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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 凝聚态物理 » 关于固体理论中电子气的库伦屏蔽请教各位大侠
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wl199826

金虫 (小有名气)

[求助] 关于固体理论中电子气的库伦屏蔽请教各位大侠已有1人参与

我最近在看李正中的固体理论有一问题不解，里面提到电子气对被他包围的任何电荷都有一定的屏蔽作用
，即被电子气包围的电子的势变为固体理论P110(4.8.6)，多了一个e指数的衰减，即变小了，随距离衰减速度变大了，我想问一下如何从物理图像上进行理解，因为这似乎违反了场强和势的叠加原理，即任何一点的场强和势都是空间中所有电荷势的叠加而不会变小，为何在固体电子气中的电子势就会受到其他电子的库伦屏蔽而衰减呢？注意这里面并没有考虑固体中正电荷的抵消效应，而是说仅仅电子就会产生库伦屏蔽，谢谢
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1楼2014-09-17 12:25:46
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metaliium

银虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
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wl199826(nono2009代发): 金币+20 2014-09-21 12:16:41
不违反，屏蔽是因为电子发生了移动，在空间中重新分布，建立了新的屏蔽电场，因而抵消了外场。。。

如果电子不会或不容易移动，确实没办法屏蔽，所以在绝缘体和半导体屏蔽就很弱了。。。
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2楼2014-09-17 13:59:54
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wl199826

金虫 (小有名气)
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2楼: Originally posted by metaliium at 2014-09-17 13:59:54
不违反，屏蔽是因为电子发生了移动，在空间中重新分布，建立了新的屏蔽电场，因而抵消了外场。。。

如果电子不会或不容易移动，确实没办法屏蔽，所以在绝缘体和半导体屏蔽就很弱了。。。

那照这么说，宇宙中的万有引力也会产生类似的效应？因为物质在引力的作用下也会产生重新分布
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3楼2014-09-18 11:19:06
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metaliium

银虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

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3楼: Originally posted by wl199826 at 2014-09-18 11:19:06
那照这么说，宇宙中的万有引力也会产生类似的效应？因为物质在引力的作用下也会产生重新分布...

电屏蔽的根本原因是电荷同性相斥异性相吸，电子在电场中往高电势跑，但它自己本身在阻止其他电子往高电势跑，也就是在降低电势，是负反馈，因此跑的电子多了，电场就被有效屏蔽了

磁的话情况就不同，磁矩在顺着磁场方向能量最低，因而有磁化的现象，你加个磁场，激发材料中的磁矩都转向磁场方向，反而增强了材料内的磁场，是正反馈，相当于是同性相吸，于是就没有屏蔽。。。当然实际材料中情况复杂，楞次定律天然要求抗磁性，相互作用造成铁磁、反铁磁，最终磁屏蔽还是能够实现，但不像电屏蔽一样广泛存在于各种导体

同样的道理，万有引力并不存在屏蔽的机制，没有同性相斥，也是正反馈：两个物体越近，引力越大，引力越大，两个物体越加速靠近。。。因此虽然物质重新分布，但没办法屏蔽。。。不过虽然没办法屏蔽，但在很多物体同时存在的情况下可以互相抵消，也可以和其他力抵消，毕竟都是力
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4楼2014-09-18 13:31:52
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wl199826

金虫 (小有名气)
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4楼: Originally posted by metaliium at 2014-09-18 13:31:52
电屏蔽的根本原因是电荷同性相斥异性相吸，电子在电场中往高电势跑，但它自己本身在阻止其他电子往高电势跑，也就是在降低电势，是负反馈，因此跑的电子多了，电场就被有效屏蔽了

磁的话情况就不同，磁矩在顺着 ...

