能带论与电容器电容

摘要

根据能带论和电磁学理论讨论了影响电容器电容的因素，认为电容器电容与电容器负极板内价电子最高占据态，即电容器极板的脱出功有关，在同一温度条件下，脱出功大的金属材料做成的电容器电容大。给出了温度对电容器电容的影响及电容器热击穿的原理，给出了阴极放电的正确物理图像。分析了电容器电容与正对面积成正比、与板间距离成反比的物理意义，认为极板面积表明容纳电荷的数量，板间距离反映了电势作用的规律。分析了电容器充电过程的能量转换过程，结果表明，正极板上的静电能在数值上等于正极板内价电子之间相互作用斥力势能的减少量；负极板上的静电能在数值上等于负极板内价电子之间相互作用斥力势能的增加量；正负极板上静电能的总和为零；为电容器充电的电源内部非静电力做功将非静电场能量转化两极板之间的静电场能量，由此证明了长期以来电磁学理论无法证明的电磁场能量是由谁携带的问题。提出了研究电容器极板材料的初步思路，认为半金属、半导体材料或者绝缘体掺杂材料有可能成为大电容的电容器极板材料，这对于人类目前正在研究接收雷电能量具有重要的理论意义和实际意义。