Vi listar egenskaperna hos avgifter

2. Elladdning har diskret natur

element?r laddning

Elektricitet. F?ruts?ttningar f?r f?rekomsten av elektrisk str?m. Str?mstyrka och str?mt?thet

En elektrisk str?m ?r en riktad r?relse av laddade partiklar. Man kom ?verens om att betrakta r?relseriktningen f?r positivt laddade partiklar som riktningen f?r den elektriska str?mmen. F?r fortsatt existens av en elektrisk str?m i en sluten krets m?ste f?ljande villkor vara uppfyllda:

N?rvaron av fritt laddade partiklar (str?mb?rare);

N?rvaron av ett elektriskt f?lt, vars krafter, som verkar p? laddade partiklar, f?r dem att r?ra sig p? ett ordnat s?tt;

N?rvaron av en str?mk?lla, inuti vilken yttre krafter flyttar fria laddningar mot elektrostatiska (Coulomb) krafter.

Den elektriska str?mmens kvantitativa egenskaper ?r str?mstyrkan I och str?mt?theten j.

Str?mstyrka - skal?r fysisk kvantitet, lika f?rh?llande laddning Dq, som passerar genom ledarens tv?rsnitt under en viss tidsperiod Dt, till detta intervall:

SI-enheten f?r str?m ?r ampere (A).

Om str?mstyrkan och dess riktning inte ?ndras med tiden, kallas str?mmen konstant.

Str?mt?theten j ?r en vektorfysisk kvantitet, vars modul ?r lika med f?rh?llandet mellan str?mstyrkan I i ledaren och ledarens tv?rsnittsarea S:

SI-enheten f?r str?mt?thet ?r ampere per kvadratmeter(A/m2).

Ljusbrytning i linser

En lins ?r en genomskinlig kropp som avgr?nsas av tv? kurvlinj?ra eller kurvlinj?ra och plana ytor.

I de flesta fall anv?nds linser, vars ytor har en sf?risk form. En lins s?gs vara tunn om dess tjocklek d ?r liten j?mf?rt med kr?kningsradien f?r dess ytor R1 och R2. Annars kallas linsen tjock. Den optiska huvudaxeln f?r en lins kallas en r?t linje som passerar genom kr?kningscentrumen p? dess ytor. Vi kan anta att i en tunn lins sm?lter sk?rningspunkterna f?r den optiska huvudaxeln med linsens b?da ytor samman till en punkt O, som kallas linsens optiska centrum. En tunn lins har ett huvudplan gemensamt f?r linsens b?da ytor och som g?r genom linsens optiska centrum vinkelr?tt mot dess optiska huvudaxel. Alla raka linjer som passerar genom linsens optiska centrum och som inte sammanfaller med dess optiska huvudaxel kallas linsens sekund?ra optiska axlar. Str?lar som f?rdas l?ngs linsens optiska axlar (huvud och sekund?r) upplever inte brytning.

Formel f?r tunna linser:

d?r n21 = n2/n1, n2 och n1 - absoluta indikatorer brytning f?r linsmaterial och milj?, R1 och R2 ?r kr?kningsradier f?r de fr?mre och bakre ytorna (i f?rh?llande till objektet) p? linsen, a1 och a2 ?r avst?nden till objektet och dess bild, r?knat fr?n linsens optiska centrum l?ngs dess huvudoptik axel.

V?rdet kallas objektivets br?nnvidd. Punkter som ligger p? linsens optiska huvudaxel p? b?da sidor om det optiska centrumet p? lika avst?nd lika med f kallas linjens huvudfokus. Planen som passerar genom linsens huvudfokus F1 och F2 vinkelr?tt mot dess optiska huvudaxel kallas linsens fokalplan. Sk?rningspunkterna f?r de sekund?ra optiska axlarna med linsens fokalplan kallas linsens sekund?ra br?nnpunkter.

En lins kallas konvergerande (positiv) om dess br?nnvidd f>0. En lins kallas divergerande (negativ) om dess br?nnvidd f<0.

F?r n2 >n1 ?r konvergerande linser bikonvexa, plankonvexa och konkava-konvexa (positiva menisklinser), tunnare fr?n mitten till kanterna; diffuserande ?r bikonkava, plankonkava och konvexa-konkava linser (negativa menisker), tjockare fr?n mitten till kanterna. F?r p2 n1.

Plancks hypotes. Foton och dess egenskaper. V?g-partikeldualitet

Plancks hypotes - en hypotes som lades fram den 14 december 1900 av Max Planck och som best?r i att under v?rmestr?lning emitteras och absorberas energi inte kontinuerligt, utan i separata kvanta (portioner). Varje s?dan del-kvantum har en energi proportionell mot frekvensen n av str?lningen:

d?r h eller - proportionalitetskoefficient, n?mns senare Plancks konstant. Baserat p? denna hypotes f?reslog han en teoretisk h?rledning av f?rh?llandet mellan en kropps temperatur och den str?lning som s?nds ut av denna kropp - Plancks formel.

Plancks hypotes bekr?ftades senare experimentellt.

Framg?ngen av denna hypotes anses vara ?gonblicket f?r f?delsen av kvantmekaniken.

