作者alan23273850 (God of Computer Science)
看板Physics
标题[问题] 静电感应之电荷分布 & 接地 相关问题
时间Thu Dec 31 01:35:16 2020
【出处】看完国中理化教材想到的问题
继上一篇脚踏车的问题之後，我又来问问题啦。本鲁最近在复习国中理化，可能会很常
问些有趣的问题，但不至於到洗板的频繁程度，如有不喜请见谅。如有回答很多而觉得
有点缺钱的板友也可以提醒我发批币给您，我这边有不少 (咦？
【题目】
https://imgur.com/AlLwHyp 的第 (1) 题
这是一题静电感应相关的问题，当初教授的核心概念是金属球内的异性电荷会往跑过来的
带电体靠拢，而同性电荷会往反方向跑，就像我画的示意图那样。
按照这个逻辑，A 会带负电，B 不带电，C 会带正电。
【瓶颈】可是我後来想了一下，原子内只有电子会移动，那麽为什麽不是 ABC 三颗球的
电子通通往 A 跑，这样的话 B 和 C 就带正电了？
* 如果是因为一些电子轨域 (capacity) 等化学科相关的因素，详细理由又是为何呢？
* 如果三颗金属球都同元素但体积不同，答案会维持不变吗？不同元素呢？不同形状呢？
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【题目】我们都知道接地是为了要把目标物的电荷导到地面上。这个动作的原理我目前是
把目标物 + 导线 + 地面当成是一个大的导体 (无限大的不规则状金属球)，基於电荷平均
分布的原则，最後目标物分到的电荷就剩一咪咪，而这个一咪咪我们把它近似成电中性。
但现在问题是，如果地面 (或桌面等其他被视为 big ground 物质) 不是导体，也会有
相同的功能吗？为什麽呢？
(这张图只是要秀接地在感应起电的角色，与题目无关)
https://imgur.com/kB8IGOz
【瓶颈】如果地面不是导体就没有接地功能的话，那麽为什麽一般我们说接地接地都不去
讨论地面是不是导体呢？
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 140.109.20.138 (台湾)
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1F：→ hank780420: 接地是门大学问 不过比较偏应用端了 12/31 12:10
2F：→ alan23273850: 所以难以用数学语言描述吗？ 01/01 12:26
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3F：→ bruce78131: 好久以前的东西了 01/06 22:18
4F：→ bruce78131: 第一题，应该是静电力互斥所造成的结果 01/06 22:18
5F：→ bruce78131: 加上有自由电子的关系 01/06 22:19
6F：→ bruce78131: 电子轨域我不清处有甚麽比较好解释的? 01/06 22:20
7F：→ bruce78131: 顶多告诉你金属键、共价键的特性不同 01/06 22:21
8F：→ bruce78131: 如果同元素体积不同要看静电力的结果 01/06 22:22
9F：→ bruce78131: 不同元素可能会产生电位差 01/06 22:23
10F：→ bruce78131: 那就要看产生的电位差够不够大了 01/06 22:24
我在 FB 上也是问到静电力互斥这个答案，可是要怎麽量化的解释，因为目前看起来
有点放马後炮，先知道答案才去解释，我想知道题目的其他变形怎麽解。
11F：推 bruce78131: 第二题，我觉得还是要看地面的电导率吧 01/06 22:28
12F：→ bruce78131: 就跟放水流一样 01/06 22:29
我好奇的是如果我们双脚是站在 "木质地板" 上，接地也是接到 "木质地板"，这种地板
应该也可以当作 "绝缘体"，那麽接地是否 "无效" 而且 "没有必要"？我在 FB 上问到的
答案是正面的，木质地板就好像有些水电工穿的绝缘鞋一样。
※ 编辑: alan23273850 (140.109.16.166 台湾), 01/07/2021 11:21:08
13F：推 Roshiel: 你踩在石头上面有接地吗? 石头似乎也算绝缘体耶 01/07 12:24
14F：推 bruce78131: 第一个问题你可以用一个场景去想像：两个穿溜冰鞋的 01/07 12:36
15F：→ bruce78131: 互推，必然会推到最远的地方使其停止 01/07 12:36
16F：→ bruce78131: 这个就有点类似位能的概念 01/07 12:36
17F：→ bruce78131: 必然使位能达到最小 01/07 12:36
18F：→ bruce78131: 而且你还要考虑到手hold住跟重力等的施力 01/07 12:37
19F：→ bruce78131: 如果都没有这些外力在宇宙中理应相吸 01/07 12:38
20F：推 bruce78131: 第二个问题虽然我不是电类的，但我觉的应该跟mass tr 01/07 12:41
21F：→ bruce78131: ansfer、heat transfer类似，也就是通量的概念（flux 01/07 12:41
22F：→ bruce78131: ) 01/07 12:41
23F：推 bruce78131: 主要看每单位时间内（通量则会看到截面积）所可以流 01/07 12:43
24F：→ bruce78131: 过去的电量 01/07 12:43
25F：→ bruce78131: 如果电子可以顺利transfer过去以致使不会令人受伤那 01/07 12:44
26F：→ bruce78131: 种触电的残留，那就没差 01/07 12:44
27F：推 bruce78131: 刚刚估狗一下真的有人做实验将家用110V的插座连到木 01/07 12:52
28F：→ bruce78131: 头地板…… 01/07 12:52
29F：→ bruce78131: 囧…… 01/07 12:52
30F：→ bruce78131: 如果可以的话，麻烦帮忙查以下几个东西的电导率： 01/07 12:53
31F：→ bruce78131: 木头、空气、乾水泥、随便挑几种岩石、塑胶 01/07 12:54
32F：→ bruce78131: 我想答案应该可以出来 01/07 12:54