* 電荷分布: 充電は、表面に均等に分配する傾向があります。表面が粗い場合、より多くの表面積があります。これは、同じ量の電荷を広い領域に広げることができるため、電荷密度が低くなることを意味します。
* 電界濃度: 滑らかで高度に磨かれた表面は、鋭い点と縁での電界の濃度が高くなります。この濃度により、電荷がより簡単に漏れやすくなり、全体的な充電貯蔵容量が減少します。
* 鋭い点とエッジ: 粗い表面に存在する鋭い点とエッジは、「電荷アトラクタ」として機能します。これらのポイントでは電界が強く、電荷密度が高く、充電貯蔵容量が大きくなります。
例:
金属球を考えてください。完全に滑らかな球体には、均一な電荷分布があります。ただし、小さな隆起または不規則性を導入すると、同じ量の電荷を分配するためのより大きな表面積があり、電荷密度を効果的に削減できます。
ただし、いくつかの注意事項があります:
* 非常に滑らかな表面: 高度な研磨技術を通じて達成されたものなど、非常に滑らかな表面は、「野外放出」と呼ばれる現象を示すことができます。これにより、表面が幾何学的に滑らかであっても、電荷が漏れにつながる可能性があります。
* 静電放電: また、「充電貯蔵」容量は、しばしば静電放電(ESD)に抵抗する材料の能力に関連していることも注目に値します。これに関連して、電界濃度が低いため、滑らかな表面はESDを防ぐのに少し優れている可能性がありますが、この違いは一般に無視できます。
結論: 滑らかな表面は、その均一な分布により「電荷ストレージ」が多いように見えるかもしれませんが、一般に、表面積が大きく、鋭い点とエッジの「充電を引き付ける」効果により、粗い表面はより高い充電貯蔵容量を持っています。