Foton - material, elektriskt neutral partikel, kvant elektromagnetiskt f?lt(b?rare av elektromagnetisk interaktion).

Grundl?ggande egenskaper hos en foton

1. ?r en partikel av det elektromagnetiska f?ltet.

2. R?r sig med ljusets hastighet.

3. Finns bara i r?relse.

4. Det ?r om?jligt att stoppa en foton: den r?r sig antingen med en hastighet som ?r lika med ljusets hastighet eller existerar inte; d?rf?r ?r vilomassan f?r en foton noll.

Fotonenergi:

Enligt relativitetsteorin kan energin alltid ber?knas som ,

D?rav - fotonens massa.

foton momentum . Fotonmomentet riktas l?ngs ljusstr?len.

V?g-partikeldualitet

Slutet av 1800-talet: den fotoelektriska effekten och Compton-effekten bekr?ftade Newtons teori, och fenomenen diffraktion och ljusinterferens bekr?ftade Huygens teori.

Allts? m?nga fysiker i b?rjan av 1900-talet. kom fram till att ljus har tv? egenskaper:

1. N?r den f?r?kar sig uppvisar den v?gegenskaper.

2. N?r det interagerar med ett ?mne uppvisar det korpuskul?ra egenskaper. Dess egenskaper ?r inte begr?nsade till varken v?gor eller partiklar.

Ju mer v, desto mer uttalade ?r ljusets kvantegenskaper och desto mindre ?r v?gegenskaperna.

S?, all str?lning har b?de v?g- och kvantegenskaper. D?rf?r beror hur en foton manifesterar sig - som en v?g eller som en partikel - p? vilken typ av studie som utf?rs p? den.

Rutherfords experiment. Planetarisk modell av atomen

F?r en experimentell studie av f?rdelningen Positiv laddning, och d?rav massan inuti atomen Rutherford f?reslog 1906 att till?mpa sondering av atomen med hj?lp av a-partiklar. Deras massa ?r cirka 8000 g?nger elektronens massa, och den positiva laddningen ?r lika i modul med tv? g?nger laddningen av elektronen. Hastigheten f?r a-partiklar ?r mycket h?g: den ?r 1/15 av ljusets hastighet. Med dessa partiklar bombarderade Rutherford atomer tunga element. Elektroner kan, p? grund av sin lilla massa, inte m?rkbart ?ndra a-partikelns bana och kan inte m?rkbart ?ndra dess hastighet. Spridning (?ndring av r?relseriktningen) av a-partiklar kan endast orsakas av den positivt laddade delen av atomen. S?lunda, fr?n spridningen av a-partiklar, kan man best?mma karakt?ren av f?rdelningen av positiv laddning och massa inuti atomen. Ett radioaktivt preparat, s?som radium, placerades inuti blycylinder 1, l?ngs vilken en smal kanal borrades. En str?le av a-partiklar fr?n kanalen f?ll p? tunn folie 2 gjord av materialet som studeras (guld, koppar, etc.). Efter spridning tr?ffade a-partiklarna en halvtransparent sk?rm 3 belagd med zinksulfid. Kollisionen av varje partikel med sk?rmen ?tf?ljdes av en ljusblixt (scintillation), som kunde observeras i ett mikroskop 4. Hela anordningen placerades i ett k?rl fr?n vilket luften evakuerades.

N?r den ?r f?rdelad ?ver atomen kan en positiv laddning inte skapa en tillr?ckligt intensiv elektriskt f?lt kapabel att kasta a-partikeln tillbaka. Den maximala fr?nst?tande kraften best?ms av Coulombs lag:

d?r qa ?r laddningen av a-partikeln; q ?r atomens positiva laddning; r ?r dess radie; k - proportionalitetskoefficient. Den elektriska f?ltstyrkan f?r en likformigt laddad boll ?r maximal p? bollens yta och minskar till noll n?r den n?rmar sig mitten. D?rf?r, ju mindre radie r, desto st?rre kraft som st?ter bort a-partiklarna. Denna teori verkar absolut oumb?rlig f?r att f?rklara experiment om spridning av a-partiklar. Men p? basis av denna modell ?r det om?jligt att f?rklara atomens existens, dess stabilitet. N?r allt kommer omkring sker r?relsen av elektroner i banor med acceleration, och ganska betydande. Enligt Maxwells elektrodynamiska lagar m?ste en accelererad laddning str?la ut elektromagnetiska v?gor med en frekvens lika med frekvensen av dess rotation runt k?rnan. Str?lning ?tf?ljs av en f?rlust av energi. Om energin f?rloras b?r elektronerna n?rma sig k?rnan, precis som en satellit n?rmar sig jorden n?r den bromsar i den ?vre atmosf?ren. Som rigor?sa ber?kningar baserade p? Newtons mekanik och Maxwells elektrodynamik visar m?ste en elektron falla p? en k?rna p? en f?rsumbar tid. Atomen m?ste upph?ra att existera.

I verkligheten h?nder inget s?dant. Av detta f?ljer att den klassiska fysikens lagar inte ?r till?mpliga p? fenomen i atomskala. Rutherford skapade en planetmodell av atomen: elektroner kretsar runt k?rnan, precis som planeterna kretsar runt solen. Denna modell ?r enkel, motiverad experimentellt, men till?ter inte att f?rklara atomens stabilitet.

