Navodimo svojstva naplate

2. Elektri?ni naboj ima diskretne prirode

elementarnog naboja

Struja. Uslovi za postojanje elektri?ne struje. Ja?ina struje i gustina struje

Elektri?na struja je usmjereno kretanje nabijenih ?estica. Dogovoreno je da se smjer kretanja pozitivno nabijenih ?estica smatra smjerom elektri?ne struje. Za kontinuirano postojanje elektri?ne struje u zatvorenom kolu moraju biti ispunjeni sljede?i uvjeti:

Prisustvo slobodnih naelektrisanih ?estica (nosa?a struje);

Prisutnost elektri?nog polja ?ije sile, djeluju?i na nabijene ?estice, tjeraju ih da se kre?u na uredan na?in;

Prisutnost izvora struje unutar kojeg vanjske sile pokre?u slobodne naboje protiv elektrostati?kih (kulonovskih) sila.

Kvantitativne karakteristike elektri?ne struje su ja?ina struje I i gustina struje j.

Ja?ina struje - skalar fizi?ka koli?ina, jednak odnos naelektrisanje Dq, prolaze?i kroz popre?ni presek vodi?a za odre?eni vremenski period Dt, do ovog intervala:

SI jedinica struje je amper (A).

Ako se ja?ina struje i njen smjer ne mijenjaju s vremenom, tada se struja naziva konstantnom.

Gusto?a struje j je vektorska fizi?ka veli?ina, ?iji je modul jednak omjeru ja?ine struje I u provodniku i povr?ine popre?nog presjeka S vodi?a:

SI jedinica za gustinu struje je amper po kvadratnom metru(A/m2).

Refrakcija svjetlosti u so?ivima

So?ivo je prozirno tijelo ome?eno dvije krivolinijske ili krivolinijske i ravne povr?ine.

U ve?ini slu?ajeva koriste se le?e ?ije povr?ine imaju sferni oblik. Za so?ivo se ka?e da je tanko ako je njegova debljina d mala u odnosu na polumjere zakrivljenosti njegovih povr?ina R1 i R2. Ina?e, so?ivo se naziva debelo. Glavna opti?ka os so?iva naziva se prava linija koja prolazi kroz centre zakrivljenosti njegovih povr?ina. Mo?emo pretpostaviti da se u tankom so?ivu ta?ke preseka glavne opti?ke ose sa obe povr?ine so?iva spajaju u jednu ta?ku O, koja se naziva opti?ki centar so?iva. Tanko so?ivo ima jednu glavnu ravninu zajedni?ku za obje povr?ine so?iva i koja prolazi kroz opti?ki centar so?iva okomito na njegovu glavnu opti?ku os. Sve ravne linije koje prolaze kroz opti?ki centar so?iva i ne poklapaju se s njegovom glavnom opti?kom osom nazivaju se sekundarnim opti?kim osi so?iva. Zrake koje putuju du? opti?kih ose so?iva (glavne i sekundarne) ne do?ivljavaju lom.

Formula tankih so?iva:

gdje je n21 = n2/n1, n2 i n1 - apsolutni pokazatelji prelamanje materijala so?iva i okru?enje, R1 i R2 su polupre?nici zakrivljenosti prednje i stra?nje (u odnosu na objekt) povr?ine so?iva, a1 i a2 su udaljenosti do objekta i njegove slike, ra?unati od opti?kog centra so?iva du? njegove glavne opti?ke osa.

Vrijednost se naziva ?i?na daljina so?iva. Ta?ke koje le?e na glavnoj opti?koj osi so?iva s obje strane opti?kog centra na jednakim udaljenostima jednakim f nazivaju se glavnim ?ari?tem linije. Ravnine koje prolaze kroz glavna ?ari?ta F1 i F2 so?iva okomito na njegovu glavnu opti?ku osu nazivaju se fokalne ravni so?iva. To?ke preseka sekundarnih opti?kih ose sa ?i?nim ravnima so?iva nazivaju se sekundarnim ?ari?tima so?iva.

So?ivo se naziva konvergentno (pozitivno) ako je njegova ?i?na daljina f>0. So?ivo se naziva divergentno (negativno) ako je njegova ?i?na daljina f<0.

Za n2 >n1 konvergentna so?iva su bikonveksna, plano-konveksna i konkavno-konveksna (pozitivna meniskusna so?iva), stanjivaju se od centra do ivica; difuzna su bikonkavna, plano-konkavna i konveksno-konkavna so?iva (negativni menisci), zadebljana od centra prema rubovima. Za p2 n1.

Plankova hipoteza. Foton i njegova svojstva. Dualnost talas-?estica

Plankova hipoteza - hipoteza koju je 14. decembra 1900. izneo Max Planck i koja se sastoji u ?injenici da se tokom toplotnog zra?enja energija emituje i apsorbuje ne neprekidno, ve? u odvojenim kvantima (porcijama). Svaki takav dio-kvant ima energiju proporcionalnu frekvenciji n zra?enja:

gdje je h ili - koeficijent proporcionalnosti, nazvan kasnije Plankova konstanta. Na osnovu ove hipoteze, predlo?io je teorijsku derivaciju odnosa izme?u temperature nekog tijela i zra?enja koje emituje ovo tijelo – Planckovu formulu.

