
【电】 mean charge
average; counterpoise; equilibration; evenness
【医】 Av.; average
【经】 avg.
charge; electric charge; electricity
【化】 electric charge
【医】 charge
平均电荷(average charge)指带电粒子或系统在特定时间或空间范围内所带电荷量的统计平均值。在物理学和工程学中,该概念用于描述非稳态电荷分布的等效稳态值,其核心公式为:
$$ Q{text{avg}} = frac{1}{T} int{0}^{T} q(t)dt $$ 其中 ( q(t) ) 表示瞬时电荷量,( T ) 为观测周期。
微观粒子表征
离子或微粒的平均电荷反映其得失电子的综合效应。例如质谱分析中,离子束的平均电荷决定其在电磁场中的偏转程度,是物质成分分析的核心参数。
宏观系统分析
等离子体物理中,电子-离子混合体系的平均电荷密度 ( rho_{text{avg}} = frac{sum Q_i}{V} ) 直接影响电导率与电磁波传播特性,见于可控核聚变研究。
电化学过程
电池充放电时电极材料的平均电荷变化(如锂离子嵌入量 ( text{Li}_{1-x}text{CoO}_2 ) )决定能量存储效率,该参数通过库仑滴定法实测。
示例:质谱仪中( text{Ca}^{2+} )离子的平均电荷为+2e,而瞬态可能存在+1e状态,但统计均值稳定为+2e。
"平均电荷"指在特定物理或化学系统中,多个带电粒子所带电荷量的统计平均值。这一概念常用于描述群体电荷分布的整体特性,以下是详细解释:
电荷定义基础
电荷是物质基本粒子(如电子、质子)的固有属性,分正负两种类型。电子带负电荷(-e),质子带正电荷(+e),其中e≈1.6×10⁻¹⁹库仑,是电荷的最小单位。
平均电荷的物理意义
当系统存在多个带电粒子(如电解质溶液中的离子、等离子体中的带电粒子群)时,平均电荷通过计算所有个体电荷的代数和除以粒子总数得到。例如:若系统含3个+2e电荷和2个-1e电荷,平均电荷为(3×2e + 2×-1e)/5 = (6e-2e)/5 = 0.8e。
应用场景
• 电化学中描述离子平均带电状态
• 等离子体物理学中量化电离程度
• 材料科学中分析半导体载流子浓度
计算公式可表示为:
$$
bar{q} = frac{sum_{i=1}^N q_i}{N}
$$
其中$bar{q}$为平均电荷,$q_i$为第i个粒子的电荷量,N为总粒子数。
需注意:实际应用中需考虑电荷正负符号的矢量叠加效应,不同领域可能采用加权平均或概率分布模型进行计算。
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