M?ngd v?rme

M?ngden v?rme ?r ett m?tt p? f?r?ndring inre energi, som kroppen tar emot (eller ger) i processen f?r v?rme?verf?ring.

B?de arbete och v?rmem?ngd pr?glar allts? energif?r?ndringen, men ?r inte identiska med energi. De karakt?riserar inte sj?lva systemets tillst?nd, utan best?mmer processen f?r energi?verg?ng fr?n en form till en annan (fr?n en kropp till en annan) n?r tillst?ndet f?r?ndras och beror i huvudsak p? processens natur.

Huvudskillnaden mellan arbete och m?ngden v?rme ?r att arbetet k?nnetecknar processen att f?r?ndra systemets inre energi, ?tf?ljd av omvandlingen av energi fr?n en typ till en annan (fr?n mekanisk till intern). M?ngden v?rme k?nnetecknar processen f?r ?verf?ring av intern energi fr?n en kropp till en annan (fr?n mer uppv?rmd till mindre uppv?rmd), inte ?tf?ljd av energiomvandlingar.

Erfarenheten visar att m?ngden v?rme som kr?vs f?r att v?rma en kropp med massa m fr?n temperatur T1 till temperatur T2 ber?knas med formeln d?r c ?r ?mnets specifika v?rme;

SI-enheten f?r specifik v?rme ?r joule per kilogram-kelvin (J/(kg K)).

Specifik v?rme c ?r numeriskt lika med m?ngden v?rme som m?ste tillf?ras en kropp med massan 1 kg f?r att v?rma den med 1 K.

V?rmekapaciteten f?r kroppens CT ?r numeriskt lika med m?ngden v?rme som kr?vs f?r att ?ndra kroppstemperaturen med 1 K:

SI-enheten f?r en kropps v?rmekapacitet ?r joule per Kelvin (J/K).

F?r att ?ndra en v?tska till en ?nga vid en konstant temperatur ?r m?ngden v?rme som kr?vs

d?r L - specifik v?rme f?r?ngning. N?r ?nga kondenserar frig?rs samma m?ngd v?rme.

F?r att sm?lta kristallin kropp massa m vid sm?lttemperaturen ?r det n?dv?ndigt f?r kroppen att rapportera m?ngden v?rme

d?r l ?r det specifika fusionsv?rmet. Under kristalliseringen av en kropp frig?rs samma m?ngd v?rme.

M?ngden v?rme som frig?rs under fullst?ndig f?rbr?nning br?nslemassa m,

d?r q ?r det specifika f?rbr?nningsv?rmet.

SI-enheten f?r specifika v?rme f?r f?r?ngning, sm?ltning och f?rbr?nning ?r joule per kilogram (J/kg).

Elektrisk laddning och dess egenskaper. diskrethet. element?r elektrisk laddning. Lagen om bevarande av elektrisk laddning.

Elektrisk laddning ?r en fysisk storhet som k?nnetecknar den elektromagnetiska interaktionen. Kroppen ?r negativt laddad om det finns ett ?verskott av elektroner p? den, positivt - ett underskott.

Vi listar egenskaperna hos avgifter

1. Det finns tv? typer av avgifter; negativt och positivt. Motsatta laddningar attraherar, som laddningar st?ter bort. B?raren av det element?ra, dvs. Den minsta, negativa laddningen ?r en elektron, vars laddning ?r qe = -1,6 * 10-19 C, och massan ?r me = 9,1 * 10-31 kg. B?raren av den element?ra positiva laddningen ?r protonen qр=+1,6*10-19C, massa mр=1,67*10-27kg.

2. Elladdning har diskret natur. Detta betyder att laddningen av en kropp ?r en multipel av elektronladdningen q=Nqe, d?r N ?r ett heltal. Men som regel m?rker vi inte diskretiteten i laddningen, eftersom den element?ra laddningen ?r mycket liten.

3. I ett isolerat system, dvs. i ett system vars kroppar inte utbyter laddningar med kroppar utanf?r det, bevaras den algebraiska summan av laddningar (laddningskonserveringslagen).

4. E-post laddning kan alltid ?verf?ras fr?n en kropp till en annan.

5. Laddningsenheten i SI ?r h?nget (C). Per definition ?r 1 pendant lika med laddningen som flyter genom ledarens tv?rsnitt p? 1 s vid en str?m p? 1 A.

6. Lagen om bevarande av elektrisk laddning.

Inuti ett slutet system, f?r alla interaktioner, f?rblir den algebraiska summan av elektriska laddningar konstant:

Ett isolerat (eller slutet) system kommer vi att kalla ett system av kroppar i vilka inga elektriska laddningar inf?rs utifr?n och inte avl?gsnas fr?n det.

Ingenstans och aldrig i naturen uppst?r och f?rsvinner en elektrisk laddning av samma tecken. Uppkomsten av en positiv elektrisk laddning ?tf?ljs alltid av uppkomsten av en negativ laddning lika i absolut v?rde. Varken en positiv eller en negativ laddning kan f?rsvinna separat, de kan endast ?msesidigt neutralisera varandra om de ?r lika i absolut v?rde.