Planckova hipoteza je kasnije eksperimentalno potvr?ena.

Napredak ove hipoteze smatra se trenutkom ro?enja kvantne mehanike.

Foton - materijal, elektri?ki neutralna ?estica, kvant elektromagnetno polje(nosa? elektromagnetne interakcije).

Osnovna svojstva fotona

1. Je ?estica elektromagnetnog polja.

2. Kre?e se brzinom svjetlosti.

3. Postoji samo u pokretu.

4. Foton je nemogu?e zaustaviti: on se ili kre?e brzinom jednakom brzini svjetlosti, ili ne postoji; prema tome, masa mirovanja fotona je nula.

Energija fotona:

Prema teoriji relativnosti, energija se uvijek mo?e izra?unati kao,

Otuda - masa fotona.

impuls fotona . Impuls fotona je usmjeren du? svjetlosnog snopa.

Dualnost talas-?estica

Kraj 19. veka: fotoelektri?ni efekat i Komptonov efekat potvrdili su Njutnovu teoriju, a fenomeni difrakcije i svetlosne interferencije potvrdili su Hajgensovu teoriju.

Tako su mnogi fizi?ari po?etkom 20. vijeka. zaklju?io da svjetlost ima dva svojstva:

1. Kada se ?iri, pokazuje svojstva talasa.

2. Kada je u interakciji sa supstancom, ona pokazuje korpuskularna svojstva. Njegova svojstva nisu ograni?ena ni na valove ni na ?estice.

?to je vi?e v, to su kvantna svojstva svjetlosti izra?enija, a valna svojstva manje.

Dakle, svako zra?enje ima i valna i kvantna svojstva. Stoga, kako se foton manifestira - kao val ili kao ?estica - ovisi o prirodi istra?ivanja koje se na njemu provodi.

Rutherfordovi eksperimenti. Planetarni model atoma

Za eksperimentalno istra?ivanje distribucije pozitivan naboj, a samim tim i masa unutar atoma Rutherford je 1906. predlo?io primjenu sondiranja atoma uz pomo? a-?estica. Njihova masa je oko 8000 puta ve?a od mase elektrona, a pozitivni naboj je po modulu jednak dvostrukom naboju elektrona. Brzina a-?estica je vrlo velika: iznosi 1/15 brzine svjetlosti. Sa ovim ?esticama Rutherford je bombardirao atome te?ki elementi. Elektroni, zbog svoje male mase, ne mogu primjetno promijeniti putanju a-?estice i nisu u stanju primjetno promijeniti njenu brzinu. Rasipanje (promjena smjera kretanja) a-?estica mo?e biti uzrokovano samo pozitivno nabijenim dijelom atoma. Dakle, iz raspr?ivanja a-?estica mo?e se odrediti priroda raspodjele pozitivnog naboja i mase unutar atoma. Unutar olovnog cilindra 1, du? kojeg je izbu?en uski kanal, postavljen je radioaktivni preparat, poput radijuma. Snop a-?estica iz kanala pao je na tanku foliju 2 od ispitivanog materijala (zlato, bakar, itd.). Nakon raspr?ivanja, a-?estice su udarile u poluprovidni ekran 3 oblo?en cink sulfidom. Sudar svake ?estice sa ekranom pratio je bljesak svjetlosti (scintilacija), koji se mogao posmatrati u mikroskopu 4. Cijeli ure?aj je smje?ten u posudu iz koje je evakuiran zrak.

Kada je raspore?en po atomu, pozitivan naboj ne mo?e stvoriti dovoljno intenzivan elektri?no polje sposoban da odbaci a-?esticu nazad. Maksimalna sila odbijanja odre?ena je Coulombovim zakonom:

gdje je qa naboj a-?estice; q je pozitivni naboj atoma; r je njegov polumjer; k - koeficijent proporcionalnosti. Ja?ina elektri?nog polja jednoliko nabijene lopte je maksimalna na povr?ini lopte i smanjuje se na nulu kako se pribli?ava centru. Dakle, ?to je manji polumjer r, to je ve?a sila koja odbija a-?estice. ?ini se da je ova teorija apsolutno neophodna za obja?njenje eksperimenata o rasejanju a-?estica. Ali na osnovu ovog modela nemogu?e je objasniti postojanje atoma, njegovu stabilnost. Uostalom, kretanje elektrona u orbitama doga?a se ubrzanjem, i to prili?no zna?ajno. Prema Maxwellovim zakonima elektrodinamike, ubrzani naboj mora zra?iti elektromagnetnih talasa sa frekvencijom jednakom frekvenciji njenog okretanja oko jezgra. Zra?enje je pra?eno gubitkom energije. Gube?i energiju, elektroni bi se trebali pribli?iti jezgru, ba? kao ?to se satelit pribli?ava Zemlji prilikom ko?enja u gornjim slojevima atmosfere. Kao ?to pokazuju rigorozni prora?uni zasnovani na Njutnovoj mehanici i Maksvelovoj elektrodinamici, elektron mora pasti na jezgro u zanemarljivom vremenu. Atom mora prestati da postoji.

