大而保持一定的稳定性，一般很难被该液体溶解，我们称该晶体相对于该液体为难溶物质。
         虽然该晶体为难溶物质。但是这并不代表该物质一点也不溶解，由于能量具有流动性，这就造成原子的自旋速度ω总是处于高低起伏变化之中，原子的自旋磁场B（原）总是在高低起伏变化。而B（原）的高低起伏变化又导致原子间的力总是处于涨落起伏状态，这就造成难溶物质表面的某一原子，某一时刻由于固液间的力f（固液）变大、固体内部原子间的力f（固）变小而被拉入溶液。
3·2  沉淀现象
        难溶物质由于原子间的力处于涨落起伏状态而发生微量的溶解。反过来说，由于原子间的力处于涨落起伏状态，还会导致已经溶解的溶质分子被重新拉回晶体表面。我们把溶质分子从溶液中析出的过程叫沉淀。

       


        3·3  沉淀溶解平衡
在标准状态(STP)下，我们把易溶物质NaCl放入水中，由于NaCl刚开始溶解时，与晶体表面相邻的大部分为水分子，故此刻晶体溶解速率最快。随着溶解过程继续进行，溶液浓度不断增加，溶质分子在晶体表面出现的几率越来越高，发生沉淀的速率会随着溶液浓度的增加而上升，而溶解速率会随着溶液浓度的上升而下降，当溶液的浓度上升至一定程度时，溶液的沉淀速率和溶解速率将会相等，溶液将会处于沉淀溶解平衡状态。
        3·4  化学平衡
        当物质系统的内外条件保持不变时，根据“平衡规律”，系统总是自发的从相对的不稳定状态向相对于内外条件为最稳定的动态平衡状态发展的。当系统达到相对最稳定的动态平衡状态后，系统的整体状态表现出一种静态不变的状态。
        但是，这种静态不变的状态对于系统整体而言是对的，对于系统内部各要素而言却是错的，由于物质的能量具有流动性，各要素的具体状态不可能达到静态不变，而是处于不停的涨落起伏状态，各要素在涨落起伏状态中自发维持在一种动态平衡状态。
   因此我们说物质系统整体的、暂时的相对不变是通过内部各要素永不停息的变化来维持的。
        对于化学反应而言，由于物质的能量具有流动性，这就造成绝大部分的反应既能正向进行又能逆向进行（生成物离开系统的化学反应除外）。
在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应的方向进行的反应，叫做可逆反应。
可逆反应的特点
1 反应不能进行到底.可逆反应无论进行多长时间,反应物都不可能100%地全部转化为生成物.
2 可逆反应一定是同一条件下能互相转换的反应，如二氧化硫、氧气在催化剂、加热的条件下，生成三氧化硫；而三氧化硫在同样的条件下可分解为二氧化硫和氧气。
3 在内外条件不变的情况下，可逆反应具有一定的方向性，即自发向着正逆反应速率相等的化学平衡状态发展的。
可逆反应平衡与否的判断
（1）速率 V正＝V逆
（2） ①各物质的量百分含量保持不变
      ②各物质的浓度不随时间改变
      ③各物质的物质的量不随时间改变
（3）如果是有气体的反应，混合气体的总压强或总物质的量不随时间变化。（当反应两端气体计量系数之和不等时）
（4）如果是气体的反应，混合气体的平均质量不变。

   绝大多数化学反应都具有可逆性，但是在所有的可逆反应中，又存在着不可逆。由于所有的化学反应都是自发向着正逆反应速率相等方向发展的。当反应达到正逆反应速率相等的化学平衡状态时，如果内外条件不发生改变，那么反应绝不会自发从平衡状态向不平衡方向发展。

化学平衡定律
   在一定条件下,某个可逆反应达到平衡时,产物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比是一个常数.这个关系称为化学平衡定律。

        3·5  化学平衡的特征
化学平衡具有逆，等，动，定，变，同等特征。
逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。
等：平衡时，正逆反应速率相等，即v正=v逆。
动：平衡时，反应仍在进行，是动态平衡，反应进行到了最大程度。
定：达平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度保持不变，反应速率保持不变，反应物的转化率保持不变，各组分的含量保持不变。
变：化学平衡跟所有的动态平衡一样，是有条件的，暂时的，相对的，当条件发生变化时，原平衡状态就会被破坏，由平衡变为不平衡，再在新的条件下建立新平衡。
同：对于一个确定的可逆反应，不管是从反应物开始反应，还是从生成物开始反应，抑或是从反应物和生成物同时开始， 只要满足各组分物质浓度相当，都能够达到相同的平衡状态。

