جهد فولت

جهد فولتا (ويُسمى أيضًا تأثير فولتا، ^{[ 1 ]} فرق جهد فولتا ، فرق جهد التلامس ، فرق الجهد الخارجي ، Δψ، أو "دلتا بسي") في الكيمياء الكهربائية ، هو فرق الجهد الكهروستاتيكي بين معدنين (أو معدن واحد ومحلول إلكتروليتي ) متلامسين وفي حالة اتزان ديناميكي حراري . وبالتحديد، هو فرق الجهد بين نقطة قريبة من سطح المعدن الأول ونقطة قريبة من سطح المعدن الثاني (أو المحلول الإلكتروليتي ). ^{[ 2 ]}

سُمّي جهد فولتا نسبةً إلى أليساندرو فولتا .

عندما يكون معدنان معزولين كهربائيًا عن بعضهما، قد يوجد فرق جهد عشوائي بينهما. مع ذلك، عند توصيل سطحين معدنيين متعادلين مختلفين كهربائيًا (حتى بشكل غير مباشر، مثلاً عبر سلك موصل طويل)، تتدفق الإلكترونات من المعدن ذي مستوى فيرمي الأعلى إلى المعدن ذي مستوى فيرمي الأدنى حتى تتساوى مستويات فيرمي في الطورين. بمجرد حدوث ذلك، يكون المعدنان في حالة اتزان ديناميكي حراري (عادةً ما يكون عدد الإلكترونات التي تنتقل بين الطورين صغيرًا). لكن تساوي مستويات فيرمي لا يعني بالضرورة تساوي الجهود الكهربائية. يتحكم جهد الشغل لكل مادة في الجهد الكهربائي خارجها ، ولذلك قد تُظهر المعادن المختلفة فرقًا في الجهد الكهربائي حتى في حالة الاتزان.

لا يُعدّ جهد فولتا خاصيةً جوهريةً للمعدنين قيد الدراسة، بل يتحدد باختلافات دالة الشغل بين سطحيهما. ومثل دالة الشغل، يعتمد جهد فولتا بشكلٍ كبير على حالة السطح والتلوث وغير ذلك.

قد يكون فرق جهد فولتا كبيرًا (في حدود 1 فولت)، لكن لا يمكن قياسه مباشرةً باستخدام فولتميتر عادي . فالفولتميتر لا يقيس الجهد الكهروستاتيكي في الفراغ، بل يقيس الفرق في مستوى فيرمي بين المادتين، وهو فرق يساوي صفرًا تمامًا عند الاتزان.

ومع ذلك، فإن جهد فولتا يتوافق مع مجال كهربائي حقيقي في الفراغات بين الجسمين المعدنيين وحولهما، وهو مجال يتولد عن تراكم الشحنات على أسطحهما. الشحنة الكلية${\displaystyle Q}$يعتمد على السعة الكهربائية على سطح كل جسم${\displaystyle C}$بين الكائنين، من خلال العلاقة${\displaystyle Q=C\Delta \psi }$، أين${\displaystyle \Delta \psi }$يمثل جهد فولتا. وبالتالي، يمكن قياس قيمة الجهد عن طريق تغيير السعة بين المواد بمقدار معروف (على سبيل المثال، عن طريق تحريك الأجسام بعيدًا عن بعضها البعض) وقياس الشحنة المزاحة التي تتدفق عبر السلك الذي يربطها.

يمكن قياس فرق جهد فولتا بين المعدن والإلكتروليت بطريقة مماثلة. ^{[ 3 ]} يمكن رسم خريطة جهد فولتا لسطح معدني على نطاقات صغيرة جدًا باستخدام مجهر قوة مسبار كلفن ، القائم على مجهر القوة الذرية . أما على مساحات أكبر تتراوح من ملليمترات إلى سنتيمترات، فيمكن استخدام مسبار كلفن الماسح (SKP)، الذي يستخدم مسبارًا سلكيًا يتراوح حجمه من عشرات إلى مئات الميكرونات. في كلتا الحالتين، يكون تغير السعة غير معروف، ولذلك يُضاف جهد مستمر مُعاوِض لإلغاء جهد فولتا، بحيث لا يتولد تيار نتيجة لتغير السعة. هذا الجهد المُعاوِض هو معكوس جهد فولتا.

• جهد القطب
• الجهد المطلق للقطب الكهربائي
• الجهد الكهربائي
• جهد غالفاني
• فرق الجهد (الفولتية)
• ثني الشريط
• فولت