U stvarnosti se ni?ta sli?no ne de?ava. Iz ovoga slijedi da su zakoni klasi?ne fizike neprimjenjivi na fenomene atomske skale. Rutherford je stvorio planetarni model atoma: elektroni se okre?u oko jezgra, ba? kao ?to se planete okre?u oko Sunca. Ovaj model je jednostavan, eksperimentalno opravdan, ali ne dozvoljava obja?njenje stabilnosti atoma.

Koli?ina toplote

Koli?ina toplote je mjera promjene unutra?nja energija, koje tijelo prima (ili daje) u procesu prijenosa topline.

Dakle, i rad i koli?ina toplote karakteri?u promjenu energije, ali nisu identi?ni energiji. One ne karakteri?u stanje samog sistema, ve? odre?uju proces prelaska energije iz jednog oblika u drugi (iz jednog tela u drugo) kada se stanje menja i su?tinski zavise od prirode procesa.

Osnovna razlika izme?u rada i koli?ine toplote je u tome ?to rad karakteri?e proces promene unutra?nje energije sistema, pra?en transformacijom energije iz jedne vrste u drugu (iz mehani?ke u unutra?nju). Koli?ina topline karakterizira proces prijenosa unutra?nje energije s jednog tijela na drugo (od zagrijanijeg ka manje zagrijanom), koji nije pra?en energetskim transformacijama.

Iskustvo pokazuje da se koli?ina topline potrebna za zagrijavanje tijela mase m od temperature T1 do temperature T2 izra?unava po formuli gdje je c specifi?na toplina tvari;

SI jedinica specifi?ne toplote je d?ul po kilogramu Kelvina (J/(kg K)).

Specifi?na toplota c je numeri?ki jednak koli?ini toplote koja se mora preneti telu mase 1 kg da bi se zagrejalo za 1 K.

Toplotni kapacitet tijela CT numeri?ki je jednak koli?ini topline koja je potrebna da se temperatura tijela promijeni za 1 K:

SI jedinica toplinskog kapaciteta tijela je d?ul po Kelvinu (J/K).

Za pretvaranje te?nosti u paru na konstantnoj temperaturi potrebna je koli?ina toplote

gdje je L - specifi?na toplota isparavanje. Kada se para kondenzuje, osloba?a se ista koli?ina toplote.

Da bi se istopila kristalno telo mase m na temperaturi topljenja, potrebno je da tijelo prijavi koli?inu toplote

gdje je l specifi?na toplina fuzije. Prilikom kristalizacije tijela osloba?a se ista koli?ina toplote.

Koli?ina toplote koja se osloba?a tokom potpuno sagorevanje masa goriva m,

gde je q specifi?na toplota sagorevanja.

SI jedinica za specifi?ne toplote isparavanja, topljenja i sagorevanja je d?ul po kilogramu (J/kg).

Elektri?ni naboj i njegova svojstva. diskretnost. elementarnog elektri?nog naboja. Zakon odr?anja elektri?nog naboja.

Elektri?ni naboj je fizi?ka veli?ina koja karakterizira elektromagnetnu interakciju. Tijelo je negativno nabijeno ako je na njemu vi?ak elektrona, pozitivno - deficit.

Navodimo svojstva naplate

1. Postoje dvije vrste optu?bi; negativno i pozitivno. Suprotna naelektrisanja se privla?e, kao ?to se odbijaju. Nosilac elementarnog, tj. Najmanji, negativni naboj je elektron, ?iji je naboj qe = -1,6 * 10-19 C, a masa me = 9,1 * 10-31 kg. Nosa? elementarnog pozitivnog naboja je proton qr=+1,6*10-19C, mase mr=1,67*10-27kg.

2. Elektri?ni naboj ima diskretne prirode. To zna?i da je naboj bilo kojeg tijela vi?ekratnik naboja elektrona q=Nqe, gdje je N cijeli broj. Me?utim, u pravilu ne primje?ujemo diskretnost naboja, jer je elementarni naboj vrlo mali.

3. U izolovanom sistemu, tj. u sistemu ?ija tijela ne razmjenjuju naboje sa vanjskim tijelima, algebarski zbir naelektrisanja je o?uvan (zakon odr?anja naelektrisanja).

4. Email naboj se uvek mo?e preneti sa jednog tela na drugo.

5. Jedinica za punjenje u SI je privjesak (C). Po definiciji, 1 privjesak je jednak naboju koji te?e kroz popre?ni presjek provodnika za 1 s pri struji od 1 A.

6. Zakon odr?anja elektri?nog naboja.

Unutar zatvorenog sistema, za bilo koju interakciju, algebarski zbir elektri?nih naboja ostaje konstantan:

Izolovani (ili zatvoreni) sistem nazva?emo sistem tela u koji se nikakvi elektri?ni naboji ne unose izvana i ne uklanjaju iz njega.

Nigdje i nikada u prirodi ne nastaje i nestaje elektri?ni naboj istog znaka. Pojava pozitivnog elektri?nog naboja uvijek je pra?ena pojavom negativnog naboja jednakog po apsolutnoj vrijednosti. Ni pozitivan ni negativan naboj ne mogu nestati odvojeno, mogu se me?usobno neutralizirati samo ako su jednake po apsolutnoj vrijednosti.