        化学平衡移动
        化学平衡是一个相对的、有条件的状态。一旦平衡的条件发生了变化，“原平衡状态”就被打破，化学反应就要向某个方向进行，然后在新的条件下，重新达到相对内外条件为最稳定的动态平衡状态。这种由于平衡条件的变化，旧的平衡打破，新的平衡建立的过程，就称做“化学平衡移动”。
       
        3·6  影响化学平衡的因素
        化学平衡的最终状态只与内外条件有关，而和化学反应的途径无关，当内外条件发生改变时，平衡状态随之发生改变。影响化学平衡的因素有很多，如压强、温度、浓度等。根据勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
        1.浓度对化学平衡的影响；
在其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度， 平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度， 平衡向逆反应方向移动。
        2.压强对化学平衡的影响；
在有气体参加、有气体生成而且反应前后气体分子数变化的反应中，在其他条件不变时，增大压强（指压缩气体体积使压强增大），平衡向气体体积减小方向移动；减小压强（指增大气体体积使压强减小），平衡向气体体积增大的方向移动。
        3.温度对化学平衡的影响；
在其他条件不变时，升高温度平衡向吸热反应方向移动。
催化剂对化学平衡的影响
        当我们在反应中加入催化剂时，由于催化剂不能与反应物生成相对最稳定的新物质，因此，反应前后催化剂的化学组成、质量不变。
   无论是否使用催化剂，反应的始、终态都是一样的，催化剂对化学平衡无影响。但是，加入催化剂后，催化剂产生的磁场却会改变反应环境的总场，改变反应物的运动状态以及反应物之间的力，改变反应速率，因此催化剂不影响化学平衡，但会影响反应速率。

固体的表面效
   固体的表面效应
当某一固体与液体或气体接触时，由于不同结构、物态的物质向外产生的磁场不同，这就造成固体表面原子的受力状态不能同时与界内、界外原子都处于平衡状态，而根据“平衡规律”；固体表面原子在循环场力的作用下，会自发的调整各自的位置状态，运动状态，以达到相对于内外条件为最稳定的平衡状态。
那么，固体表面原子如何调整才能达到相对最佳哪？
如果表面原子调整后与外界达到最稳定状态，那么它会导致与界内的原子不能达到平衡状态，那么固体原子的这种调整是否会继续向内部发展，使内部原子全部调整哪？
显然固体内部原子如果全部调整又会使固体结构变得不稳定，因此调整只会在固体表面层中发生。即固体界面原子的调整是从外到内按一定规律逐渐递减的，从而在固体表面形成薄薄一层有别于内部原子运动状态和排列情况的表面层。我们把物质表面部分和内部部分的性质有所不同现象叫表面效应。
对于一般的宏观物体，表面一层的组元在组元总数中只占很小的比例，表面效应常常是完全可以忽略的．但是对于体积很小的凝聚态微粒，由于比表面积（表面积/体积）与直径成反比。随着颗粒直径的变小，比表面积将会显著地增加，颗粒表面原子数相对增多，而内部具有稳定结构的原子数却急剧减少，从而使这些表面原子具有很高的活性且极不稳定，颗粒表面效应特别明显：如小尺寸效应、纳米效应。



