|
金属自由电子导电理论一经提出受到追捧，但是与静电实验结果格格不入，面临夭亡。学界就有人立即编造了子虚乌有的静电平衡理论，自惑惑人，挽狂澜于既倒，让自由电子理论苟延一百年。
静电实验其实就是一个最基本的初中物理实验，表达一种普通的自然现象，却反映了自然物质及其电子丰富的内含。实验事实：在中学物理实验中，把带电荷的物体与绝缘起来的金属体接触，电荷进入金属体，这时外来的正负电荷总是立即在金属体的平面、柱面上均布、在凸出的表面聚集，同时产生电压，能在尖端放电。
为什么外来电荷（我们先考虑负电荷 -电子）只能分布在表面？同时产生的电压是哪里来的？这是大自然给我们一个资讯：金属物质内部的原子数及其核外电子的数量是精确的比例对应，电子有基本归属的、运动是规律的、没有所谓的自由，金属内也没有外来电子呆的地方。多出电荷使金属体内产生电压，是物质内自在的调节机制，是一种驱动电荷的波，以驱赶多余电荷，外来电子只能被挤在表面，或被挤在曲率（原子空隙）较大的尖端、向外逃逸。这个实验使得自由电子理论面临灭顶之灾。
按自由电子之说，金属内部是充满著自由运动的电子。那么，实验中导入的电子也是电子，性能一样、性质相同，完全应该成为金属内自由电子的新成员，应该与原有的电子一样，在金属内自由分布、在其间自由运动，为何被电压驱赶到表面？如何被挤到凸出部聚集？又如何会形成尖端放电？
在静电感应实验中，外电荷趋附表面、趋尖的事实，证明金属内部不容纳、不存在自由电子，使得自由电子理论难以自圆其说、自由电子的理论面临破产，不符合事实的理论被淘汰天经地义，有利于科学的进步、成长。然而有卫道士赶紧为自由电子进行辩护，提出了新解释 ——静电平衡理论，该理论说到：一旦外来了电荷（静电），金属内的自由电子马上就停止长程自由运动、各自归位、平衡，把外来电荷挤在表面、尖端。这种补丁理论不谈任何逻辑原因，把子虚乌有的自由电子描绘成自动突然归位，居然忽悠了一百年。
在《大学物理教程》导体的静电平衡性质一节中写到：（原文）“将一带电棒同导体接触，或将导体放在外电场中发生静电感应，从接触发生的瞬刻到电荷在导体上分布达到稳定，其过程是十分短暂的，通常只经历 10-14～10-13秒！在达到稳定之后，自由电子将不再出现宏观的运动，这种状态称为导体的静电平衡状态。”在《教程》中描述了实验全过程（带电棒同导体接触），特写了精确时间，让人觉得静电平衡实在、精准。把假的伪装得很真，让学子不敢怀疑。
静电平衡理论很离奇也很费解，只要稍微移去（来）几个电子，就能在皮秒（10-12秒）内使几万亿亿个自由电子顿时失去自由，使每秒 1000公里速度运行的自由电子不再有宏观运动。却不能交代此时是什么力、如何使电子的运动线路瞬间发生改变、脱离宏观、失去自由。而且这些只是发生在１立方厘米铜材内的故事。（资料摘自《大学物理教程》，吴锡珑主编，第二册，第二版，第 12章）
《教程》中引入了例题、资料，让人感到它有较强的数学基础，似乎颠扑不破，那么我们也来看几个实实在在的大资料，来一点量化分析。教材中例举了１立方厘米铜材发生静电平衡，一般学生对此可能没有多大的感触。我们不妨想大点，设想一下，一艘下水前的航母只要轻轻移去（来）几个电子或是由带正电的小球感应，这几个电子会在航母的某个凸出部位聚集。按静电平衡理论解释，从接触发生的皮秒内，自由电子将不再出现宏观运动。也就是说就这外来的几个电子在瞬间就能使以每秒 1000公里速度运行的自由电子顿时改变运动状态；使这十几万吨钢铁的数亿亿亿个自由电子顿时失去自由。是什么神奇的力量使这么多高速运动的电子在瞬间急刹车、急转向，其间包含了多大的冲量，多大的动能？真是太神奇了！符合能量守恒定律吗？符合动量守恒定律吗？实在是匪夷所思！
