
【化】 electric double layer
electricity
【计】 telewriting
【化】 electricity
【医】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
by chance; even; idol; image; mate; spouse
【医】 pair
layer; region; stage; story; stratum; tier
【计】 layer
【医】 coat; lamella; lamellae; lamina; laminae; layer; strata; stratum
电偶层(Electric Double Layer,简称EDL)是电化学和物理化学中的重要概念,指两种不同电荷载体在界面处形成的空间电荷分离结构。其英文释义为"a structure formed at the interface between two phases where charge separation occurs, consisting of two parallel layers of opposite electrical charges"(两种相界面处形成的电荷分离结构,包含两个带相反电荷的平行层)。
该现象最早由德国物理学家亥姆霍兹于1853年提出,主要包含三个关键特征:
在工程应用中,电偶层理论对理解以下现象至关重要:
最新研究显示,纳米尺度下的电偶层行为会显著影响超级电容器储能效率(《自然·材料》2024年6月刊)。对于精确测量,建议参考国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)发布的界面电化学术语标准。
电偶层是电学中的一个重要概念,其定义和特性可总结如下:
电偶层指由两个相距极近、互相平行且带有等值异号面电荷密度的带电表面组成的结构。例如,生物膜两侧的电荷分布或某些半导体界面可能形成此类结构。
层矩是描述电偶层特性的关键参数,定义为单位面积上的电偶极矩,即:
$$ sigmadelta = text{电荷面密度} times text{两表面间距} $$
它决定了电偶层的电场强度方向与分布。
电偶层在空间某点产生的电势可通过分解为多个电偶极子的叠加来计算。具体公式为:
$$ phi = frac{sigmadelta}{4piepsilon_0} cdot Omega $$
其中,$Omega$ 是该点对电偶层所张的立体角。当观察点位于电偶层正侧时$Omega$取正值,反之取负值。
例如,在PN结中,P区和N区界面处因载流子扩散形成类似电偶层的电荷分布,影响半导体的导电特性(需注意此应用场景的简化性)。
如需更详细公式推导或实际案例,可参考电动力学教材或相关文献。
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