4•2  布朗运动
当固体颗粒悬浮在水中时，根据“平衡规律”，固液交界面处的各原子会自发调整各自的状态，达到了相对于内外条件为最稳定的动态平衡状态。但是由于固体颗粒与液体为二种不同的物相，固态分子与水分子产生的磁场变换频率不同，这就造成固体表面的各原子受到的水分子力是各不相同的。
当我们把这些力叠加在一起时，得出固体颗粒力受到的总叠加力为不平衡力，即某一瞬间，固体颗粒在某个方向受到的吸引力较强，而在另一侧受到的斥力较强，在这种不平衡力作用下它就会沿着力的方向运动。而在下一瞬间，固体颗粒在另一方向受到吸引力较强，它又会自发向着另一个方向运动。
从力的变换规律分析，首先，固态分子与水分子产生的磁场变换频率不同，固体颗粒受到的总叠加力是没有规律可循的。其次，由于物质的能量具有流动性，这就造成固体颗粒受到的每一个水分子力处于涨落起伏状态，总叠加力没有规律可循。最后，固体颗粒在不平衡力作用下总是处于不停的运动中，所处环境经常发生改变，这又进一步导致总叠加力没有规律可循。因此固体颗粒在没有规律可循的总叠加力作用下，其运动轨迹绝不是直线运动，是杂乱无章的，为无规则的布朗运动。
   （1）连续观察布朗运动，由于不平衡力不是由外界因素影响产生的（如：温度差、压强差、液体振动等等），而是来自于粒子间持续自然产生的相互作用力，发现在多天甚至几个月时间内，只要液体不干涸，就看不到这种运动停下来。这种布朗运动不分白天和黑夜，不分夏天和冬天（只要悬浮液不冰冻），永远在运动着。所以说，这种布朗运动是永不停息的。
   （2）换不同种类悬浮颗粒，如花粉、藤黄、墨汁中的炭粒等都存在布朗运动，说明布朗运动不取决于颗粒本身。更换不同种类液体，都存在布朗运动。
（3）悬浮在液体中的颗粒越小，作用面积越小，某一瞬间产生的不平衡力越明显，布朗运动越明显。随着固体颗粒体积的增大，来自各个方向的不平衡力，会由于作用面积增大而互相平衡，因此微粒体积越大布朗运动不明显。
（4）液体温度越高，液态分子产生的磁场强度越大，产生的不平衡力越大，故布朗运动越激烈。

       

电

                        第一节  摩擦起电
  室温下，当我们拿一块琥珀在静止的丝绸布上用力摩擦时，琥珀与丝绸之间产生了相互之间的定向直线运动。这时琥珀磁场产生的力，就会定向推动丝绸表面原子的①中子的南北磁极，和②原子整体自旋运动产生的南北磁极。使原子产生定向旋转运动。
1•1  摩擦起热
作用于中子磁极的定向推力，由于中子运动为原子的内禀运动，除了放射性元素自发衰变外，它一般不随外界条件的变化而发生改变，因此作用于中子磁极的推力，不能改变单个中子的运动状态，而只会通过该中子去推动整个原子，加快原子的自旋速度。前面我们已经了解了，这是和物质温度有关的运动，原子的自旋速度越快，物体的温度越高。
1•2  摩擦起电
作用于原子南北磁极的定向推力，原子将会产生一种摩擦前没有的整体运动，即原子的N、S磁极产生了定向旋转运动，现在我们先把原子的这个旋转轴称为“电轴”，把围绕电轴定向旋转运动的原子称为“带电原子”。我们把二物体相互摩擦时，原子的N、S磁极产生围绕电轴的定向旋转运动过程，称为原子的摩擦起电过程。
1•3  功能关系
由于丝绸、琥珀之间的力具有作用力与反作用力的关系，当外力做功定向推动琥珀时，琥珀磁场就会推动丝绸表面原子朝一个方向定向旋转。同样，丝绸原子对琥珀原子的反作用力，又会使琥珀表面原子产生方向相反的旋转运动。
另外丝绸对琥珀的反作用力，起阻碍琥珀作定向直线运动的作用，琥珀要作定向直线运动，外力须克服这个反作用力而做功。而外力做功的结果是，分别使丝绸和琥珀表面原子产生了方向相反的旋转运动，外力所作的功全部转换为原子的定向旋转动能。即外力所做的功全部转换为热能和电能。
1•4  正负电极、电场
现在我们从上往下观察一个带电原子，发现原子的南北磁极因围绕电轴逆时针旋转而产生北磁极。由于带电原子运动状态的特殊性（南北磁极处于旋转状态），我们把此处的北磁极称为正电极，正电极对外就会产生围绕电轴逆时针旋转性质的正电场+E（为一种南北磁极处于旋转状态的磁场）。
如果我们来到该带电原子的另一侧，发现其围绕电轴的旋转方向为顺时针。带电原子在此方向上因顺时针旋转而产生负电极，负电极对外就会产生围绕电轴顺时针旋转性质的负电场-E。
一个带电原子实际上只会沿一个方向旋转，现在我们从二个不同方向观察它，却发现它却是同时具有顺逆两种旋转方向，因而对外同时产生二个性质截然相反的正、负电场。正、负电极为同一带电原子的正反二面（一体二面）。
如图所示；

根据同种电荷相斥力、异种电荷相吸的性质，大自然的力量是让异性电荷相互聚合在一起而不再分离，但是当我们顺应自然的这一趋势，让二者聚在一起时，却得出同一带电原子的正、负电极之间根本没有相互作用力。



