1、空氣電離研究沿革:
十八世紀(jì)物理學(xué)家?guī)靵鲎鰧?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),絕緣的金屬導(dǎo)體所帶的電荷會(huì)在大氣中消失。物理學(xué)家倫琴和貝克勒爾研究發(fā)現(xiàn),電解質(zhì)溶液中的氣體帶有正極性或負(fù)極性的電荷微粒,由于這些帶電微粒的存在,使氣體具有導(dǎo)電的性能。物理學(xué)家艾斯特爾、蓋特勒和威爾遜也用大氣導(dǎo)電性的理論對(duì)庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出解釋。這種空氣中的導(dǎo)電微粒,被物理學(xué)家法拉第稱(chēng)之為“離子”,“空氣離子”因而得名。當(dāng)今人們一般常說(shuō)環(huán)境中的“負(fù)離子”或“正離子”,即是帶有不同極性的“大氣離子”或“空氣離子”。
2、空氣離子的基本概念: 空氣中帶正電荷或負(fù)電荷的微粒(如氧分子)稱(chēng)為空氣離子(如氧離子)。一個(gè)負(fù)氧離子所帶的電荷與一個(gè)電子的電荷相等。
正、負(fù)離子的中、英、日文通常寫(xiě)法是:
中文 | 離子 | 正離子、陽(yáng)離子 |
英文 | ion | Cation、plus ion、 |
positive ion | ||
日文 | イオン | カチオン、プラスイオン、 |
化學(xué)元素的原子由原子核(包括質(zhì)子和中子)和電子組成,電子圍繞原子核旋轉(zhuǎn)。原子核中的質(zhì)子呈正極性,中子呈中性,電子呈負(fù)極性。在通常情況下,電子的負(fù)電荷量與質(zhì)子的正電荷量相等,正負(fù)電荷的平衡使原子的總電荷量為零。 在某些外界能量的作用下,原子外層的電子運(yùn)動(dòng)的速度加快到一定程度時(shí),會(huì)逸出軌道與其他呈現(xiàn)中性的原子結(jié)合,這一原子“俘獲”電子之后負(fù)電荷量增加,呈現(xiàn)負(fù)極性,我們稱(chēng)之為“負(fù)離子”。而失去電荷的原子的負(fù)電荷量減少,呈現(xiàn)正極性,我們稱(chēng)之為“正離子”。
普通原子 負(fù)離子 正離子
3、空氣負(fù)離子的產(chǎn)生:
空氣是由氮、氧、水蒸氣、二氧化碳等多種氣體組成的氣體混合物,在正常情況下,氣體分子及原子內(nèi)的正負(fù)電荷量相等,呈現(xiàn)中性。但是在宇宙射線、太陽(yáng)光線、電磁波、地球物質(zhì)的放射線、海浪、瀑布以及各種氣象活動(dòng)所產(chǎn)生的能量作用下,氣體分子中某些原子的外層電子會(huì)離開(kāi)軌道,成為自由電子,呈負(fù)電極性,而失去一些電子的原子呈正電極性,這一現(xiàn)象稱(chēng)為“空氣的電離”。游離的自由電子又會(huì)與其它中性的分子相結(jié)合,使得到多余電子的氣體分子呈負(fù)電極性,被稱(chēng)為“空氣負(fù)離子”。
組成空氣的多種氣體分子之中,氧氣和二氧化碳分子“捕獲”自由電子的能力較強(qiáng),而氧氣在空氣中所占的比例較大,因此空氣電離產(chǎn)生的自由電子大部分被氧氣分子“捕獲”,形成負(fù)氧離子,這就是通常所說(shuō)的“負(fù)離子”。