电子间的库伦斥力和物质间的引力效应理论上，或者数学上除了量的差别外就差一个符号，从对称的角度说，凡是斥力有的效应，引力也有相对应的物理效应，那么与这种电子斥力所导致的屏蔽效应相对应的引力的物理效应是什么呢？
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5楼2014-09-18 15:21:59
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metaliium

银虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

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5楼: Originally posted by wl199826 at 2014-09-18 15:21:59
电子间的库伦斥力和物质间的引力效应理论上，或者数学上除了量的差别外就差一个符号，从对称的角度说，凡是斥力有的效应，引力也有相对应的物理效应，那么与这种电子斥力所导致的屏蔽效应相对应的引力的物理效应是 ...

“从对称的角度说，凡是斥力有的效应，引力也有相对应的物理效应”这句话是错的。。。

我前面说的那些，在数学上就是差一个负号引起的，而在物理上则是本质区别。。。
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6楼2014-09-19 00:17:06
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wl199826

金虫 (小有名气)
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2楼: Originally posted by metaliium at 2014-09-17 13:59:54
不违反，屏蔽是因为电子发生了移动，在空间中重新分布，建立了新的屏蔽电场，因而抵消了外场。。。

如果电子不会或不容易移动，确实没办法屏蔽，所以在绝缘体和半导体屏蔽就很弱了。。。

库伦作用怎么可能会被屏蔽呢？你能在解释清楚一点吗？
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7楼2014-09-19 21:18:06
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wl199826

金虫 (小有名气)
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2楼: Originally posted by metaliium at 2014-09-17 13:59:54
不违反，屏蔽是因为电子发生了移动，在空间中重新分布，建立了新的屏蔽电场，因而抵消了外场。。。

如果电子不会或不容易移动，确实没办法屏蔽，所以在绝缘体和半导体屏蔽就很弱了。。。

你说的屏蔽是不是指其他电子对某一电子的库伦作用的抵消作用？比如a,b,c三个电子，假设a电子对b电子作用使得b电子离a电子远了，而离c电子近了，这样才电子的作用与a电子对b的作用相反，于是b电子感受到的a电子的作用收到了c电子的所谓“屏蔽”，但仔细想一下似乎这样也解释不清，这就是库伦作用的叠加原理，为何换了个名词“屏蔽”呢？这两者有什么质的不同吗？
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8楼2014-09-19 21:34:53
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metaliium

银虫 (正式写手)

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8楼: Originally posted by wl199826 at 2014-09-19 21:34:53
你说的屏蔽是不是指其他电子对某一电子的库伦作用的抵消作用？比如a,b,c三个电子，假设a电子对b电子作用使得b电子离a电子远了，而离c电子近了，这样才电子的作用与a电子对b的作用相反，于是b电子感受到的a电子的作 ...

在外电场作用下，电子重新分布，而重新分布以后电子本身的电场，比起重新分布以前，抵消更多的外电场，称之为电屏蔽。

它当然是库仑作用的叠加。区别是电子总是往削弱外电场的方向跑；如果反过来，那就不存在屏蔽，而是增强了。。。所以库仑作用叠加只是电屏蔽的必要不充分条件。

电子为什么总往削弱外电场的方向跑，取决于库仑力的公式里有没有那个负号，换言之，你们中学里学的库仑定律，就完全决定了电屏蔽的存在，因而库仑定律是电屏蔽的充分条件。
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9楼2014-09-20 01:56:52
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wl199826

金虫 (小有名气)
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9楼: Originally posted by metaliium at 2014-09-20 01:56:52
在外电场作用下，电子重新分布，而重新分布以后电子本身的电场，比起重新分布以前，抵消更多的外电场，称之为电屏蔽。

它当然是库仑作用的叠加。区别是电子总是往削弱外电场的方向跑；如果反过来，那就不存在屏 ...

对于某一个电子里说，他的作用是把电子气里面的其他电子往远离其本身的方向推，换句话说，当其他电子在空间上都远离该电子时，那么该电子的库伦作用不是会更大的显现出来了吗？即这种电子密度的改变是有利于凸显该电子对周围的库伦作用的，为何还会由于所谓的屏蔽而变小了呢？
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10楼2014-09-20 10:07:46
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