                 第二节 带电原子的调整
2•1  带电原子为什么调整
从稳定平衡角度分析，二物体相互摩擦后，摩擦表面原子产生了围绕电轴的定向旋转运动，原子由原先的不带电变成了带电原子。但是带电原子的这种特殊运动方式，毕竟为一种偏离原稳定平衡状态的运动，它会导致物体不稳定因素的进一步上升。
根据“平衡规律”第二条；当系统的内外条件发生变化时，原相对稳定的动态平衡状态将被打破，该系统的平衡点将会发生改变，在循环场力作用下，各要素总是自发的调整各自的状态以达到相对于新内外条件为最稳定的动态平衡状态。这也意味着带电原子产生的这些特殊运动将不会被原封不动的保留下来，而是经过一番调整后，在相对于新内外条件为最稳定的基础上被保留下来。
那么带电原子围绕电轴的定向旋转运动，将会如何调整和保留哪？
2•2  带电原子如何调整
带电原子的调整模型，主要是依据以下三点建立的模型。1“平衡规律”。即物质在循环场力作用下，总是自发的调整各自的状态以达到相对最稳定的状态。2固体的表面效应。3导体的静电平衡条件。
（需要特别说明的是，这是一个还没有被实验证明的模型，通过以上三点建立的模型只作为理论尝试中的一种参考，而不作为微观粒子的实际模型，同时也不排除其他模型客观存在的可能性。）
根据固体的表面效应，当固体界面处的原子与内外原子处于不平衡状态时，固态物质为了维护自身内部结构的稳定，总是通过内部的稳定场自发的把物质表面上的不稳定因素全部推到固体表面，并在固体表面形成薄薄一层有别于内部原子运动状态和排布情况的表面层，而且固体界面原子的调整是从外到内按一定规律逐渐递减的。
根据这一点我们得出，带电原子的这种特殊运动不会向物体内部深处传递，带电原子只会集中在物体表面薄薄一壳层内，而且是从外到内按一定规律逐渐递减的，即带电体最外层带电原子围绕电轴的定向旋转速度最快，拥有的电能最大，越往物体内部带电原子的电能越小。通过带电原子的这一调整，我们可以得到导体的静电平衡条件1；处于静电平衡的带电导体，电荷只分布在导体表面，其内部各处净电荷为零。
  从导体的静电平衡条件分析；原子由于产生围绕电轴的定向旋转运动，从而在电轴的二端同时产生一对正负电极。而正负电极是相吸的，这就决定带电原子在异名电极相吸的电磁力作用下，会自发的向正负电极相吸位置调整。
依据导体的静电平衡条件2（导体表面紧邻处的电场必定和导体表面垂直带）这一点，我们得出，带电原子之间的吸引不是同层之间的相互吸引，而是上下层之间的吸引。上下层之间带电原子的调整结果为；带电原子围绕电轴的旋转方向自发调整为同一的旋转方向，并且带电原子的电轴与物体表面垂直。（电场必定和导体表面垂直）




2•3  调整后图像
一个带电原子对外同时产生二个性质截然相反的正负电场，但是由于物体表面的带电原子经过调整后，围绕电轴的旋转方向为同一的旋转方向，并且带电原子的电轴与物体表面垂直。这就决定一个带电物体向外只产生某一电场，某一带电物体之所以显示带正电或负电，是由该物体表面带电原子的旋转方向决定的。
如果物体表面带电原子旋转方向为逆时针，那么该物体带正电，我们把此状态的带电原子称为正电荷。如图（2•31）所示
如果物体表面带电原子旋转方向为顺时针，那么该物体带负电，我们把此状态的带电原子称为负电荷。如图（2•32）所示


2•4  带电物体的稳定性
当带电原子调整完成后，由于带电原子围绕电轴的旋转方向为同一的旋转方向，并且带电原子的电轴与物体表面垂直。因此上下层之间的带电原子，它们的相互作用力为正负电极的吸引力，故一个带同种电荷的物体不但不会因为同种电荷相互排斥而四处飞散，反而因正负电极的相互吸引力而变得更稳定。而同一层的相邻带电原子由于电场垂直于物体表面，故没有相互之间的电场力。
另外由于循环磁场的保护作用，每一个带电原子都拥有一个独立生存空间，故上下层间的带电原子、同一层相邻带电原子之间会自发维持在平衡距离范围内，不会出现因同种电荷相吸而紧靠在一起的现象。
一个带电物体由于带电原子产生围绕电轴的旋转运动，尽管会增加该物体的不稳定因素，但是经过带电原子的自发调整后，在磁力、电力的综合作用下，带电物体仍然保持一定的相对稳定性，为一种介稳定平衡状态。所谓介稳定平衡状态，就是带电物体毕竟在同等条件下存在着更大的不稳定因素，根据“平衡规律”，带电物体就具有释放这些电能以达到更稳定状态的趋势。