Dakle elementarne ?estice sposobni da se transformi?u jedno u drugo. Ali uvijek pri ro?enju nabijenih ?estica uo?ava se pojava para ?estica sa nabojima suprotnog predznaka. Mo?e se uo?iti i istovremeno ro?enje nekoliko takvih parova. Nabijene ?estice nestaju, pretvaraju?i se u neutralne, tako?er samo u parovima. Sve ove ?injenice ne ostavljaju sumnju u striktno sprovo?enje zakona odr?anja elektri?nog naboja.

elementarnog naboja - minimalna naplata, koje se ne mogu odvojiti.

Elektri?no punjenje- fizi?ka veli?ina koja karakteri?e sposobnost tela da stupa u elektromagnetne interakcije. Izmjereno u Coulomb.

elementarnog elektri?nog naboja- minimalni naboj koji imaju elementarne ?estice (naboj protona i elektrona).

Tijelo ima naboj, zna?i da ima dodatne ili nedostaju?e elektrone. Ova naplata je ozna?ena q=ne. (jednako je broju elementarnih naelektrisanja).

naelektrisati telo- stvoriti vi?ak i manjak elektrona. Na?ini: naelektrisanje trenjem i elektrifikacija kontaktom.

precizna zora e - naboj tijela, koji se mo?e uzeti kao materijalna ta?ka.

sudska optu?ba() - ta?ka, mali naboj, nu?no pozitivan - koristi se za prou?avanje elektri?nog polja.

Zakon odr?anja naboja:u izolovanom sistemu, algebarski zbir naelektrisanja svih tela ostaje konstantan za bilo koju interakciju ovih tela jedno sa drugim.

Coulomb's Law:sile interakcije dva to?kasta naboja proporcionalne su proizvodu ovih naboja, obrnuto proporcionalne kvadratu udaljenosti izme?u njih, zavise od svojstava medija i usmjerene su du? prave linije koja spaja njihova sredi?ta.

, gdje
F / m, C 2 / nm 2 - dielektrik. brzo. vakuum

- odnosi se. dielektri?na konstanta (>1)

- apsolutna dielektri?na permeabilnost. okru?enja

Elektri?no polje- materijalni medij kroz koji dolazi do interakcije elektri?nih naboja.

Svojstva elektri?nog polja:

Karakteristike elektri?nog polja:

tenzija(E) je vektorska veli?ina jednaka sili koja djeluje na jedini?no probno punjenje postavljeno u datu ta?ku.

Mjereno u N/C.

Smjer je isto kao i za aktivnu silu.

napetost ne zavisi ni po snazi ni po veli?ini sudske optu?be.

Superpozicija elektri?nih polja: ja?ina polja koje stvara nekoliko naboja jednaka je vektorskom zbroju ja?ine polja svakog naboja:

Grafi?ki Elektronsko polje je prikazano pomo?u linija napetosti.

zatezna linija- prava, tangenta na koju se u svakoj ta?ki poklapa sa smjerom vektora napetosti.

Osobine naponske linije: ne seku se, kroz svaku ta?ku se mo?e povu?i samo jedna prava; nisu zatvoreni, ostavljaju pozitivan naboj i ulaze u negativan, ili se raspr?uju u beskona?nost.

Vrste polja:

Jedinstveno elektri?no polje- polje ?iji je vektor intenziteta u svakoj ta?ki isti po apsolutnoj vrijednosti i smjeru.

Nejednoliko elektri?no polje- polje ?iji vektor intenziteta u svakoj ta?ki nije isti po apsolutnoj vrijednosti i smjeru.

Konstantno elektri?no polje– vektor napetosti se ne menja.

Nekonstantno elektri?no polje- mijenja se vektor napetosti.

Rad elektri?nog polja za pomicanje naboja.

, gdje je F sila, S je pomak, - ugao izme?u F i S.

Za jednoli?no polje: sila je konstantna.

Rad ne zavisi od oblika putanje; rad obavljen za kretanje po zatvorenoj putanji je nula.

Za nehomogeno polje:

Potencijal elektri?nog polja- omjer rada koji polje vr?i, pomjeraju?i probni elektri?ni naboj do beskona?nosti, i veli?ine ovog naboja.

-potencijal je energetska karakteristika polja. Mjereno u voltima

Razlika potencijala:

Ako a
, onda

, zna?i

-potencijalni gradijent.

Za homogeno polje: razlika potencijala - volta?a:

. Mjeri se u voltima, ure?aji - voltmetrima.

Elektri?ni kapacitet- sposobnost tijela da akumuliraju elektri?ni naboj; omjer naboja i potencijala, koji je uvijek konstantan za dati provodnik.

.

Ne zavisi od naelektrisanja i ne zavisi od potencijala. Ali to ovisi o veli?ini i obliku vodi?a; na dielektri?na svojstva medija.

, gdje je r veli?ina,
- propusnost medijuma oko tela.

Elektri?ni kapacitet se pove?ava ako se u blizini nalaze neka tijela - provodnici ili dielektrici.

