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探討靜電實驗（導電一）

騙人的靜電平衡理論

2018/09/25   維加斯新聞報
晏成和

    金屬自由電子導電理論一經提出受到追捧，但是與靜電實驗結果格格不入，面臨夭亡。學界就有人立即編造了子虛烏有的靜電平衡理論，自惑惑人，挽狂瀾於既倒，讓自由電子理論苟延一百年。
    靜電實驗其實就是一個最基本的初中物理實驗，表達一種普通的自然現象，卻反映了自然物質及其電子豐富的內含。實驗事實：在中學物理實驗中，把帶電荷的物體與絕緣起來的金屬體接觸，電荷進入金屬體，這時外來的正負電荷總是立即在金屬體的平面、柱面上均布、在凸出的表面聚集，同時產生電壓，能在尖端放電。
    為什麼外來電荷（我們先考慮負電荷 -電子）只能分佈在表面？同時產生的電壓是哪裡來的？這是大自然給我們一個資訊：金屬物質內部的原子數及其核外電子的數量是精確的比例對應，電子有基本歸屬的、運動是規律的、沒有所謂的自由，金屬內也沒有外來電子呆的地方。多出電荷使金屬體內產生電壓，是物質內自在的調節機制，是一種驅動電荷的波，以驅趕多餘電荷，外來電子只能被擠在表面，或被擠在曲率（原子空隙）較大的尖端、向外逃逸。這個實驗使得自由電子理論面臨滅頂之災。
    按自由電子之說，金屬內部是充滿著自由運動的電子。那麼，實驗中導入的電子也是電子，性能一樣、性質相同，完全應該成為金屬內自由電子的新成員，應該與原有的電子一樣，在金屬內自由分佈、在其間自由運動，為何被電壓驅趕到表面？如何被擠到凸出部聚集？又如何會形成尖端放電？
    在靜電感應實驗中，外電荷趨附表面、趨尖的事實，證明金屬內部不容納、不存在自由電子，使得自由電子理論難以自圓其說、自由電子的理論面臨破產，不符合事實的理論被淘汰天經地義，有利於科學的進步、成長。然而有衛道士趕緊為自由電子進行辯護，提出了新解釋 ——靜電平衡理論，該理論說到：一旦外來了電荷（靜電），金屬內的自由電子馬上就停止長程自由運動、各自歸位、平衡，把外來電荷擠在表面、尖端。這種補丁理論不談任何邏輯原因，把子虛烏有的自由電子描繪成自動突然歸位，居然忽悠了一百年。
    在《大學物理教程》導體的靜電平衡性質一節中寫到：（原文）“將一帶電棒同導體接觸，或將導體放在外電場中發生靜電感應，從接觸發生的瞬刻到電荷在導體上分佈達到穩定，其過程是十分短暫的，通常只經歷 10-14～10-13秒！在達到穩定之後，自由電子將不再出現宏觀的運動，這種狀態稱為導體的靜電平衡狀態。”在《教程》中描述了實驗全過程（帶電棒同導體接觸），特寫了精確時間，讓人覺得靜電平衡實在、精准。把假的偽裝得很真，讓學子不敢懷疑。
    靜電平衡理論很離奇也很費解，只要稍微移去（來）幾個電子，就能在皮秒（10-12秒）內使幾萬億億個自由電子頓時失去自由，使每秒 1000公里速度運行的自由電子不再有宏觀運動。卻不能交代此時是什麼力、如何使電子的運動線路瞬間發生改變、脫離宏觀、失去自由。而且這些只是發生在１立方釐米銅材內的故事。（資料摘自《大學物理教程》，吳錫瓏主編，第二冊，第二版，第 12章）