2•5  电荷守恒定律
一个原子因产生围绕电轴的定向旋转运动而变成带电原子，而原子一旦产生围绕电轴的旋转运动，正、负电极和电场会自发随着旋转运动而一起成对产生，而且带电原子的正负电场还会随着旋转速度的加快而同时变强，随着旋转速度减慢而同时变弱，随着旋转运动的消失而成对消失。
现代物理研究已经表明；在粒子相互作用的过程中，电荷是可以产生和消失的，但是它们总是成对产生和成对消失的，产生的正、负电荷数量上永远相等。
2•6  电荷的量子性
从能量角度分析；二个物体摩擦后，外力所做的功全部转换为热能和电能。一个带电原子拥有的电能就等于该原子围绕电轴的旋转动能。一个带电体拥有的电能W等于该物体所有带电原子的电能总和。
由于带电原子总是分布于物体表面，而且带电原子围电轴的旋转速度是从外到内逐渐减小的，这就决定处于最外层的带电原子旋转速度最快，拥有的电能最大，越往里层的带电原子旋转速度越小，拥有的电能越少。上下层之间的带电原子拥有的电能是不同的。但是从平均角度分析，一个带电体拥有多少总电能W，就会拥有多少带电原子q（q也叫做电荷量）。而总电能W除以带电原子数q，我们就会得到一个带电原子的平均电能e；e=W/q  。
平均电能e，还会出现一个有趣的现象，当一个带电体的电能W增加时，带电原子数目q会随W增加而同步增多，从公式e=W/q   。我们可以看出；由于一个带电体的W和q是同步增加或减小的，因此e一般不会随W一起变化，带电原子的平均电能e接近一个常数，但e不是一个绝对的常数。
一个带电物体拥有的电能总是以一个(接近)基本单元e的整数倍出现，这一特性也叫电荷的量子性，这一概念首先由法拉第根据电解现象，通过溶液的电量和析出物质的质量之间的关系提出的。1913年，密立根通过著名的油滴实验证实了任何带电体所带电量都是一个极小的基本电量e的整倍数。
2•7  带电量与电场关系
由于一个带电体拥有的电能总是以一个(接近)基本单元e的整数倍出现，因此我们可以用带电原子数目q（电荷量）来表示一个带电体拥有的电能W。又由于一个带电体在表面积一定的情况下，拥有的电能W越大，最外层的带电原子的旋转速度越快。而电场的强弱主要是由最外层带电原子的旋转速度决定的，最外层的带电原子的旋转速度越快，对外产生的电场越强，因此我们也可以这样说；一个带电体拥有的电荷量q越多，向外产生的电场越强。
2•8  导体、绝缘体
当我们拿一个金属球与一带电体接触时。由于金属元素具有凸点特征，金属元素这些的凸起点如同齿轮中一个个凸起的外齿，很容易把围绕电轴的旋转运动传递给相邻的金属原子，因此金属晶体具有很高的导电性和导热性。而凹点特征的非金属显然就不具有这一优势，由非金属组成的物体为绝缘体。
由于金属为电的良导体，因此带电原子具有在金属球表面均匀分布的趋势。而琥珀、丝绸之类的绝缘体，摩擦起电的带电原子只能在某一处维持稳定存在，而不能均匀分布在绝缘体表面。

