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电流到底是黄色的还是蓝色的?

本帖由 漂亮的石头2016-04-25 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

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    [​IMG] Patrick Zhang,电气工程师

    首先先明确什么是颜色:颜色其实是物质反射光所对应的视觉效果。

    太阳光里面什么颜色都有,所以太阳光是白色的。

    太阳光照射到绿色植物上,植物的叶片把绿色光给反射出去,其它光加以吸收,所以植物的叶片是绿色的。

    [​IMG]

    同理,黄金的颜色、铜的颜色,还有银的颜色都是如此。

    当电流流过导线时,例如铜导线、银导线,甚至黄金导线,我们发现导线的颜色依然故我。这说明,电流与导线的颜色无关。

    下图是 CPU 的插头,它可是镀金的哦!当 CPU 通电后,镀金层会因此而变色吗?

    [​IMG]

    因为电流指的是电子流的定向运动,这种运动其实与颜色没有什么关系。也就是说,电流涉及到电子流在导体中的运动过程,而颜色又涉及到光的吸收和反射过程,这两个过程之间没有什么关系,自然电流也就不会被打上颜色的标签了。

    现在我们给一只电炉加上电,我们看到电炉丝随着温度的升高从灰黑色慢慢地变成暗红色、红色和亮黄色,那么这是不是电流的颜色?答案还是否定的:这种颜色是电炉丝在不同温度下本征辐射所对应的颜色而已,与电流无关。要证明这一点很容易:我们知道电炉丝的电阻随着温度升高其阻值不断加大,但变化并不是很多,因此通过电炉的电流亦变化不是很大。也就是说,尽管电炉丝随着温度升高其颜色从灰黑变成亮黄,但电流变化不大,因此电炉丝的颜色与电流无关。也即电炉丝的颜色是温度的函数,而不是电流的函数。

    我们给日光灯加上电压,灯管就发出白色的光;我们给钠光灯加上电压,它就发出黄色的光;我们给氖泡加上电压,它就发出橙色的光;我们给真空管加上电压,它就发出蓝色的光。

    这种光叫做辉光,辉光的颜色是由电极间的气体来决定的,而不是电流的颜色。

    最后,我们来看看发光二极管发出的光。我们发现,发光二极管所发出的光的颜色,也与材料有关,与电流无关。

    [​IMG]

    因此,如果说电流是无色的,这样讲也不对,因为电流并非如同玻璃一般既不吸收也不反射光线。电流如同节日里广场上的人流一样,根本就没有颜色这个参数。我们只能定义电流的强度和密度,如同定义人流密度一般,但无法定义出电流的颜色,等同于无法定义人流的颜色。

    [​IMG]

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