S? elementarpartiklar kan f?rvandlas till varandra. Men alltid vid f?delsen av laddade partiklar observeras utseendet av ett par partiklar med laddningar av motsatt tecken. Den samtidiga f?delsen av flera s?dana par kan ocks? observeras. Laddade partiklar f?rsvinner och f?rvandlas till neutrala, ocks? bara i par. Alla dessa fakta l?mnar inga tvivel om det strikta genomf?randet av lagen om bevarande av elektrisk laddning.

element?r laddning - minimiavgift, som inte kan separeras.

Elektrisk laddning- en fysisk storhet som k?nnetecknar kroppars f?rm?ga att ing? i elektromagnetiska interaktioner. M?tt i Coulomb.

element?r elektrisk laddning- den minsta laddning som elementarpartiklar har (laddningen av en proton och en elektron).

Kroppen har en laddning, betyder att den har extra eller saknade elektroner. Denna avgift betecknas q=ne. (det ?r lika med antalet element?ra laddningar).

elektrifiera kroppen- att skapa ett ?verskott och en brist p? elektroner. S?tt: elektrifiering genom friktion och elektrifiering genom kontakt.

precisera gryningen e - kroppens laddning, som kan tas som en materiell punkt.

r?tteg?ngsavgift() - en punkt, liten laddning, n?dv?ndigtvis positiv - anv?nds f?r att studera det elektriska f?ltet.

Lagen om bevarande av laddning:i ett isolerat system f?rblir den algebraiska summan av laddningarna f?r alla kroppar konstant f?r alla interaktioner mellan dessa kroppar med varandra.

Coulombs lag:interaktionskrafterna f?r tv? punktladdningar ?r proportionella mot produkten av dessa laddningar, omv?nt proportionella mot kvadraten p? avst?ndet mellan dem, beror p? mediets egenskaper och ?r riktade l?ngs den r?ta linjen som f?rbinder deras centrum.

, var
F/m, C2/nm2 - dielektrisk. snabb. Vakuum

- relaterar. dielektrisk konstant (>1)

- absolut dielektrisk permeabilitet. milj?er

Elektriskt f?lt- det materialmedium genom vilket v?xelverkan mellan elektriska laddningar sker.

Elektriska f?ltegenskaper:

Det elektriska f?ltets egenskaper:

sp?nning(E) ?r en vektorkvantitet lika med kraften som verkar p? en enhetstestladdning placerad vid en given punkt.

M?tt i N/C.

Riktning?r samma som f?r den aktiva kraften.

sp?nningen beror inte p? varken p? styrka eller p? r?tteg?ngsanklagelsens omfattning.

Superposition av elektriska f?lt: styrkan p? f?ltet som skapas av flera laddningar ?r lika med vektorsumman av f?ltstyrkorna f?r varje laddning:

Grafiskt Det elektroniska f?ltet avbildas med hj?lp av sp?nningslinjer.

sp?nningslinjen- en linje, vars tangent i varje punkt sammanfaller med sp?nningsvektorns riktning.

Stresslinjeegenskaper: de sk?r sig inte, endast en linje kan dras genom varje punkt; de ?r inte st?ngda, l?mnar en positiv laddning och g?r in i en negativ, eller f?rsvinner i det o?ndliga.

F?lttyper:

Enhetligt elektriskt f?lt- ett f?lt vars intensitetsvektor vid varje punkt ?r densamma i absolut v?rde och riktning.

Oj?mnt elektriskt f?lt- ett f?lt vars intensitetsvektor vid varje punkt inte ?r densamma i absolut v?rde och riktning.

Konstant elektriskt f?lt– sp?nningsvektorn ?ndras inte.

Icke-konstant elektriskt f?lt- sp?nningsvektorn ?ndras.

Det elektriska f?ltets arbete f?r att flytta laddningen.

, d?r F ?r kraft, S ?r f?rskjutning, - vinkel mellan F och S.

F?r ett enhetligt f?lt: kraften ?r konstant.

Arbetet ?r inte beroende av banans form; arbetet som gjorts f?r att f?rflytta sig l?ngs en st?ngd v?g ?r noll.

F?r ett inhomogent f?lt:

Elektriskt f?ltpotential- f?rh?llandet mellan det arbete som f?ltet g?r genom att flytta den elektriska provladdningen till o?ndligheten, och storleken p? denna laddning.

-potential?r f?ltets energikarakt?r. M?tt i volt

M?jlig skillnad:

Om en
, d?

, betyder att

-potentiell gradient.

F?r ett homogent f?lt: potentialskillnad - Sp?nning:

. Det m?ts i volt, enheter - voltmetrar.

Elektrisk kapacitet- kroppens f?rm?ga att ackumulera en elektrisk laddning; f?rh?llandet mellan laddning och potential, som alltid ?r konstant f?r en given ledare.

.

Beror inte p? laddning och ?r inte beroende av potential. Men det beror p? storleken och formen p? ledaren; p? mediets dielektriska egenskaper.

, d?r r ?r storleken,
- permeabilitet av mediet runt kroppen.

Den elektriska kapaciteten ?kar om n?gra kroppar finns i n?rheten - ledare eller dielektrikum.