                      第三节  静电场
一个物体在吸收了一定量的电能W后，表面原子将会产生围绕电轴的定向旋转运动，而带电原子一旦产生围绕电轴的定向旋转运动，那么它就会不以人的意志为转移，自发向外产生一个电场。而且物体吸收的电能W越多，拥有的电荷量q越多，向外产生的电场就越强。
电场是由物质场源产生的，离开物质场源电场绝不会凭空产生，而且有什么样的物质场源，就一定会产生什么样的电场，因此要了解电场实在是离不开物质场源。下面主要论述电场的各种性质与物质场源之间的关系。
3•1  电场的光速球面传播性质
一个金属球在吸收了一定量的电能W后，那么该带电金属球就会不以人的意志为转移，自发向外产生一个电场。而电场一旦产生，就会脱离物质在不需要任何媒介的情况下，以球面光速的形式在真空中独立传播。
电场与原子磁场的区别是，一个带电体向外只产生一种电场，而原子向外产生的却是有序变换的循环磁场，这就决定原子产生的磁场，其南北磁性在自由空间是随时间呈周期性循环变换的，而带电金属球产生的正电场或是负电场，在自由空间却是不随时间变化的。
  电场方向
   产自于物质的电场一旦产生，就会脱离物质在不需要任何媒介的情况下，独立在真空中以球面光速的形式向外传播。这也决定电场的传播除了遇到物质后会终止，其传播方向是不受其他场的干扰而垂直于物体表面独立向外传播的。当我们将一些针状晶体碎屑撒到绝缘油中使之悬浮起来，分别加以正电场或者是负电场时，这些小晶体会感应起电，在外电场作用下有规律的排列起来.
而当我们对其同时加以正负电场时，正负电场传播方向并没有发生改变，但是这些小晶体在叠加电场作用下，排列图案发生了改变，如图；
   
3•2  库仑定律
一个带电量为q1的金属球，其电场一旦产生就会以球面光速的形式在真空中独立传播。由于带电原子是均匀分布在金属球表面的，故带电金属球产生的电场在三维空间中表现出各向同性。随着电场传播距离R的延长，球表面积随之增加为4兀R2，而在此球面上任意一点的电场强度将会衰减为：q1/4兀R2ε0。当电场遇到另一带电量为q2的物体时，那么该电场就会超距作用于另一带电体的电极，产生超距延迟电磁力。
由此我们得出库仑定律；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，和它们距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线,同名电荷相斥，异名电荷相吸。公式为；F= q1q2/4πR2ε0   
库仑定律是1784--1785年间库仑通过扭秤实验总结出来的，为电磁场理论的基本定律之一。需要说明的是，库仑定律和万有引力定律公式中引入“4πR2”因子的真正原因是，所有的场都具有球面传播性质。从场的球面传播性质，我们可以进一步了解平方反比律：两个点电荷之间的库仑力与它们之间距离的平方成反比，称为平方反比律。
3•3  电力叠加原理
库仑定律只讨论两个点电荷之间的作用力。当考虑两个以上静止电荷之间的作用力时，需补充另一个实验事实：两个点电荷之间的作用力并不因为第三个点电荷的存在而有所改变。
电力叠加原理：点电荷系{q1,q2,…,qn}中所有点电荷对点电荷q0作用的库仑力等于各点电荷单独存在时对q0作用的库仑力的矢量和。

