什么是电子的势能？

什么是电子的势能？

电荷在电场中由于受电场作用而具有由位置决定的能叫电势能。
　　也可以这样定义：
　　（1）电荷在电场中具有的能。
　　（2）电荷q由电场中某点A移到参考点O，电场力做的功等于q在A点具有的电势能。
　　公式：Ep=WAO=q·φA.(Ep表示电势能）：
　　当φA>0时，q>0,则Ep>0,q<0,则Ep<0;
　　当φA<0时，q>0,则Ep<0,q<0,则Ep>0.
　　静电场中的势能。一点电荷在静电场中某两点的电势能之差等于它以一点移动到另一点时，静电力所作的功。
　　电势能反映电场和处于其中的电荷共同具有的能量。
　　电势能可以由电场力做功求得，因为 W AB=qUAB=q（ΦA- ΦB)=qΦA-qΦB=EA(初) — Eb(末)= -△E，
　　（EA(初）、EB(末）为两个点的电势能）。
　　电场力做功跟电势能变化关系：
　　WAB>0,△Ep<0,电场力做正功，电势能减小~转化成其他形式的能；
　　WAB<0,△Ep>0,电场力做负功，电势能增加~其它形式的能转化成电势能。
　　顺着电场线，A→B移动，若为正电荷,则WAB>0,则UAB=ΦA-ΦB>0,则Φ↓，则正Ep↓；
　　若为负电荷，则WAB<0,则UAB=ΦA-ΦB>0,则Φ↓，则负Ep↑。
　　逆着电场线，B→A移动，若为正电荷，则WAB<0,则UAB=ΦA-ΦB<0,则Φ↑，则正Ep↑；
　　若为负电荷，则WAB>0,则UAB=ΦA-ΦB<0,则Φ↑，则负Ep↓
　　静电力做的功等于电势能的减少量
　　Wab=Epa-Epb
　　电势能公式与电场，处于电场中的电荷及电势能零点的选择有关，对于点电荷（电量为q）产生的静电场，其电势能与电荷q所处空间位置到点电荷所在位置的距离r有如下关系：We＝kQq/r。其中k为常数。
　　这里注意没有负号，和引力势不同，这是因为引力方向是指向对方的。而当Q，q都是正号时，电场力（库仑力）是相互排斥的。
　　电势能大小的判断方法: 1场源电荷判断法___离场源正电荷越近,试探正电荷的电势能越大,试探负电荷的电势能越小
　　2电场线法___正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小,逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大
　　3做功判断法___无论正负电荷,电场力做正功,电荷的电势能就一定减小,电场力做负功,电荷的电势能就一定增加
　　零势能处可任意选择,但在理论研究中，常取无限远处或大地的电势能为0.
　　取无穷远为电势零：①正电荷产生的电场中Φ>0,远离场源电荷Φ↓：移动正检验电荷W>0,Ep↓；
　　移动负检验电荷W<0,Ep↑。
　　②负电荷产生的电场中Φ<0,远离场源电荷Φ↑：移动正检验电荷W<0,Ep↑；
　　移动负检验电荷W>0,Ep↓。
　　附：
　　1. 只在电场力作用下：
　　（1）电场力做正功，电势能减少，动能增加。即：电能转化为其它形式能（动能）
　　（2）电场力做负功，电势能增加，动能减少。即：其它形式能（动能）转化为电能
　　2. 不只受电场力作用：
　　（1）电场力做正功，电势能减少，动能如何变化不确定。
　　（2）电场力做负功，电势能增加，动能如何变化不确定。

电子在库仑场中的势能Ep是引力对距离的导数，Ep=dF/dr=-ke²/r……②【以无穷远的地方为零势能面】 电子动能Ek=0.5mv²……③，把①代入③，有Ek=0.5ke²/r=ke²/2r……④。 电子总能量E=Ek+Ep=-ke²/2r≈-9×(10^9)Nm²/C²×[1.6×10^(-19)C]²÷[2×5.292×10^(-11)m]≈-2.17687×10^(-18)J≈-13.60544eV 【其中，9×(10^9)Nm²/C²是库仑常数，1.6×10^(-19)C是电子电量，5.292×10^(-11)m是氢原子的第一玻尔半径，也就是氢原子基态时的电子公转半径。】