Question

电场力做功与电势能变化的关系

Answer 1

电场力做功和电势能的关系：两者呈现反比关系，当电场力做正功则电势能会减小，而电场力做负功时电势能会增大。

电场力是当电荷置于电场中所受到的作用力，或是在电场中对移动自由电荷所施加的作用力。电场力大小可以由库仑定律计算，也可以用其它公式计算。当有多个电荷同时作用时，其大小及方向遵循矢量运算规则。

如果是外力使电势能增加，那么其他形式的能转化为电势能，外力做正功，电场力做负功，电势能增加；如果是电场力使物体运动，那么电势能转化为动能，电场力做正功，物体动能增加，电势能减小。

如果是物体运动使电势能增加，那么动能转化为电势能，物体动能减少，电场力做负功，电势能增加。

电势能的相互作用：

一个高速电子向原子方向运动的过程中，如果距离r非常的小，原子的“自身能”将对电子产生影响。原子内部是电平衡的，而原子的质子与核外电子具有电荷量，因此将通过电场作用于高速电子。

此时，电子的电势能变化量不能完全由上式计算。因为相互作用情况下，电子也通过电场作用于核外电子。

在电场力的相互作用下，电子和原子核外电子都将偏离轨道，而留下一个“空位”。此时原子的外层电子会向内层的这个位置跃迁，并且发射出和能级间距能量相等的高频射线，称为“标识X射线”，或“特征X射线”。

原子序数大于（含）锂Li原子的元素，都具有2个或以上能级能够发生跃迁。跃迁发射的能量与原子序数有关，反映了原子的本质特征，可以通过测定发射的能量来对原子进行标识。