如何正确理解电势？

　　先看一下电势能，电势能是一个标量，电子在某点的电势能等于电荷移动到零势能位置电场力做的功，电势就是单位电荷在电场中某个位置的电势能，这是从电势的定义式来看，还有某电的电势就等于他相对于零势能位置的电势差，电势也是一个标量，电势还可以类比为生活中的高度，在电势高的地方放一个正电荷，他会朝电势地的方向运动，在斜面上高的地方放一个球，他会朝低的地方滚，电势里面的等势线，可以类比成地理上的等高线。

　　电势，又称为电位，静电学中的定义为：处于电场中某个位置的单位电荷所具有的电势能。在电场中，某点电荷的电势等于该点电势能跟所带的电荷量之比，通常用φ来表示。

　　在电场中，某点的电荷所具的电势能跟它的所带的电荷量之比是一个常数，它是一个与电荷本身无关的物理量，它与电荷存在与否无关，是由电场本身的性质决定的物理量。

　　静电场的基本性质是它对放于其中的电荷有作用力，因此在静电场中移动电荷，静电场力要做功。但静电场中沿任意路径移动电荷一周回到原来的位置，电场力所做的功恒为零，即静电场力做功与路径无关，或静电场强的环路积分恒为零。

　　静电场的这一性质称为静电场的环路定理。根据静电场的这一性质可引入电势来描述电场，就好像在重力场中重力做功与路径无关，可引入重力势描述重力场一样。电场中某一点的电势定义为把单位正电荷从该点移动到电势为零的点，电场力所做的功。通常选择无限远点的电势为零，因此某点的电势就等于把单位正电荷从该点移动到无限远。

　　由于细胞内液卢相中K离子浓度比。相中的浓度大，所以K离子倾向于由β相穿过膜向细胞膜外液α相扩散，致使α相一边产生净正电荷，而在β相一边产生负电荷。α相一边产生的正电荷会阻止K进一步向α相扩散，而β相产生的负电荷会加速K从α相向β相扩散，最后达到动态平衡，此时K离子在α和β两相中的电化学势相等，由于K离子从β相向α相转移，造成α相的电势高于β相。

　　细胞膜电势的存在意味着细胞膜上有一双电层，相当于一些偶极分子分布在细胞表面。例如心脏的心肌收缩和松弛时，心肌细胞膜电势不断变化，因此心脏总的偶极矩以及心脏所产生的电场也在变化。心动电流图，即心电图就是测量表面几组对称点之间由于心脏偶极矩的变化所引起的电势差随时间的变化情况，从而判断心脏工作是否正常。类似的肌动电流图是监测肌肉电活性的情况，这对指导运动员训练有一定的帮助。脑电图是监测头皮上两点之间的电势差随时间的变化从而了解大脑神经细胞的电活性情况。实验表明，我们的思维以及通过视觉、听觉和触觉器官接受外界的感觉，所有这些过程都与细胞膜电势的变化有关，了解生命需要了解这些电势差是如何维持以及如何变化的，这个研究领域正越来越为人们重视。

　　研究人员研究了在过阻尼和欠阻尼两种情况下、在考虑了热噪声和有交流信号和直流信号同时输入的情况下的超导结两端的静电势。研究表明，随着温度的增加（热噪声的强度和温度成正比），静电势会多次被增加和多次被减小 （静电势多次被增加的峰值对应于静电势的共振激活现象）。另外，超导结两端的静电势还表现出（噪声引起的） 热噪声加强稳定的现象。

　　在该研究中，研究人员首次发现了时空噪声可能出现在耦合超导结系统(一个超导量子干涉器件)中，并且时空噪声与电子对的波函数的相差的关联所引起的系统的对称破缺能够引起输运。通过对两个模型(一个高斯噪声模型和一个电报噪声模型)的研究，研究人员发现在所研究的耦合超导结系统中几率流总是负的并且随着热噪声强度的增加而会出现一个“井”。根据研究人员的研究结果，研究人员可以控制噪声使几率流处于有利于科研人员的实验要求的状态。比如，如果研究人员希望在实验中得到较大的负几率流时，研究人员可以采取下面的两个措施：a). 在一定的环境扰动下，我们可以适当地调整温度使负几率流处于上面所提到的“井” 的附近 （热噪声的强度与温度成正比）以便于得到有利于我们实验要求的结果；b). 在一定的温度下，研究人员们应当采取一定的措施来调节环境扰动以便使负几率流的绝对值尽可能地大。