Kondensator- en anordning f?r att samla en laddning. Elektrisk kapacitet:

Platt kondensator- tv? metallplattor med ett dielektrikum mellan dem. Kapacitans f?r en platt kondensator:

, d?r S ?r plattornas area, d ?r avst?ndet mellan plattorna.

Energi hos en laddad kondensator?r lika med det arbete som det elektriska f?ltet utf?r f?r att ?verf?ra laddning fr?n en platta till en annan.

?verf?ring av sm? avgifter
, kommer sp?nningen att ?ndras till
, arbete kommer att utf?ras
. D?rf?r att
, och C \u003d const,
. Sedan
. Vi integrerar:

Elektrisk f?ltenergi:
d?r V=Sl ?r volymen som upptas av det elektriska f?ltet

F?r ett inhomogent f?lt:
.

Volumetrisk elektrisk f?ltt?thet:
. M?tt i J/m 3.

elektrisk dipol- ett system best?ende av tv? lika, men motsatta i tecken, punktelektriska laddningar bel?gna p? ett visst avst?nd fr?n varandra (dipolarm -l).

Den huvudsakliga egenskapen hos en dipol ?r dipolmoment?r en vektor lika med produkten av laddningen och dipolens arm, riktad fr?n en negativ laddning till en positiv. Betecknas
. M?tt i coulomb meter.

Dipol i ett enhetligt elektriskt f?lt.

Krafterna som verkar p? var och en av dipolens laddningar ?r:
och
. Dessa krafter ?r motsatt riktade och skapar ett moment av ett kraftpar - vridmoment:, d?r

M - vridmoment F - krafter som verkar p? dipolen

d– arm arm l– arm av dipolen

p– dipolmoment E– intensitet

- vinkel mellan p Ekv - laddning

Under inverkan av ett vridmoment kommer dipolen att v?nda och s?tta sig i riktning mot sp?nningslinjerna. Vektorerna pi och E kommer att vara parallella och enkelriktade.

Dipol i ett inhomogent elektriskt f?lt.

Det finns ett vridmoment, s? dipolen kommer att vridas. Men krafterna kommer att vara oj?mlika, och dipolen kommer att flytta till d?r kraften ?r st?rre.

-styrka gradient. Ju h?gre sp?nningsgradient, desto h?gre sidokraft som drar av dipolen. Dipolen ?r orienterad l?ngs kraftlinjerna.

Dipols eget f?lt.

Men . Sedan:

.

L?t dipolen vara vid punkt O och dess arm vara liten. Sedan:

.

Formeln erh?lls med h?nsyn till:

S?ledes beror potentialskillnaden p? sinus f?r halvvinkeln vid vilken dipolpunkterna ?r synliga, och projektionen av dipolmomentet p? den r?ta linjen som f?rbinder dessa punkter.

Dielektrikum i ett elektriskt f?lt.

Dielektrisk- ett ?mne som inte har n?gra gratis avgifter och d?rf?r inte fungerar elektricitet. Men i sj?lva verket finns konduktivitet, men den ?r f?rsumbar.

Dielektriska klasser:

med pol?ra molekyler (vatten, nitrobensen): molekylerna ?r inte symmetriska, masscentra f?r positiva och negativa laddningar sammanfaller inte, vilket inneb?r att de har ett dipolmoment ?ven i det fall det inte finns n?got elektriskt f?lt.

med opol?ra molekyler (v?te, syre): molekylerna ?r symmetriska, masscentra f?r positiva och negativa laddningar sammanfaller, vilket inneb?r att de inte har ett dipolmoment i fr?nvaro av ett elektriskt f?lt.

kristallin (natriumklorid): en kombination av tv? subgitter, varav det ena ?r positivt laddat och det andra ?r negativt laddat; i fr?nvaro av ett elektriskt f?lt ?r det totala dipolmomentet noll.

Polarisering- processen f?r rumslig separation av laddningar, uppkomsten av bundna laddningar p? ytan av dielektrikumet, vilket leder till en f?rsvagning av f?ltet inuti dielektrikumet.

Polariseringss?tt:

1 s?tt - elektrokemisk polarisering:

P? elektroderna - r?relsen av katjoner och anjoner mot dem, neutralisering av ?mnen; omr?den med positiva och negativa laddningar bildas. Str?mmen minskar gradvis. Etableringshastigheten f?r neutraliseringsmekanismen k?nnetecknas av relaxationstiden - detta ?r den tid under vilken polarisations-EMK kommer att ?ka fr?n 0 till maximum fr?n det ?gonblick som f?ltet appliceras. = 10 -3 -10 -2 s.

Metod 2 - orienterande polarisering:

P? ytan av dielektrikumet bildas okompenserade pol?ra, d.v.s. polarisering uppst?r. Sp?nningen inuti dielektrikumet ?r mindre ?n den yttre sp?nningen. Avslappningstid: = 10 -13 -10 -7 s. Frekvens 10 MHz.

3-v?gs - elektronisk polarisering:

Karakteristiskt f?r opol?ra molekyler som blir dipoler. Avslappningstid: = 10 -16 -10 -14 s. Frekvens 10 8 MHz.