Kondenzator- ure?aj za akumuliranje naboja. Elektri?ni kapacitet:

Ravni kondenzator- dvije metalne plo?e sa dielektrikom izme?u njih. Kapacitet ravnog kondenzatora:

, gdje je S povr?ina plo?a, d je udaljenost izme?u plo?a.

Energija napunjenog kondenzatora jednak je radu elektri?nog polja pri preno?enju naboja s jedne plo?e na drugu.

Prenos malog punjenja
, napon ?e se promijeniti na
, posao ?e biti obavljen
. Jer
, i C \u003d const,
. Onda
. integri?emo:

Energija elektri?nog polja:
, gdje je V=Sl zapremina koju zauzima elektri?no polje

Za nehomogeno polje:
.

Volumetrijska gustina elektri?nog polja:
. Izmjereno u J/m 3.

elektri?ni dipol- sistem koji se sastoji od dva jednaka, ali suprotna po predznaku, ta?kasta elektri?na naboja koja se nalaze na odre?enoj udaljenosti jedan od drugog (dipol krak -l).

Glavna karakteristika dipola je dipolni moment je vektor jednak proizvodu naboja i kraka dipola, usmjeren od negativnog na pozitivan naboj. Ozna?eno
. Mjereno u kulonskim metrima.

Dipol u jednoli?nom elektri?nom polju.

Sile koje djeluju na svaki od naboja dipola su:
i
. Ove sile su suprotno usmjerene i stvaraju moment para sila - moment:, gdje

M - moment F - sile koje djeluju na dipol

d– krak krak l– krak dipola

p– dipolni moment E– intenzitet

- ugao izme?u p Eq - naboja

Pod dejstvom obrtnog momenta, dipol ?e se okrenuti i slegnuti u pravcu linija napetosti. Vektori pi i E bit ?e paralelni i jednosmjerni.

Dipol u nehomogenom elektri?nom polju.

Postoji obrtni moment, pa ?e se dipol okrenuti. Ali sile ?e biti nejednake, a dipol ?e se pomeriti tamo gde je sila ve?a.

-gradijent napetosti. ?to je ve?i gradijent napetosti, to je ve?a bo?na sila koja povla?i dipol. Dipol je orijentisan du? linija sile.

Dipoleovo vlastito polje.

Ali . onda:

.

Neka je dipol u ta?ki O i neka mu je krak mali. onda:

.

Formula je dobijena uzimaju?i u obzir:

Dakle, razlika potencijala zavisi od sinusa poluugla pod kojim su ta?ke dipola vidljive i projekcije dipolnog momenta na pravu liniju koja povezuje ove ta?ke.

Dielektrici u elektri?nom polju.

Dielektrik- supstanca koja nema slobodnih naboja, pa samim tim i ne provodi struja. Me?utim, u stvari, provodljivost postoji, ali je zanemarljiva.

Dielektri?ne klase:

sa polarnim molekulima (voda, nitrobenzen): molekuli nisu simetri?ni, centri mase pozitivnih i negativnih naboja se ne poklapaju, ?to zna?i da imaju dipolni moment iu slu?aju kada nema elektri?nog polja.

kod nepolarnih molekula (vodik, kisik): molekuli su simetri?ni, centri mase pozitivnih i negativnih naboja se poklapaju, ?to zna?i da nemaju dipolni moment u odsustvu elektri?nog polja.

kristalni (natrijum hlorid): kombinacija dve podre?etke, od kojih je jedna pozitivno, a druga negativno; u odsustvu elektri?nog polja, ukupni dipolni moment je nula.

Polarizacija- proces prostornog razdvajanja naelektrisanja, pojava vezanih naelektrisanja na povr?ini dielektrika, ?to dovodi do slabljenja polja unutar dielektrika.

Na?ini polarizacije:

1 na?in - elektrohemijska polarizacija:

Na elektrodama - kretanje kationa i aniona prema njima, neutralizacija tvari; formiraju se podru?ja pozitivnih i negativnih naboja. Struja se postepeno smanjuje. Brzina uspostavljanja mehanizma neutralizacije karakterizira vrijeme relaksacije - to je vrijeme tokom kojeg ?e se polarizacijski EMF pove?ati od 0 do maksimuma od trenutka primjene polja. = 10 -3 -10 -2 s.

Metoda 2 - orijentacijska polarizacija:

Na povr?ini dielektrika nastaju nekompenzirani polarni, tj. dolazi do polarizacije. Napetost unutar dielektrika je manja od vanjske napetosti. Vrijeme opu?tanja: = 10 -13 -10 -7 s. Frekvencija 10 MHz.

3 na?ina - elektronska polarizacija:

Karakteristi?no za nepolarne molekule koji postaju dipoli. Vrijeme opu?tanja: = 10 -16 -10 -14 s. Frekvencija 10 8 MHz.

4 na?ina - jonska polarizacija:

Dvije re?etke (Na i Cl) su pomjerene jedna u odnosu na drugu.

Vrijeme opu?tanja:

Metoda 5 - mikrostrukturna polarizacija:

Za biolo?ke strukture je tipi?no kada se izmjenjuju nabijeni i nenabijeni slojevi. Dolazi do preraspodjele jona na polupropusnim ili jononepropusnim pregradama.

