为什么静电平衡的物体电荷都分布在外表面 (1)

时间: 2024-04-15 08:41:33

电荷是有可能流到物体外面的，各种各样的电容器击穿和放电现象就是电荷/电子脱离固体的束缚进入空气的例子。而另一些不会流出的例子中，比如中学物理实验里常见的静电计，它的电荷不会脱离固体还是因为固体带的电荷不够多，固体表面的电场不够强，电子无法脱离固体的束缚。

总的来说，经典电磁学的重要近似是认为电荷均匀分布，这个近似一定会导出固体流失电荷可以降低总能量这个结论（直观上看电荷更分散，系统总能量就会降低）。而在固体物理中，电荷都点状地分布在电子和原子核上，这颠覆了经典电磁学所使用的近似。

在固体物理的视角下看，在大多数固体中，电子之间的有效相互库伦排斥可以是很弱的(所以自由电子气理论和能带理论是好的近似)，甚至是相互吸引的(来源于电子-晶格-电子耦合)，这也是库柏对的一种成因。电子基本只受晶格的吸引，所以就算固体带着负电荷，总电子比总质子还要多，固体也依然能束缚住这些多余的电子。这也就是逸出功的来源之一。