3•4  电场强度
为了从电磁力角度去描述电场中各点的性质，人们引入了描述电场基本性质的物理量—电场强度矢量。
设q为一点电荷，它在其周围空间激发电场。为测量该电场，引入一个试探点电荷q0。由库仑定律，试探点电荷q0所受电场力为：
显然，试探点电荷q0所受电场力的大小和方向随q0的大小及正、负而改变。但比值F/q0与试探电荷q0无关，它反映的是点电荷q在场点P所激发的电场的电场强度为：   
3•5  电场与物质场源关系（高斯定律）
电场是由物质场源产生的，有什么样的物质场源，就一定会产生什么样的电场，而且一个处于静电平衡状态的带电体，在自由空间产生的静电场是不随时间变化的，这就决定各场点的E只与场源电荷量q和各点到场源的距离r有关。尽管不同的场点，其电场强度、方向是各不相同的，但是对于一个处于静电平衡状态的带电体，其各场点的电场强度、方向却是始终保持不变的。
电场在传播过程中，球面面积S和球面上的电场强度E都是变化量，但是就在E和S的变化过程中，它们的变化关系始终不变，而决定变化关系始终不变的原因是，产生电场的物质场源拥有的电荷量q不会无缘无故的变化。
电场E与物质场源q关系为：以带电体为中心，取任意长度r为半径做一球面S，球面上任一点的电场强度E，都等于物质场源的电荷量q除以球面积4πr2的ε0倍。E=q/4兀R2ε0，当我们对该带电体整个封闭曲面的电场强度E进行面积分时，其电通量也就等于该带电物体产生的电荷量q的1/ε0倍。即 ∮E•dS=1/ε0∑qi
当我们对球面加以引深，取一个包围场源的任意封闭曲面，在这封闭曲面内r可以不同。但r增大时，曲面面积S相应增大，E又会相应减小，该封闭曲面上的电通量始终保持不变。由此可得高斯定理；在真空中的静电场内，通过任意封闭曲面的电通量等于该封闭面所包围的电荷量q的1/ε0倍。
高斯定理是用电通量表示的电场和场源电荷关系的定理，是电磁学的一条重要定理。它是由德国物理学家和数学家高斯（K.F.Gauss, 1777—1855）利用电通量的概念根据库仑定律和场强叠加原理推导出的。
3•6   二个带电体之间的电势能
当一个电量为q2的带电体处于另一带电体q1的电场中时，由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引，那么这二个带电体在相互之间的电磁力作用下，就具有自发恢复至平衡位置的趋势。如果这二个带电体带同种电荷，那么二者的平衡距离为无限远处。如果二个带电体带异种电荷，那么二者的平衡距离接近于原子间的平衡距离L。
当一个电量为q2的带电体处于另一带电体q1的电场中时，只要二者的实际距离R偏离平衡距离，那么在这二个带电体之间就会自然产生恢复至平衡距离的电势能。二个距离为R的带电体拥有的电势能A，就等于外力克服电磁力使二者从平衡距离移动至R处时外力所做的功。
   A=q1q2/4πRε0
二个带电体的电势能A，是由二个带电体的实际距离R偏离平衡距离产生的，因此电势能不可能被某一个带电体独自占有，而是被二个相互作用的带电体共同拥有。如果静电场某一点上不存在另一个带电体，那么在该点上的电势能也就无从谈起。
二个带电体的电势能A，与二个带电体的电荷q1、q2大小，二者之间的距离R以及带电体周围介质ε0有关。
3•7 电势
电场强度是从电场力的角度描述电场各点性质的物理量。我们还可以从功能角度去描述电场各点的性质。对静电场来说，存在着一个由各场点位置所决定的标量函数，此函数在P1和P2二点的数值之差，等于从P1点到P2点移动带单位电荷的物体时静电场所做的功，这个函数叫电场的电势，以φ1和φ2分别表示P1和P2二点的电势，就可以有以下定义公式；φ1-φ2=∫E•dr
φ1-φ2也叫做P1和P2二点间的电势差，记作U12  ，U12=φ1-φ2。
在一个带电量为q的静电场中，对于给定的两点P1和P2，由于该两点的电场强度、方向是固定不变的，这也决定这两点的电势差是不会随着时间而发生改变的，静电场中任何一点的电势φ都有一个不变的确定值。
3•8 静电场的环路定理
静电场中任何一点的电势φ都有一个不变的确定值，从这一点我们可以了解静电场的保守性。

设试探电荷q0在点电荷q的电场中沿曲线由P 运动到Q。当电荷运动一个元位移dl时，电场力所做的元功为：
试探电荷q0从P运动到Q时，电场力做的总功为：
而当试探电荷q0从P点出发沿任意闭合路径运动一圈，重新回到P点时，由于试探电荷q0与点电荷q之间的电势能没有发生改变，点电荷q对试探电荷q0所做的功为零。
静电场力对试探电荷q0所作的功与q0的运动路径无关，只和q0的始、末位置（rP 、rQ ）有关。或：q0沿任意闭合路径一周，静电场力的功为零。
静电场的环路定理： 在静电场中，电场强度沿任意闭合路径的线积分等于零。  

3•9  电能存于何处
对于一个处于静电平衡状态的带电体，由于上下层之间的带电原子、同一层中相邻的带电原子已经处于平衡位置，因此我们说一个带电体内部不存在由相互位置决定的电势能，而只存在带电原子围绕电轴旋转运动的电能（动能），一个带电体的总电能W也就被这些带电原子分别拥有，即；W=q•e
一个带电体内部不存在由相互位置决定的电势能，但是带电原子由于具有偏离平衡状态的旋转运动，造成带电体状态的相对不稳定，根据“平衡规律”，带电体就会在一定条件下自发向外释放、或者对外做功转换这些电能，以达到相对最稳定的状态。从这一角度分析，带电体具有自发释放这些电能的趋势，因而拥有一个电势能。这一电势能是由物质偏离平衡状态的特殊运动造成的，但它和二个带电体间由相互位置决定的电势能有着本质上的区别。