Vrijeme opu?tanja: \u003d 10 -8 -10 -3 s. Frekvencija 1 kHz

Numeri?ke karakteristike stepena polarizacije:

Struja je ure?eno kretanje slobodnih naboja u materiji ili u vakuumu.

Uslovi za postojanje elektri?ne struje:

prisustvo besplatnih naknada

prisustvo elektri?nog polja, tj. sile koje deluju na ove optu?be

Snaga struje- vrijednost jednaka naboju koji prolazi kroz bilo koji popre?ni presjek provodnika u jedinici vremena (1 sekundi)

Mjereno u amperima.

n je koncentracija naboja

q je iznos naknade

S- povr?ina popre?nog presjeka provodnika

- brzina usmjerenog kretanja ?estica.

Brzina kretanja nabijenih ?estica u elektri?nom polju je mala - 7 * 10 -5 m / s, brzina ?irenja elektri?nog polja je 3 * 10 8 m / s.

gustina struje- koli?ina naelektrisanja koja u 1 sekundi prolazi kroz dio od 1 m 2.

. Mjereno u A/m 2.

- sila koja djeluje na jon sa strane elektri?nog polja jednaka je sili trenja

- pokretljivost jona

- brzina usmjerenog kretanja jona = pokretljivost, ja?ina polja

Specifi?na provodljivost elektrolita je ve?a, ?to je ve?a koncentracija iona, njihov naboj i pokretljivost. Kako temperatura raste, pove?ava se mobilnost iona i pove?ava se elektri?na provodljivost.

Elektron je elementarna ?estica, koja je jedna od glavnih jedinica u strukturi materije. Naboj elektrona je negativan. Ve?ina ta?na merenja su napravili Millikan i Joffe po?etkom dvadesetog veka.

Naelektrisanje elektrona je minus 1,602176487 (40) * 10 -1 9 C.

Preko ove vrijednosti se mjeri elektri?ni naboj ostalih najmanjih ?estica.

Op?ti koncept elektrona

U fizici ?estica se ka?e da je elektron nedjeljiv i da nema strukturu. Uklju?en je u elektromagnetne i gravitacione procese, pripada grupi leptona, ba? kao i njegova anti?estica, pozitron. Me?u ostalim leptonima, ima najmanju te?inu. Ako se elektroni i pozitroni sudare, to dovodi do njihove anihilacije. Takav par mo?e nastati iz gama-kvanta ?estica.

Prije nego ?to je izmjeren neutrino, elektron se smatrao najlak?om ?esticom. AT kvantna mehanika klasifikovan je kao fermion. Elektron tako?e ima magnetni moment. Ako se na njega odnosi i pozitron, tada se pozitron izdvaja kao pozitivno nabijena ?estica, a elektron se naziva negatron, kao ?estica s negativnim nabojem.

Individualna svojstva elektrona

Elektroni pripadaju prvoj generaciji leptona, sa svojstvima ?estica i talasa. Svaki od njih je obdaren kvantnim stanjem, koje se odre?uje mjerenjem energije, orijentacije spina i drugih parametara. Svoju pripadnost fermionima otkriva kroz nemogu?nost da dva elektrona budu u istom kvantnom stanju u isto vrijeme (prema Paulijevom principu).

Prou?ava se na isti na?in kao i kvazi?estica u periodi?nom kristalnom potencijalu, u kojem se efektivna masa mo?e zna?ajno razlikovati od mase u mirovanju.

Kroz kretanje elektrona nastaju elektri?na struja, magnetizam i termo EMF. Naboj elektrona u kretanju formira magnetsko polje. Me?utim, vanjsko magnetsko polje odbija ?esticu od smjer naprijed. Kada se ubrza, elektron stje?e sposobnost da apsorbira ili emituje energiju kao foton. Njegov set se sastoji od atomskih omota?a elektrona, ?iji broj i polo?aj odre?uju hemijska svojstva.

Atomska masa se uglavnom sastoji od nuklearnih protona i neutrona, dok masa elektrona iznosi oko 0,06% ukupne atomske te?ine. Kulonova elektri?na sila je jedna od glavnih sila koja mo?e dr?ati elektron blizu jezgra. Ali kada se od atoma stvore molekule i nastanu hemijske veze, elektroni se redistribuiraju u novom formiranom prostoru.

Nukleoni i hadroni su uklju?eni u pojavu elektrona. Izotopi sa radioaktivnim svojstvima su sposobni da emituju elektrone. U laboratorijskim uslovima, ove ?estice se mogu prou?avati u posebnim instrumentima, a na primer, teleskopi mogu detektovati zra?enje od njih u oblacima plazme.

Otvaranje

Elektron su otkrili njema?ki fizi?ari u devetnaestom vijeku, kada su prou?avali katodna svojstva zraka. Zatim su ga drugi nau?nici po?eli detaljnije prou?avati, dovode?i ga u rang posebne ?estice. Prou?avane su zra?enje i druge povezane fizi?ke pojave.

