第21章为什么看先看到闪电后听到打雷?
光的传播速度比声音的传播速度快,光速每秒约30万千米,而声速每秒仅340米左右。当闪电和打雷同时发生时,由于光的传播速度远大于声音的传播速度,所以人们总是先看到闪电,后听到雷声。
例如,如果一个人站在离雷暴中心约1公里的地方,他会在大约0.0033秒(即3毫秒)后看到闪电,而在大约2.94秒后听到雷声。这个时间差是由于光的传播速度约为每秒299,792,458米,而声音的传播速度在空气中大约为每秒340米。
所以,如果一个事件同时产生光和声音信号,比如闪电和雷声,观察者将首先看到光(闪电),然后才听到声音(雷声)。
什么是电容?
电容是一种电子元件,用于存储电能。
简单来说,电容就像一个可以储存电荷的“小水库”。它由两个导体(极板)和中间的绝缘介质(电介质)构成。当把电容连接到电源上时,电源会使电荷在电容的两个极板上聚集,一个极板聚集正电荷,另一个极板聚集负电荷,从而在电容内部建立起电场,把电能以电场能的形式储存起来。
例如,在一些电子设备的电源电路中,电容可以起到平滑电压的作用。当电源电压出现瞬间波动时,电容能够释放或吸收电荷,使输出电压保持相对稳定。而且在滤波电路中,电容可以过滤掉不需要的交流成分,只让直流成分通过,让电源输出更纯净的直流电。
电容的单位是什么?
电容的基本单位是法拉(f)。
如果一个电容器在1伏特的电压下能储存1库仑的电量,它的电容就是1法拉。不过法拉这个单位比较大,在实际应用中,常常会用到微法(μf)、纳法(nf)和皮法(pf)。它们之间的换算关系是:1f=10⁶μf,1μf=10³nf,1nf=10³pf。例如,在电子电路中,常见的陶瓷电容的电容值可能是几百皮法到几微法不等。
为什么触摸静电球会感觉头发竖起来?
静电球带有大量电荷。当人接触静电球时,电荷会在人体上分布,包括头发。同种电荷相互排斥,头发上的电荷因为彼此排斥而向四周分散,就会使头发竖起来。
静电球的原理是什么?
静电球主要是依据静电感应和尖端放电的原理。
静电感应是指,当一个带电物体靠近一个不带电的导体时,导体中的自由电子会在电场作用下重新分布。静电球内部有一个产生高电压的装置,它使球体表面带有大量电荷。当人靠近静电球时,人体相当于一个不带电的导体,在静电球电场的作用下发生静电感应,靠近球的部分会聚集与球上电荷相反的电荷。
尖端放电是因为电荷在导体表面分布不均匀,一般在尖端处电荷密度大。当电荷积累到一定程度,电荷密度大的尖端附近电场强度变强,使空气分子电离,产生放电现象。静电球的电极通常是球形,它可以使电荷比较均匀地分布在球的表面,当有物体接近时,就容易产生放电,将电荷传导到其他物体上。