
【化】 contact potential
contact; contiguity; get in touch with; meet; osculate; osculation; tangency
touch
【医】 c.; contact; contiguity; hapt-; hapto-; per contiguum; taction; tactus
touch
【医】 potential
接触电位(Contact Potential)是电学中的基础概念,指两种不同导体或半导体相互接触时,因材料本身的物理特性差异而在接触界面处产生的电势差。其英文术语对应为"Contact Potential" 或"Contact Potential Difference (CPD)"。
当两种不同金属(如铜和锌)接触时,由于各自的功函数(Work Function) 不同(功函数指电子从材料内部逃逸到真空所需的最小能量),电子会从功函数较小的金属流向功函数较大的金属,直至界面两侧的费米能级达到平衡。此过程在接触面形成电荷积累层,产生稳定的内建电势差,即接触电位。其数学表达为: $$ V_{contact} = frac{phi_1 - phi_2}{e} $$ 其中 $phi_1$、$phi_2$ 为两种材料的功函数,$e$ 为电子电荷量。
根据《牛津物理词典》(Oxford Dictionary of Physics),接触电位被定义为:"The potential difference generated between two dissimilar metals or semiconductors when they are brought into contact, due to the alignment of their Fermi levels."(当两种不同金属或半导体接触时,因费米能级对齐而产生的电势差)。
参考文献来源
接触电位是一个涉及电化学和材料科学的专业术语,其核心含义及形成机制可归纳如下:
接触电位指两种不同材料(如金属或电解质)接触时,因电子逸出功差异在界面形成的电位差。这种现象常见于金属接触或溶液界面,属于界面电位差的一种。
金属接触电位:当两种金属接触时,由于电子逸出功不同(电子脱离金属表面所需的能量差异),电子会从逸出功低的金属向逸出功高的金属迁移,直至建立动态平衡,此时界面产生稳定电位差。
液体接界电位:不同溶液(或同种溶液不同浓度)接触时,因离子迁移速率差异导致电荷分布不均,形成液接电位。例如,盐桥通过高浓度电解质平衡两侧液接电位。
概念 | 接触电位 | 接触电压 |
---|---|---|
场景 | 材料界面(金属/溶液) | 人体接触带电设备与地面的电位差 |
成因 | 电子逸出功/离子迁移差异 | 接地故障或设备漏电导致电位梯度 |
应用领域 | 电池电动势、电化学分析 | 电气安全防护 |
在电池设计中,不同金属电极的接触电位是产生电动势的重要因素(如铜锌原电池)。在电路连接中,接触电位可能导致微小电流,精密仪器需选用逸出功相近的材料减少干扰。
接触电位差计算公式可表示为: $$ Delta phi = frac{W_A - W_B}{e} $$ 其中$W_A$、$W_B$为两种材料的逸出功,$e$为电子电荷量。该公式量化了金属间电子转移产生的电位差。
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