Na primjer, grupa koju je predvodio Thomson procijenila je naboj elektrona i masu katodnih zraka, ?iji omjeri, kako su saznali, ne ovise o materijalnom izvoru.
A Becquerel je otkrio da minerali sami emituju zra?enje, a njihovi beta zraci mogu biti odbijeni djelovanjem elektri?nog polja, dok su masa i naboj zadr?ali isti omjer kao i katodni zraci.

Atomska teorija

Prema ovoj teoriji, atom se sastoji od jezgra i elektrona oko njega, raspore?enih u obliku oblaka. Oni se nalaze u nekim kvantiziranim stanjima energije, ?iju promjenu prati proces apsorpcije ili emisije fotona.

Kvantna mehanika

Po?etkom dvadesetog veka formulisana je hipoteza prema kojoj materijalne ?estice imaju svojstva i pravih ?estica i talasa. Tako?e, svetlost se mo?e manifestovati u obliku talasa (naziva se de Broljev talas) i ?estica (fotona).

Kao rezultat toga, formulirana je poznata Schr?dingerova jedna?ina, koja opisuje ?irenje elektronskih valova. Ovaj pristup se zove kvantna mehanika. Kori??en je za izra?unavanje elektronskih stanja energije u atomu vodika.

Osnovna i kvantna svojstva elektrona

?estica pokazuje fundamentalna i kvantna svojstva.

Osnovni uklju?uju masu (9,109 * 10 -31 kilogram), elementarni elektri?ni naboj (to jest, minimalni dio naboja). Prema do sada obavljenim mjerenjima, u elektronu nisu prona?eni elementi koji bi mogli otkriti njegovu podstrukturu. Ali neki nau?nici smatraju da je to ?estica ta?kasto naelektrisana. Kao ?to je navedeno na po?etku ?lanka, elektronski elektri?ni naboj je -1,602 * 10 -19 C.

Budu?i da je ?estica, elektron mo?e istovremeno biti i talas. Eksperiment sa dva proreza potvr?uje mogu?nost njegovog istovremenog prolaska kroz oba. Ovo je u sukobu sa svojstvima ?estice, gdje je svaki put mogu?e pro?i samo kroz jedan prorez.

Pretpostavlja se da elektroni imaju isto fizi?ka svojstva. Stoga njihova permutacija, sa stanovi?ta kvantne mehanike, ne dovodi do promjene stanja sistema. valna funkcija elektroni su antisimetri?ni. Stoga, njegova rje?enja nestaju kada identi?ni elektroni u?u u isto kvantno stanje (Paulijev princip).

Elementarni elektri?ni naboj je osnovna fizi?ka konstanta, minimalni dio (kvant) elektri?nog naboja. Pribli?no jednako

e=1,602 176 565 (35) 10 -19 C

u Me?unarodnom sistemu jedinica (SI). Usko povezana sa konstantom fine strukture, koja opisuje elektromagnetnu interakciju.

"Svaki elektri?ni naboj uo?en u eksperimentu je uvijek vi?ekratnik elementarnog naboja"- takvu pretpostavku iznio je B. Franklin 1752. godine i kasnije vi?e puta eksperimentalno testiran. Elementarni naboj prvi je eksperimentalno izmjerio Millikan 1910.

?injenica da se elektri?ni naboj u prirodi javlja samo u obliku cijelog broja elementarnih naboja mo?e se nazvati kvantizacijom elektri?nog naboja. U isto vrijeme, u klasi?noj elektrodinamici, pitanje uzroka kvantizacije naboja se ne raspravlja, jer je naboj vanjski parametar, a ne dinami?ka varijabla. Zadovoljavaju?e obja?njenje za?to se naboj mora kvantizirati jo? nije prona?eno, ali su ve? dobivena brojna zanimljiva zapa?anja.

• · Ako magnetni monopol postoji u prirodi, onda, prema kvantnoj mehanici, njegov magnetni naboj mora biti u odre?enom omjeru sa nabojem bilo koje odabrane elementarne ?estice. Iz ovoga automatski slijedi da samo postojanje magnetnog monopola povla?i za sobom kvantizaciju naboja. Me?utim, nije bilo mogu?e otkriti magnetni monopol u prirodi.
• · AT moderna fizika elementarnih ?estica, razvijaju se i drugi modeli u kojima bi se sve poznate fundamentalne ?estice pokazale kao jednostavne kombinacije novih, jo? fundamentalnijih ?estica. U ovom slu?aju, kvantizacija naboja posmatranih ?estica ne izgleda iznena?uju?e, jer nastaje „konstruktivno“.