                 第四节  平衡规律与静电平衡
4•1 静电平衡状态
从物质间的相互作用力分析，当一个带电体表面原子产生围绕电轴的定向旋转运动后，那么这些带电原子就会同时与内部、外部不带电原子之间产生相互作用力。即带电原子通过电场作用于这些原子，改变这些原子的运动状态，反过来这些原子又会影响带电原子，使带电原子运动状态以及在物体表面的分布情况发生改变。
从平衡角度分析，由于带电原子的运动状态和周围不带电原子的运动状态不同，这就造成带电原子与这些原子之间处于一种不平衡状态。根据“平衡规律”，在物质间自然产生的相互作用力下，带电原子和不带电原子都会自发的调整各自的状态，最大限度把不稳定因素降到最低，从而达到相对现有内外条件为最稳定的状态，这种状态也叫静电平衡状态。
4•2  均匀介质环境下的电荷分布
前面介绍了带电原子在导体表面的自发调整，带电原子经过调整后
1；带电原子自发集中在物体表面薄薄一层内，而且是从外到内按一定规律逐渐递减，故处于静电平衡的导体，其内部各处净电荷为零，电荷只分布在导体的外表面。
2；带电原子的电轴与物体表面垂直，由于电场是由物体表面带电原子产生的，故处于静电平衡的导体，其表面上各处的面电荷密度σ与当地表面紧邻处的电场强度E具有以下关系；σ=E•ε0    。
3;均匀介质环境下当带电导体为圆球体时，由于带电原子具有在金属球表面均匀分布的趋势，因此带电原子总是均匀的分布在球体表面，对外产生方向不同，电场强度相同的电场。
   
4•3  非均匀介质环境下的电荷分布
以上三个导体表面电荷分布的规律，是通过分析带电原子和内部原子相互作用、相互调整时得出的。而当我们考虑带电导体与外围介质的相互作用时，发现导体的静电平衡状态还会随着外围介质的变化而发生改变。
感应起电  电场是由带电原子围绕电轴的定向旋转运动产生的，因此电场就会具有旋转性质。当另一不带电的物体处于旋转性质的电场中时，那么旋转电场将会作用于该物体的表面原子，使其产生与电场旋转方向相同的旋转运动。我们把处于外电场中的一个物体，物体表面产生电荷的现象，称为感应起电。
如果带电体对外产生的是逆时针旋转方向的正电场+E0，由于感应电荷与电场旋转方向相同，但朝向却正好相反，因此靠近带电体那一侧的表面原子就会产生顺时针旋转方向的负电场 E'，与带电体相背的那一侧的表面原子就会产生逆时针旋转方向的正电场。


4•4  静电场中的导体
一个带电金属球A在匀质介质中（空气），其表面带电原子是均匀分布的。但是当我们在静电场中放入一个金属导体B时，由于金属导体单位体积的原子密度要远大于空气介质，故导体B产生的感应电荷数量要远大于空气介质的感应电荷，这就造成导体B的附加电场E'大于空气介质的附加电场E'，导体B的感应电荷对金属球A带电原子的吸引力要大于空气介质。在异性电荷的吸引下，带电原子将会自发向导体B这一侧漂移，而带电原子的这种漂移将一直持续到新的静电平衡形成之后才会停止。这就导致金属球A表面电荷的分布从原先的均匀分布变为不均匀。
如图

4•5  平行板电容  
一个平行板电容器，两板分别带有等量异种电荷+Q和-Q。两板上的异种电荷在引力作用下，将会自发向平行板内侧漂移，因此一个孤立的带电电容器的静电平衡状态是，异种电荷将全部集中于平行板内侧，在忽略边缘效应情况下，带电平行板电容器对外无电场。
4•6  唯一性定理
通过以上分析我们可以看出，带电原子的调整、漂移以及在导体表面的重新分布，都是围绕着“静电平衡”这四个字展开的。
当带电导体的内部条件发生变化时（如形状变化），带电原子会通过调整，自发建立新的静电平衡。
当带电导体的外部条件发生变化时，带电原子同样会通过调整，自发建立新的静电平衡。
而当带电导体的内外条件一旦被确定下来，那么带电导体就会自发达到相对于内外条件为最稳定的静电平衡状态，这时带电原子在导体表面的分布状态也就被同时确定下来，带电导体产生的电场也就被同时确定下来。只要内外条件不发生变化，每一场点都有一个确定的、不变的、唯一的E、φ和带电导体的内外条件相对应。