4-v?gs - jonisk polarisering:

Tv? gitter (Na och Cl) ?r f?rskjutna i f?rh?llande till varandra.

Avslappningstid:

Metod 5 - mikrostrukturell polarisering:

Det ?r typiskt f?r biologiska strukturer n?r laddade och oladdade lager alternerar. Det finns en omf?rdelning av joner p? semipermeabla eller jonogenomtr?ngliga skiljev?ggar.

Avslappningstid: \u003d 10 -8 -10 -3 s. Frekvens 1 kHz

Numeriska egenskaper f?r graden av polarisering:

Elektricitet?r den beordrade r?relsen av gratis avgifter i materia eller i vakuum.

F?ruts?ttningar f?r existensen av en elektrisk str?m:

f?rekomst av kostnadsfria avgifter

n?rvaron av ett elektriskt f?lt, dvs. krafter som agerar p? dessa anklagelser

Aktuell styrka- ett v?rde lika med laddningen som passerar genom valfritt tv?rsnitt av ledaren per tidsenhet (1 sekund)

M?tt i ampere.

n ?r koncentrationen av laddningar

q ?r laddningsbeloppet

S- ledarens tv?rsnittsarea

- hastigheten f?r den riktade r?relsen av partiklar.

R?relsehastigheten f?r laddade partiklar i ett elektriskt f?lt ?r liten - 7 * 10 -5 m / s, utbredningshastigheten f?r det elektriska f?ltet ?r 3 * 10 8 m / s.

str?mt?thet- m?ngden laddning som passerar p? 1 sekund genom en sektion p? 1 m 2.

. M?tt i A/m 2.

- kraften som verkar p? jonen fr?n sidan av det elektriska f?ltet ?r lika med friktionskraften

- jonr?rlighet

- hastighet f?r riktad r?relse av joner = r?rlighet, f?ltstyrka

Elektrolytens specifika ledningsf?rm?ga ?r desto st?rre, desto st?rre koncentration av joner, deras laddning och r?rlighet. N?r temperaturen stiger ?kar jonernas r?rlighet och den elektriska ledningsf?rm?gan ?kar.

En elektron ?r en elementarpartikel, som ?r en av huvudenheterna i materiens struktur. Laddningen av en elektron ?r negativ. Mest exakta m?tningar gjordes i b?rjan av nittonhundratalet av Millikan och Joffe.

Elektronladdningen ?r lika med minus 1,602176487 (40) * 10 -1 9 C.

Genom detta v?rde m?ts den elektriska laddningen av andra minsta partiklar.

Allm?nt begrepp av elektronen

Inom partikelfysiken s?gs det att elektronen ?r odelbar och saknar struktur. Den ?r involverad i elektromagnetiska och gravitationsprocesser, tillh?r leptongruppen, precis som dess antipartikel, positronen. Bland andra leptoner har den den l?ttaste vikten. Om elektroner och positroner kolliderar leder detta till att de utpl?nas. Ett s?dant par kan uppst? fr?n partiklars gamma-kvantum.

Innan neutrinon m?ttes var det elektronen som ans?gs vara den l?ttaste partikeln. P? kvantmekanik den klassificeras som en fermion. Elektronen har ocks? ett magnetiskt moment. Om en positron ocks? h?nvisas till den, s? separeras positronen som en positivt laddad partikel, och elektronen kallas en negatron, som en partikel med en negativ laddning.

Individuella egenskaper hos elektroner

Elektroner tillh?r den f?rsta generationen leptoner, med egenskaperna hos partiklar och v?gor. Var och en av dem ?r utrustad med ett kvanttillst?nd, som best?ms genom att m?ta energin, snurrriktningen och andra parametrar. Han avsl?jar sin tillh?righet till fermioner genom om?jligheten att ha tv? elektroner i samma kvanttillst?nd samtidigt (enligt Pauli-principen).

Den studeras p? samma s?tt som en kvasipartikel i en periodisk kristallpotential, d?r den effektiva massan kan skilja sig betydligt fr?n massan i vila.

Genom elektronernas r?relse uppst?r en elektrisk str?m, magnetism och termo-EMK. Laddningen av en elektron i r?relse bildar ett magnetf?lt. Ett externt magnetf?lt avleder dock partikeln fr?n riktning fram?t. N?r den accelereras, f?rv?rvar elektronen f?rm?gan att absorbera eller avge energi som en foton. Dess upps?ttning best?r av elektronatomiska skal, vars antal och position best?mmer de kemiska egenskaperna.

Atommassan best?r huvudsakligen av k?rnprotoner och neutroner, medan massan av elektroner ?r cirka 0,06 % av den totala atomvikten. Coulombs elektriska kraft ?r en av huvudkrafterna som kan h?lla en elektron n?ra k?rnan. Men n?r molekyler skapas fr?n atomer och kemiska bindningar uppst?r omf?rdelas elektroner i det nya utrymme som bildas.

Nukleoner och hadroner ?r involverade i uppkomsten av elektroner. Isotoper med radioaktiva egenskaper kan s?nda ut elektroner. Under laboratorief?rh?llanden kan dessa partiklar studeras i speciella instrument, och till exempel kan teleskop uppt?cka str?lning fr?n dem i plasmamoln.

