在化學的概念中 我們曾學過游離能 若中性氣體原子 將第一個電子移開 所提供的能量稱之為第一游離能 而游離能的定義 指的是將一個電子 自一個孤立的原子、離子或分子移至無限遠處所需的能量 為什麼把電子移開需要能量呢？ 我們已經認識部分的「原子結構」 以最簡單電中性的氫原子來說 可以視為中間有一個質子 而外面的電子進行等速圓周運動 如果要讓這一顆電子 得到足夠的能量以離開原子核（質子） 應該要多少能量呢？ 當這一顆電子要離開時 會受到庫倫靜電力的作用 其公式如畫面所示 咦？ 庫倫靜電力的公式與萬有引力的公式 看起來十分相似 讓我們仔細看一下！ 我們曾經學習過 萬有引力所推導得到的重力位能一般式 如畫面公式 推導方式 則是利用重力作功等於負的重力位能變化 來得到重力位能一般式 那我們來看看庫倫靜電力與萬有引力公式相似的地方 萬有引力的公式內容是 其量值與質量乘積成正比 與距離平方成反比 其中比例常數即為重力常數G 而靜電力（庫倫力） 則改為其量值與帶電量乘積呈正比 與距離平方成反比 其比例常數為庫倫常數k 若從庫倫靜電力中的吸引力 探討與萬有引力的相似性 在重力位能一般式中 我們假定火箭逐漸遠離地球 則重力所作之功為負功 且重力位能逐漸增加 在以無窮遠位能為零的前提下 得到重力位能的形式如畫面所示 現在假設電子越來越遠離原子核 並沿著兩者連心線之延長線的方向逐漸遠離 電子的位移（移動）方向與作用力（庫倫靜電吸引力）相反 故移動過程中 靜電力作負功 則電位能就逐漸增加 與重力位能一般式相同 在以無窮遠為零的前提下 即可得到畫面上的（靜）電位能的形式 現在將原本假設中的電子改為帶正電的粒子q 因為帶同種電性 因此它們之間的作用力則變為排斥力 在與前述相同的情境下 此帶電粒子沿著兩者連心線之延長線的方向逐漸遠離原子核 帶電粒子的位移（移動）方向與作用力（庫倫靜電排斥力）方向相同 故移動過程中 靜電力作正功 因為保守力作功等於負的位能變化 因此電位能就逐漸減少 為求形式方便 仍以無窮遠處位能為零的前提下 即可得到如畫面上的（靜）電位能的形式 將上述吸引力與排斥力之電位能形式進行歸納整理 若電力位能為負的 是因為假設的情況為質子與電子 兩者所帶電性不同 因此可以將位能形式改為畫面上的形式 從上述可以看出 因為是利用吸引力的情形進行推導 使得位能恆小於零 同樣的 若電力位能為正的 是假設兩者所帶電性相同 為排斥力 則兩者所帶電性相同 會使得電位能呈現恆大於零 也就是說 我們可以利用電性方式呈現位能特性 若靜電力為吸引力 則兩物體帶電之電性不同 將電性的正負號帶入位能公式中 可以看出恆小於零之特性 若為排斥力 則兩物體所帶電性相同 將電性的相同正號或負號帶入位能公式中 位能公式中亦可得到恆大於零 因此 大Q、小q包含正負號 代表著位能的正負值 如果要讓這一顆電子 得到足夠的能量以離開原子核（質子） 那應該要多少能量呢？ 電子在環繞的過程中 本身具備動能 須要克服的能量視其位能大小 而位能則可利用上述電位能方式計算得到 更真實的情況 除了克服電子和原子核的位能 還有考慮電子與電子之間的位能 這樣的情況 則會使用電腦模擬的方式 計算其總電位能大小 我們今天學到了 靜電力就如同萬有引力（重力） 有著位能的形式 若空間中存在兩個點電荷大Q與小ｑ 在考慮大Q、小q的電性下 若兩者為排斥力 也就是大Q、小q同性電 則電位能有著恆大於零的特性 且兩者之間距離越遠 其電位能越低 當距離為無窮遠時 其之間位能為零 若兩者為吸引力 也就是大Q、小q異性電 則電位能有著恆小於零的特性 且兩者之間距離越遠 其電位能越高 當距離為無窮遠時 其之間位能為零 因此 我們也可以統一電位能形式如畫面所示 其中大Q、小q包含正負號 且位能在無窮遠時為零 想一想 電位能中還有什麼應用呢？ 例如 電池為什麼可以提供電流？ 為什麼閃電打到樹會著火呢？ 能量從哪裡來？ 歡迎留言分享你的想法喔 我們下次見 bye bye