第十九章 静电作用静电作用在短距离很强，在长距离虽比较弱，但同时可以和很多粒子作用，因此它不能用简单的展开法来分析。本章用一些例子来指出静电作用的特色，重点在长距离的作用。分析方法是由各粒子对某一定电荷的感应着手，再讨论“遮盖现象”。讨论的例子包括离子气体和离子溶液，金属电子，并简单介绍二度空间电子晶体的实验。最后，我们讨论一抽象的二度空间电荷气体， 电荷间作用能是， 是电荷，是二电荷间距离。这气体在某温度 以上为离子气体，在 以下，正负离子配成双而成电二极分子，这模型在近年统计力学中相当重要，它的主要特性可以用非常简单的分析来解释。 19.1 短距离和长距离都重要静电作用能，是和两作用荷间的距离成反比。它没有一个特 别的距离尺度。令 为粒子的电荷，则一群粒子的静电位能是 因为没有一特别尺度，我们可以把这物体缩小或放大，即令， 则在新的尺度中就只多了个乘数而已。如果 是 负的，则各粒子会跑到一点去 ， 。 如果 是正的，则电荷会四散到无穷远去，以减低能量。很显然，其他效应必须存 在，单靠静电作用是无法形成稳定的物体。 在第九章，我们略略提到，若要有“巨观极限” 或“热力学极限” 的成立，必要条件有 (甲) 总电荷为零，即 。 (乙) 量子力学的动能。 (丙) 至少有一种电荷(正或负皆可)是由不合群粒子所载。 条件(甲)是指未抵消的电荷会散去(到物体表面，如果表面有法子留它)。条件(乙) 可以避免所有粒子都集中到一点去。量子论的要 求是: 粒子的位置越受限制，动能越 高 ， 即 位置的限制尺度。因此 太小时， (2) 会比位能大 。条件(乙) 还不够，还要有独占定律来帮忙，这是条件(丙)。(见第九章第 2 节) 因此，讨论静电作用时，必须和其他效应一同讨论，或用近似法避开上述的不稳定性。在统计力学中，和静电作用直接有关的问题很多。在这些问题中，静电作用的主要特色是长距离的作用。由于 在 很大时仍是可观，一个粒子可以同时和许多粒子作用，以下诸节的讨论的重点也是这长距离作用。 |
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