一、電子
電子:是構(gòu)成原子的基本粒子之一,質(zhì)量極小,帶負(fù)電,在原子中圍繞原子核旋轉(zhuǎn)。不同的原子擁有的電子數(shù)目不同,例如,每一個(gè)碳原子中含有6個(gè)電子,每一個(gè)氧原子中含有8個(gè)電子。能量高的離核較遠(yuǎn),能量低的離核較近。通常把電子在離核遠(yuǎn)近不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)稱為電子的分層排布。
基本概念:電子(electron)是一種帶有負(fù)電的亞原子粒子,之一。最新實(shí)驗(yàn)觀測到電子由軌道子,自旋子,空穴子組成。[1]電子帶有1/2自旋,是一種費(fèi)米子。因此,根據(jù)泡利不相容原理,任何兩個(gè)電子都不能處于同樣的狀態(tài)。電子的反粒子是正電子,其質(zhì)量、自旋、帶電量大小都與電子相同,但是帶電正負(fù)性與電子相反;電子與正電子會(huì)因碰撞而互相湮滅,在這過程中,創(chuàng)生一對以上的光子。
應(yīng)用:電子的應(yīng)用領(lǐng)域很多,像電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、激光和粒子加速器等等。在實(shí)驗(yàn)室里,精密的尖端儀器,像四極離子阱(英語:quadrupole ion trap),可以長時(shí)間約束電子,以供觀察和測量。大型托卡馬克設(shè)施,像國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆,借著約束電子和離子等離子體,來實(shí)現(xiàn)受控核聚變。無線電望遠(yuǎn)鏡可以用來探測外太空的電子等離子體。
分類:電子屬于亞原子粒子中的輕子類。輕子被認(rèn)為是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子之一,即其無法被分解為更小的粒子。它帶有1/2自旋,即又是一種費(fèi)米子(按照費(fèi)米—狄拉克統(tǒng)計(jì))。電子所帶電荷為e=1.6 × 10的-19次方庫侖,質(zhì)量為9.10 × 10-31 kg (0.51 mev/c2)。通常被表示為e-。 電子的反粒子是正電子,它帶有與電子相同的質(zhì)量,自旋和等量的正電荷。
物質(zhì)的基本構(gòu)成單位——原子是由電子、中子和質(zhì)子三者共同組成。中子不帶電,質(zhì)子帶正電,原子對外不顯電性。相對于中子和質(zhì)子組成的原子核,電子的質(zhì)量極小。質(zhì)子的質(zhì)量大約是電子的1840倍。當(dāng)電子脫離原子核束縛在其它原子中自由移動(dòng)時(shí),其產(chǎn)生的凈流動(dòng)現(xiàn)象稱為電流。
各種原子束縛電子能力不一樣,于是就由于失去電子而變成正離子,得到電子而變成負(fù)離子。靜電是指當(dāng)物體帶有的電子多于或少于原子核的電量,導(dǎo)致正負(fù)電量不平衡的情況。當(dāng)電子過剩 時(shí),稱為物體帶負(fù)電;而電子不足時(shí),稱為物體帶正電。當(dāng)正負(fù)電量平衡時(shí),則稱物體是電中性的。靜電在我們?nèi)粘I钪杏泻芏鄳?yīng)用方法,其中例子有激光打印機(jī)。
一種對在原子核附近以不同概率分布的密云的基本假設(shè)。作用范圍階段只能在核外考慮(所有假設(shè)粒子都只能在核外摸索摸索)它被歸于叫做輕子的低質(zhì)量物質(zhì)粒子族,被設(shè)成具有負(fù)值的單位電荷。
二、電力
簡介:電力是以電能作為動(dòng)力的能源。發(fā)明于19世紀(jì)70 年代,電力的發(fā)明和應(yīng)用掀起了第二次工業(yè)化高潮。成為人類歷史18世紀(jì)以來,世界發(fā)生的三次科技革命之一,從此科技改變了人們的生活。20世紀(jì)出現(xiàn)的大規(guī)模電力系統(tǒng)是人類工程科學(xué)史上最重要的成就之一,是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電力生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電力,再經(jīng)輸電、變電和配電將電力供應(yīng)到各用戶。
優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):1、火力發(fā)電:燃料容易獲取,熱機(jī)效率高,調(diào)峰較易實(shí)現(xiàn),建設(shè)成本低,容易與冶金、化工、水泥等高能耗工業(yè)形成共生產(chǎn)業(yè)鏈。
2、核能發(fā)電:基本不受自然資源產(chǎn)地限制,運(yùn)行成本低,無溫室氣體排放。
3、水力發(fā)電:幾乎完全無污染,運(yùn)營成本低,便于調(diào)峰,可再生,有航運(yùn)、水利等邊際效益。
4、風(fēng)力發(fā)電:無環(huán)境污染,運(yùn)行成本低,可再生。
5、太陽能光伏發(fā)電:運(yùn)行無污染,可再生,設(shè)備小型化,適合非集中供電。
弊端:火力發(fā)電
煙氣污染:煤炭直接燃燒排放的so2、nox等酸性氣體不斷增長,使我國很多地區(qū)酸雨量增加。全國每年產(chǎn)生140萬噸so2。
粉塵污染:對電站附近環(huán)境造成粉煤灰污染,對人們的生活及植物的生長造成不良影響。全國每年產(chǎn)生1500萬噸煙塵。
資源消耗:發(fā)電的汽輪機(jī)通常選用水作為冷卻介質(zhì),一座100萬千瓦火力發(fā)電廠每日的耗水量約為十萬噸。全國每年消耗5000萬噸標(biāo)準(zhǔn)。
水力發(fā)電要淹沒大量土地,有可能導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞,而且大型水庫一旦塌崩,后果將不堪設(shè)想。另外,一個(gè)國家的水力資源也是有限的,而且還要受季節(jié)的影響。
輸送
傳輸:電能的傳輸,它和變電、配電、用電一起,構(gòu)成電力系統(tǒng)的整體功能。通過輸電,把相距甚遠(yuǎn)的(可達(dá)數(shù)千千米)發(fā)電廠和負(fù)荷中心聯(lián)系起來,使電能的開發(fā)和利用超越地域的限制。和其他能源的傳輸(如輸煤、輸油等)相比,輸電的損耗小、效益高、靈活方便、易于調(diào)控、環(huán)境污染少;
變電:電力系統(tǒng)中,發(fā)電廠將天然的一次能源轉(zhuǎn)變成電能,向遠(yuǎn)方的電力用戶送電,為了減小輸電線路上的電能損耗及線路阻抗壓降,需要將電壓升高;為了滿足電力用戶安全的需要,又要將電壓降低,并分配給各個(gè)用戶,這就需要能升高和降低電壓,并能分配電能的變電所。所以變電所是電力系統(tǒng)中通過其變換電壓、接受和分配電能的電工裝置,它是聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié),同時(shí)通過變電所將各電壓等級的電網(wǎng)聯(lián)系起來,變電所的作用是變換電壓,傳輸和分配電能。變電所由電力變壓器、配電裝置、二次系統(tǒng)及必要的附屬設(shè)備組成。
工業(yè)
1875年,巴黎北火車站建成世界上第一座火電廠,為附近照明供電。1879年,美國舊金山實(shí)驗(yàn)電廠開始發(fā)電,是世界上最早出售電力的電廠。80年代,在英國和美國建成世界上第一批水電站。1913年,全世界的年發(fā)電量達(dá) 500億千瓦時(shí),電力工業(yè)已作為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門,進(jìn)入人類的生產(chǎn)活動(dòng)領(lǐng)域。