    《教程》中引入了例題、資料，讓人感到它有較強的數學基礎，似乎顛撲不破，那麼我們也來看幾個實實在在的大資料，來一點量化分析。教材中例舉了１立方釐米銅材發生靜電平衡，一般學生對此可能沒有多大的感觸。我們不妨想大點，設想一下，一艘下水前的航母只要輕輕移去（來）幾個電子或是由帶正電的小球感應，這幾個電子會在航母的某個凸出部位聚集。按靜電平衡理論解釋，從接觸發生的皮秒內，自由電子將不再出現宏觀運動。也就是說就這外來的幾個電子在瞬間就能使以每秒 1000公里速度運行的自由電子頓時改變運動狀態；使這十幾萬噸鋼鐵的數億億億個自由電子頓時失去自由。是什麼神奇的力量使這麼多高速運動的電子在瞬間急刹車、急轉向，其間包含了多大的衝量，多大的動能？真是太神奇了！符合能量守恆定律嗎？符合動量守恆定律嗎？實在是匪夷所思！
如果我們再想大點，設想一下，有一個地球那麼大的金屬球，外界只要移去（來）幾個電子，這幾個電荷會在 “金屬    地球 ”的某個凸出表面聚集，按靜電平衡理論：外來電荷使 “金屬地球 ”整體發生了靜電平衡。就是這幾個電子竟然使得這幾億億噸的金屬球內所有的多少億億億億個自由電子在皮秒內頓時改變運動狀態、立即失去自由、瞬間緊急歸位！真正的天方夜譚。究竟是靜電平衡的神奇還是自由電子根本不存在？結論大家自己就會得出。這個彌天大謊居然在科學界、在大、中學教材中矇騙學子近百年。
    靜電平衡理論竭盡全力連唬帶混地 “解釋 ”了電荷的趨表，可教程面對外電荷在趨表的同時金屬體產生的靜電電壓、電壓值隨著導入電荷量的增加而顯著增加，這最明顯、最宏觀、最易於度量的、同時發生的最為關鍵的物理現象，卻有意掩蓋、小心繞開、閉口不談了。這算什麼物理教程？面對一個完整的實驗故意只說一半，這是疏忽嗎？探討科學必須坦然面對所有事實，為某種企圖而自行取捨、有意回避，是對學子的矇騙。
    靜電實驗事實表明：常態下金屬物質內的電子已經各有歸屬、穩定平衡，不存在所謂的自由電子。（金屬良好的導電性是怎麼形成？請看下文）
    靜電實驗是一個古老簡單的物理實驗，卻為我們探索自然提供了蛛絲馬跡，反映了大自然內含豐富的資訊： 1、金屬物質每個原子的核外電子的數量精確，環繞核心規律運轉、電荷已然平衡，每個電子都棣屬在其原子體系，根本沒有任何宏觀運動的自由電子。 2、外來電荷只能被擠出在表面或尖端，同時產生電壓，直至把外電荷驅趕出體外。值得關注的是：外來電荷 -產生電壓。這是電壓最原始、最基本的發生，說明：電壓是由物質內原子（質子、核外電子）自我調節、受激所產生。 3、電壓由外來電荷引起，是驅趕多餘電荷的動力。說明：電壓是驅動電荷運動的首要。（要驅動電荷運動形成電流，首先要導通電壓。） 4、靜電實驗的電壓均勻分佈在金屬球表面。說明：電壓是均布的場，是波。（場是波的集合） 5、電荷能夠在物體內產生（電壓）波，並且被波驅趕。表明：電子能夠與物質內原子（質子、核外電子）發生交流，說明電子自身伴生、攜帶著電磁波。 6、靜電實驗中金屬球電攜帶電荷，周圍立刻形成了電場。說明 :電場是電壓的空間分佈，二者同源，是不同形式的波。百年前人們對靜電實驗的解讀淺嘗輒止，與大自然的大量資訊失之交臂。以上特性在解讀物質及其導電性能有重要意義。
    靜電實驗事實提示：金屬內本來就不存在自由電子，自由電子不是自然事實，當然也不存在自由電子導電。金屬材料導電性能好，一定是另有原因，科學人應該竭盡全力探索物質真實的的導電原理。金屬靠自由電子導電是個錯誤的猜想，靜電實驗事實正好揭露這個偽理論。可惜，靜電平衡理論的製造者沒有擔負起科學家的職責，而是掩蓋偽錯，編造自由電子突然平衡的神話，背離自然常理，經不起量化分析，同時回避實驗中呈現的靜電電壓。靜電平衡理論只是一個為掩護自由電子理論而杜撰的補丁，竟然進入全世界的教材，矇騙科學界近百年。
2018/8/20整理