?ppning

Elektronen uppt?cktes av tyska fysiker p? artonhundratalet, n?r de studerade str?larnas katodiska egenskaper. Sedan b?rjade andra forskare studera det mer i detalj och f?rde det till rangen som en separat partikel. Str?lning och andra relaterade fysikaliska fenomen studerades.

Till exempel uppskattade en grupp ledd av Thomson laddningen av en elektron och massan av katodstr?lar, vars f?rh?llanden, som de uppt?ckte, inte beror p? en materialk?lla.
Och Becquerel fann att mineraler avger str?lning av sig sj?lva, och deras beta-str?lar kan avledas av inverkan av ett elektriskt f?lt, medan massa och laddning beh?llit samma f?rh?llande som katodstr?lar.

Atomteori

Enligt denna teori best?r en atom av en k?rna och elektroner runt den, arrangerade i form av ett moln. De ?r i vissa kvantiserade energitillst?nd, vars f?r?ndring ?tf?ljs av processen f?r absorption eller emission av fotoner.

Kvantmekanik

I b?rjan av 1900-talet formulerades en hypotes, enligt vilken materialpartiklar har egenskaper som b?de riktiga partiklar och v?gor. Ljus kan ocks? manifestera sig i form av en v?g (den kallas de Broglie-v?gen) och partiklar (fotoner).

Som ett resultat formulerades den ber?mda Schr?dinger-ekvationen, som beskrev fortplantningen av elektronv?gor. Detta tillv?gag?ngss?tt kallas kvantmekanik. Den anv?ndes f?r att ber?kna de elektroniska energitillst?nden i v?teatomen.

Elektronens grundl?ggande och kvantegenskaper

Partikeln uppvisar grundl?ggande och kvantegenskaper.

De grundl?ggande inkluderar massa (9,109 * 10 -31 kg), element?r elektrisk laddning (det vill s?ga den minsta delen av laddningen). Enligt de m?tningar som hittills har genomf?rts finns inga element i elektronen som kan avsl?ja dess understruktur. Men vissa forskare anser att det ?r en punktladdad partikel. Som anges i b?rjan av artikeln ?r den elektroniska elektriska laddningen -1,602 * 10 -19 C.

Eftersom en elektron ?r en partikel kan den samtidigt vara en v?g. Experimentet med tv? slitsar bekr?ftar m?jligheten av dess samtidiga passage genom dem b?da. Detta st?r i konflikt med partikelns egenskaper, d?r det bara ?r m?jligt att passera en slits varje g?ng.

Elektronerna antas ha samma fysikaliska egenskaper. D?rf?r leder deras permutation, ur kvantmekanikens synvinkel, inte till en f?r?ndring i systemtillst?ndet. v?gfunktion elektroner ?r antisymmetriska. D?rf?r f?rsvinner dess l?sningar n?r identiska elektroner g?r in i samma kvanttillst?nd (Paulis princip).

En element?r elektrisk laddning ?r en grundl?ggande fysisk konstant, den minsta delen (kvantum) av en elektrisk laddning. Lika ungef?r

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

i International System of Units (SI). N?ra relaterad till den fina strukturkonstanten, som beskriver den elektromagnetiska interaktionen.

"All elektrisk laddning som observeras i ett experiment ?r alltid en multipel av den element?ra laddningen"- ett s?dant antagande gjordes av B. Franklin 1752 och testades d?refter upprepade g?nger experimentellt. Den element?ra laddningen m?ttes f?rst experimentellt av Millikan 1910.

Det faktum att elektrisk laddning f?rekommer i naturen endast i form av ett heltal av element?ra laddningar kan kallas kvantisering av elektrisk laddning. Samtidigt, inom klassisk elektrodynamik, diskuteras inte fr?gan om orsakerna till laddningskvantisering, eftersom laddningen ?r en extern parameter och inte en dynamisk variabel. En tillfredsst?llande f?rklaring till varf?r avgiften m?ste kvantiseras har ?nnu inte hittats, men ett antal intressanta observationer har redan inh?mtats.

• · Om det finns en magnetisk monopol i naturen, s? m?ste, enligt kvantmekaniken, dess magnetiska laddning vara i ett visst f?rh?llande med laddningen av valfri vald elementarpartikel. Av detta f?ljer automatiskt att blotta existensen av en magnetisk monopol medf?r laddningskvantisering. Det var dock inte m?jligt att uppt?cka en magnetisk monopol i naturen.
• · AT modern fysik elementarpartiklar, utvecklas andra modeller d?r alla k?nda fundamentala partiklar skulle visa sig vara enkla kombinationer av nya, ?nnu mer fundamentala partiklar. I detta fall verkar kvantiseringen av laddningen av de observerade partiklarna inte f?rv?nande, eftersom den uppst?r "genom konstruktion".