Tako?e je mogu?e da ?e svi parametri posmatranih ?estica biti opisani u terminima unificirana teorija oblasti, pristupi kojima se trenutno razvijaju. U takvim teorijama, veli?ina elektri?nog naboja ?estica mora se izra?unati iz izuzetno malog broja fundamentalnih parametara, mo?da povezanih sa strukturom prostor-vremena na ultramalim udaljenostima. Ako se takva teorija konstruira, onda ?e se ono ?to promatramo kao elementarni elektri?ni naboj ispostaviti kao neka diskretna prostorno-vremenska invarijanta. Takav pristup razvijen je, na primjer, u modelu S. Bilson-Thompson, u kojem fermioni standardni model tuma?e se kao tri trake prostor-vremena upletene u pletenicu, a elektri?ni naboj (ta?nije, njegova tre?ina) odgovara vrpci uvijenoj za 180°. Me?utim, unato? eleganciji ovakvih modela, jo? uvijek nisu postignuti konkretni op?eprihva?eni rezultati u ovom pravcu.

elementarnog elektri?nog naboja elementarnog elektri?nog naboja

(e), minimalni elektri?ni naboj, pozitivan ili negativan, ?ija veli?ina e?4,8 10 -10 CGSE jedinica, ili 1,6 10 -19 C. Gotovo sve nabijene elementarne ?estice imaju naboj + e ili - e(izuzetak su neke rezonancije sa naelektrisanjem koje je vi?estruko od e); ?estice sa frakcijskim elektri?nim nabojem nisu primije?ene, me?utim, u moderna teorija jaka interakcija - kvantna hromodinamika - pretpostavlja se postojanje kvarkova - ?estice sa naelektrisanjem vi?estrukim od 1/3 e.

ELEKTRI?NO NAPUNJENJE ( e), minimalni elektri?ni naboj, pozitivan ili negativan, jednak naboj elektrona.
Pretpostavku da je svaki elektri?ni naboj uo?en u eksperimentu uvijek vi?estruki od elementarnog naboja napravio je B. Franklin (cm. FRANKLIN Benjamin) 1752. Zahvaljuju?i eksperimentima M. Faradaya (cm. FARADEUS Michael) elektrolizom je 1834. izra?unata vrijednost elementarnog naboja. Na postojanje elementarnog elektri?nog naboja ukazao je 1874. godine i engleski nau?nik J. Stoney. Tako?e je uveo koncept "elektrona" u fiziku i predlo?io metodu za izra?unavanje vrednosti elementarnog naelektrisanja. Po prvi put eksperimentalno elementarni elektri?ni naboj izmjerio je R. Milliken (cm. MILLIKEN Robert Andrus) 1908. godine
Materijalni nosioci elementarnog elektri?nog naboja u prirodi su nabijene elementarne ?estice (cm. ELEMENTARNE ?ESTICE).
Elektri?no punjenje (cm. ELEKTRI?NO PUNJENJE) bilo kojeg mikrosistema i makroskopskih tijela uvijek je jednaka algebarskom zbiru elementarnih naboja uklju?enih u sistem, odnosno cjelobrojnom vi?ekratniku vrijednosti e (ili nule).
Trenutno utvr?ena vrijednost apsolutne vrijednosti elementarnog elektri?nog naboja (cm. OSNOVNO PUNJENJE ELEKTRIKE) je e = (4,8032068 0,0000015) . 10 -10 CGSE jedinica, ili 1,60217733 . 10 -19 C. Vrijednost elementarnog elektri?nog naboja izra?unata po formuli, izra?ena kroz fizi?ke konstante, daje vrijednost za elementarni elektri?ni naboj: e = 4,80320419(21) . 10 -10 , ili: e = 1,602176462 (65) . 10 -19 C.
Vjeruje se da je ovaj naboj zaista elementaran, odnosno da se ne mo?e podijeliti na dijelove, a naboji bilo kojeg objekta su njegovi cjelobrojni vi?ekratnici. Elektri?ni naboj elementarne ?estice je njena osnovna karakteristika i ne zavisi od izbora referentnog sistema. Elementarni elektri?ni naboj potpuno je jednak elektri?nom naboju elektrona, protona i gotovo svih ostalih nabijenih elementarnih ?estica, koje su stoga materijalni nosioci najmanjeg naboja u prirodi.
Postoji pozitivan i negativan elementarni elektri?ni naboj, a elementarna ?estica i njena anti?estica imaju naboje suprotnih predznaka. Nosa? elementarnog negativnog naboja je elektron ?ija je masa me = 9,11. 10 -31 kg. Nosa? elementarnog pozitivnog naboja je proton ?ija je masa mp = 1,67. 10 -27 kg.
?injenica da se elektri?ni naboj u prirodi javlja samo u obliku cijelog broja elementarnih naboja mo?e se nazvati kvantizacijom elektri?nog naboja. Gotovo sve nabijene elementarne ?estice imaju naboj e - ili e + (izuzetak su neke rezonancije sa naelektrisanjem koje je vi?estruko od e); ?estice sa frakcijskim elektri?nim nabojem nisu uo?ene, me?utim, u modernoj teoriji jake interakcije - kvantna kromodinamika - postojanje ?estica - kvarkova - s nabojima koji su vi?estruki od 1/3 e.
Elementarni elektri?ni naboj se ne mo?e uni?titi; ova ?injenica je sadr?aj zakona odr?anja elektri?nog naboja na mikroskopskom nivou. Elektri?ni naboji mogu nestati i ponovo se pojaviti. Me?utim, uvijek se pojavljuju ili nestaju dva elementarna naboja suprotnih predznaka.
Vrijednost elementarnog elektri?nog naboja je konstanta elektromagnetnih interakcija i uklju?ena je u sve jednad?be mikroskopske elektrodinamike.