　　研究了一个热-惯性“ratchets”超导量子干涉器件中在有周期信号的输入的情况下的混沌噪声输运。 研究表明，通过控制温度和外部输入信号的强度，研究人员可以使输运的方向反号。当温度足够低时，研究人员很容易得到混沌输运； 但当温度足够高时，输运主要是热噪声输运。

　　伏特在物理学方面做出了许多重要贡献，他发明过起电盘，发明过验电器、储电器等多种静电实验仪器。

　　伏特最显赫的功绩是发明了伏特电池。伏特电池的出现对电学的发展却产生的深远的影响，开创了一个新的广阔天地，成为人类征服自然的最有力的武器。伏特成为第一个使人类获得持续电流的最伟大的发明家 。

　　在1786年和1792年伽伐尼在实验中观察到用铜钩挂起来的蛙腿在碰到铁架时会发生痉挛。他认为这是生物电产生的效果。伏特认为上述现象的产生是由于两种不同的金属接触时所产生的电效应。两种观点曾引起了十年之久的争论。此期间，伏特进行了大量的实验。他先后采用了多种不同金属，放在各种液体中进行了几百次实验，终于发明了伏特电池。1800年他正式向英国皇家学会报告了他的发现，从此产生稳恒电流的装置开始在电磁学研究中发挥了巨大作用 。

　　以化学反应中的化学电动势为例，首先有一点需要明确，我们还是先回到电动势和势能的概念，并且要回顾下电势能和电势。

　　势能是由于位置与力两个因素共同产生，根据百度百科的解释，势能是一个相对量，选择不同的势能零点，势能的数值一般是不同的。但其核心还是力的作用以及作用的距离，如重力势能、弹性势能、电势能等等。

　　其中，电势能是由于电荷在电场中受力并且由于其所处位置而具有的能量。一般我们假定无穷远处电势能为0，那么将电荷从无穷远处移到目标位置所做的功的大小就是其电势能的大小。电势从物理学角度则是电荷所处位置的电势能除以自身所带电荷，其为标量，没有方向，与电荷量无关，与电场本身性质相关。

　　电动势要着重介绍一下，此处以化学电动势为例。百度百科上解释为，电动势是表示非静电力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功与电荷量的比值。但其实电动势这个概念主要强调的就是正负极的位置，而不是任何两个位置，所以可以和电池正负极紧密结合。

　　通过概念辨析，可以大致得到：电动势不是势能的一种，不是电势能，本质是电势差，而且是正负极的电势差。

　　这是因为在电池化学反应热力学中我们需要一个具有方向的物理量，与自由能进行统一。对于电池反应的电势而言，负号表示电子过量，正号表示电子缺乏，是一个静电学概念。由于自由能具有方向，而电势不具有方向，因此引入电动势与自由能相统一。对于一个电池示意图（如下），我们规定右侧电极上发生还原反应，左侧电极上发生氧化反应，电动势定义为右侧电势相较于左侧电势的大小。通过这种方式，无疑给电动势带上了方向。

　　这样，在电化学中可以通过电动势判断反应自发进行的方向，正号表示自发进行，负号表示不自发进行。

　　所以可以继续明确的是：电动势不是势能的一种，不是电势能，本质是电势差，而且是正负极的电势差，并且在电池中可以被赋予方向！！！（这句话应该是破题关键）

　　走到这里，我觉得可以提炼出应该要问的第三个问题，电动势中的化学反应和电势能中距离有何关系？？但是这样嘛？不是。如果固定电池而言，电动势是一个定值，而与电势能中距离相关的概念或许是：电极电势！正极电极电势或负极电极电势！

　　这时候问题我觉得应该转变为：电极电势与距离的关系，正负极电极电势确定，电势差的大小就随之而定。这个问题可以参考下面的回答：电极电势和距离有什么关系？绝对电极电势以及相对电极电势？