如果我们再想大点，设想一下，有一个地球那么大的金属球，外界只要移去（来）几个电子，这几个电荷会在 “金属 地球 ”的某个凸出表面聚集，按静电平衡理论：外来电荷使 “金属地球 ”整体发生了静电平衡。就是这几个电子竟然使得这几亿亿吨的金属球内所有的多少亿亿亿亿个自由电子在皮秒内顿时改变运动状态、立即失去自由、瞬间紧急归位！真正的天方夜谭。究竟是静电平衡的神奇还是自由电子根本不存在？结论大家自己就会得出。这个弥天大谎居然在科学界、在大、中学教材中蒙骗学子近百年。
静电平衡理论竭尽全力连唬带混地 “解释 ”了电荷的趋表，可教程面对外电荷在趋表的同时金属体产生的静电电压、电压值随着导入电荷量的增加而显著增加，这最明显、最宏观、最易于度量的、同时发生的最为关键的物理现象，却有意掩盖、小心绕开、闭口不谈了。这算什么物理教程？面对一个完整的实验故意只说一半，这是疏忽吗？探讨科学必须坦然面对所有事实，为某种企图而自行取舍、有意回避，是对学子的蒙骗。
静电实验事实表明：常态下金属物质内的电子已经各有归属、稳定平衡，不存在所谓的自由电子。（金属良好的导电性是怎么形成？请看下文）
静电实验是一个古老简单的物理实验，却为我们探索自然提供了蛛丝马迹，反映了大自然内含丰富的资讯： 1、金属物质每个原子的核外电子的数量精确，环绕核心规律运转、电荷已然平衡，每个电子都棣属在其原子体系，根本没有任何宏观运动的自由电子。 2、外来电荷只能被挤出在表面或尖端，同时产生电压，直至把外电荷驱赶出体外。值得关注的是：外来电荷 -产生电压。这是电压最原始、最基本的发生，说明：电压是由物质内原子（质子、核外电子）自我调节、受激所产生。 3、电压由外来电荷引起，是驱赶多余电荷的动力。说明：电压是驱动电荷运动的首要。（要驱动电荷运动形成电流，首先要导通电压。） 4、静电实验的电压均匀分布在金属球表面。说明：电压是均布的场，是波。（场是波的集合） 5、电荷能够在物体内产生（电压）波，并且被波驱赶。表明：电子能够与物质内原子（质子、核外电子）发生交流，说明电子自身伴生、携带着电磁波。 6、静电实验中金属球电携带电荷，周围立刻形成了电场。说明 :电场是电压的空间分布，二者同源，是不同形式的波。百年前人们对静电实验的解读浅尝辄止，与大自然的大量资讯失之交臂。以上特性在解读物质及其导电性能有重要意义。
静电实验事实提示：金属内本来就不存在自由电子，自由电子不是自然事实，当然也不存在自由电子导电。金属材料导电性能好，一定是另有原因，科学人应该竭尽全力探索物质真实的的导电原理。金属靠自由电子导电是个错误的猜想，静电实验事实正好揭露这个伪理论。可惜，静电平衡理论的制造者没有担负起科学家的职责，而是掩盖伪错，编造自由电子突然平衡的神话，背离自然常理，经不起量化分析，同时回避实验中呈现的静电电压。静电平衡理论只是一个为掩护自由电子理论而杜撰的补丁，竟然进入全世界的教材，蒙骗科学界近百年。
2018/8/20整理
阅读: 13701
| 
