電荷密度概念

電荷密度是電磁學里用來描述電荷分布的疏密程度的度量。電場強度的散度等于電荷體密度除以介電常數(shù)，因此電荷密度等于電場強度乘以介電常數(shù)，故電荷密度和電場強度的關(guān)系是電場強度越大電荷密度越大?？梢苑诸悶榫€電荷密度、面電荷密度、體電荷密度。

固體帶電時，電荷分布在表面，固體處面電荷密度Z大。流動液體的電荷則混雜在液體之中。粉體帶電狀況隨粉體的分散、懸浮、沉積而隨機變化。氣體帶電是氣體中懸浮的粉體狀顆粒(如水分，雜質(zhì))帶電。由于在大自然里，有兩種電荷，正電荷和負電荷，所以，電荷密度可能會是負值。電荷密度也可能會相依于位置。

電荷密度跟電荷載流子密度是不同的概念。電荷載流子是可自由移動的帶有電荷的微粒，如金屬中的電子，溶液中的離子，在半導體中由于電子流失導致共價鍵留下的空穴。電荷載流子密度是單位體積的載流子。

假設(shè)電荷分布于一條曲線或一根直棒子，則其線電荷密度是每單位長度的電荷密度，單位為庫侖/米 (coulomb/meter) 。面分布的電荷用電荷體密度來量度，電荷分布在物體表面，其面電荷密度是每單位面積的電荷密度，單位為庫侖/米^2。體分布的電荷用電荷體密度來量度，電荷分布于一個三維空間的某區(qū)域或物體內(nèi)部，其體電荷密度是每單位體積的電荷量，單位為庫侖/米^3。

體電荷密度

當帶電體上的電荷體分布時，定義電荷體密度，公式式中的Δv是帶電體內(nèi)的小體積元，Δq是Δv中的電量。顯然，ρ在數(shù)值上等于帶電體中單位體積內(nèi)的電荷量。ρ的單位是C/m3。

假設(shè)電荷分布于一個平面或一個物體的表面，則其面電荷密度是每單位面積的電荷密度，單位為庫侖/米^2。假設(shè)電荷分布于一個三維空間的某區(qū)域或物體內(nèi)部，則其體電荷密度是每單位體積的電荷量，單位為庫侖/米^3。

它們的關(guān)系是：線密度X長度=面密度X橫截面積=體密度X體積

在自然界中，只存在兩種電荷，正電荷和負電荷。任何帶電體的電量都只能是電子電量的整數(shù)倍。{墾是由千電子電量非常小，其模值為1．60×10-19庫侖(C)，故從宏觀統(tǒng)計角度來看，可以認為帶電體的電量是連續(xù)變化的，電荷也是可以連續(xù)分布的。

帶電體中任一點Q的附近取一小體積元dt， 其中所含電量為dq，則比值  定義為在O點的體電荷密度p，即單位體積的電量：p=dq/dt

面電荷密度

面電荷密度：在準無窮小面積元A的給定點上，等于面積元上總電荷Q除以面積A。標量，符號“σ”。

線電荷密度

線電荷密度（linear charge density）指在準無窮小長度線元s的給定點上的條件，等于線元內(nèi)總電荷Q除以線元長度s的比值。

s。標量，符號“τ”。

電荷密度差

人們從化學實踐出發(fā)，對分子的電子結(jié)構(gòu)一直非常關(guān)注。多年來，人們總是想探討分子中原子的性質(zhì)，特別是分子中原子的凈電荷，提出了各種計算方法，并進行了不斷地改進，然而至今都還不能令人滿意。特別是原子凈電荷劃分、計算還遠不夠完善合理，使得凈電荷有時與實驗的預(yù)期相差太遠，許多凈電荷異常到不可思議的地步，致使人們對量化計算出的電荷失去信心。

在量化圖形中，電子密度差Δρ尤其重要！它應(yīng)是傳統(tǒng)的原子凈電荷概念的擴大和空間化，它直接從MO而來，真實地、科學抽象地表現(xiàn)了電荷在分子空間分布的凈變化，不再只將凈電荷人為地局限、歸結(jié)、劃分在某個原子上。

我們?nèi)绻麅H看分子軌道圖、電子密度圖，象上面的HF分子的σ鍵電子密度圖，它是據(jù)HF分子第3個MO即σ鍵作的電子密度圖，它們那么渾圓、憨厚、質(zhì)樸，很難看出什么。它是一片云，難察其意。而一旦作出了電子密度差，成鍵原子前后變化、分子之間絡(luò)合、氫健、吸附等，電子增減的凈變化，被鮮明地、細微地突出了，可以發(fā)現(xiàn)許多新東西、意想不到的東西，從而引人入思。

電荷密度差定義為：

delta_RHO = RHO_sc - RHO_atom

1. 自洽得到總的電荷密度(RHO_sc)

2. 仍然用原來自洽計算時的四個輸入文件，但INCAR中需要設(shè)置ICHARG=12，NSW=1，和NELM=0，其他設(shè)置不變，得到原子的電荷密度(RHO_atom)

2018-07-28 11026 熱門標簽： 什么叫真密度_真密度的測定_真密度和表觀密度、堆積密度相對密度_相對密度的測定_性對密度的意義和用途磁通量密度_磁感應(yīng)強度_剩余磁通密度和表面磁通密度位移電流密度及推導_位移電流和傳導電流區(qū)別織物密度_紗織密度_織物密度測試方法_經(jīng)緯密度設(shè)計 上一篇 下一篇