Det ?r ocks? m?jligt att alla parametrar f?r de observerade partiklarna kommer att beskrivas i termer av enhetlig teori tillv?gag?ngss?tt som f?r n?rvarande h?ller p? att utvecklas. I s?dana teorier m?ste storleken p? partiklarnas elektriska laddning ber?knas fr?n ett extremt litet antal fundamentala parametrar, m?jligen relaterade till strukturen av rum-tid p? ultrasm? avst?nd. Om en s?dan teori konstrueras kommer det vi observerar som en element?r elektrisk laddning att visa sig vara n?gon diskret rum-tidsinvariant. Ett s?dant tillv?gag?ngss?tt utvecklas till exempel i S. Bilson-Thompson-modellen, d?r fermioner standardmodell tolkas som tre band av rum-tid, fl?tade till en fl?ta, och den elektriska laddningen (mer exakt, en tredjedel av den) motsvarar ett band vridet med 180 °. Men trots elegansen hos s?dana modeller har specifika allm?nt accepterade resultat i denna riktning ?nnu inte erh?llits.

element?r elektrisk laddning element?r elektrisk laddning

(e), den minsta elektriska laddningen, positiv eller negativ, vars storlek e?4,8 10 -10 CGSE-enheter, eller 1,6 10 -19 C. N?stan alla laddade elementarpartiklar har en laddning + e eller - e(ett undantag ?r vissa resonanser med en laddning som ?r en multipel av e); partiklar med fraktionerad elektrisk laddning observerades dock inte i modern teori stark interaktion - kvantkromodynamik - f?rekomsten av kvarkar antas - partiklar med laddningar som ?r multiplar av 1/3 e.

ELEKTRISKA ELAVGIFT ( e), minsta elektrisk laddning, positiv eller negativ, lika med laddning av en elektron.
Antagandet att varje elektrisk laddning som observeras i experimentet alltid ?r en multipel av den element?ra laddningen gjordes av B. Franklin (centimeter. FRANKLIN Benjamin)?r 1752 Tack vare M. Faradays experiment (centimeter. FARADEUS Michael) genom elektrolys ber?knades v?rdet av den element?ra laddningen 1834. F?rekomsten av en element?r elektrisk laddning p?pekades ocks? 1874 av den engelske vetenskapsmannen J. Stoney. Han introducerade ocks? begreppet "elektron" i fysiken och f?reslog en metod f?r att ber?kna v?rdet av en element?r laddning. F?r f?rsta g?ngen uppm?ttes experimentellt element?r elektrisk laddning av R. Milliken (centimeter. MILLIKEN Robert Andrus)?r 1908
Materialb?rare av en element?r elektrisk laddning i naturen ?r laddade elementarpartiklar (centimeter. ELEMENT Partiklar).
Elektrisk laddning (centimeter. ELEKTRISK LADDNING) av alla mikrosystem och makroskopiska kroppar ?r alltid lika med den algebraiska summan av de element?ra laddningarna som ing?r i systemet, det vill s?ga en heltalsmultipel av v?rdet av e (eller noll).
Det f?r n?rvarande fastst?llda v?rdet av det absoluta v?rdet av den element?ra elektriska laddningen (centimeter. ELECTRIC CHARGE)?r e = (4,8032068 0,0000015) . 10 -10 CGSE-enheter, eller 1,60217733 . 10-19 C. V?rdet p? den element?ra elektriska laddningen ber?knat med formeln, uttryckt i termer av fysikaliska konstanter, ger v?rdet f?r den element?ra elektriska laddningen: e = 4,80320419(21) . 10 -10 , eller: e \u003d 1.602176462 (65) . 10-19 C.
Man tror att denna laddning verkligen ?r element?r, det vill s?ga den kan inte delas upp i delar, och laddningarna f?r alla objekt ?r dess heltalsmultiplar. Den elektriska laddningen av en elementarpartikel ?r dess grundl?ggande egenskap och beror inte p? valet av referenssystem. Den element?ra elektriska laddningen ?r exakt lika med den elektriska laddningen av elektronen, protonen och n?stan alla andra laddade elementarpartiklar, som allts? ?r materiella b?rare av den minsta laddningen i naturen.
Det finns en positiv och negativ element?r elektrisk laddning, och elementarpartikeln och dess antipartikel har laddningar av motsatta tecken. B?raren av en element?r negativ laddning ?r en elektron, vars massa ?r me = 9,11. 10 -31 kg. B?raren av den element?ra positiva laddningen ?r protonen, vars massa ?r mp = 1,67. 10 -27 kg.
Det faktum att elektrisk laddning f?rekommer i naturen endast i form av ett heltal av element?ra laddningar kan kallas kvantisering av elektrisk laddning. N?stan alla laddade elementarpartiklar har en laddning e - eller e + (ett undantag ?r vissa resonanser med en laddning som ?r en multipel av e); partiklar med fraktionerad elektrisk laddning har dock inte observerats i den moderna teorin om stark interaktion - kvantkromodynamik - f?rekomsten av partiklar - kvarkar - med laddningar som ?r multiplar av 1/3 e.
En element?r elektrisk laddning kan inte f?rst?ras; detta faktum ?r inneh?llet i lagen om bevarande av elektrisk laddning p? mikroskopisk niv?. Elektriska laddningar kan f?rsvinna och dyka upp igen. Men tv? element?ra laddningar av motsatta tecken dyker alltid upp eller f?rsvinner.
V?rdet av en element?r elektrisk laddning ?r en konstant f?r elektromagnetiska interaktioner och ing?r i alla ekvationer f?r mikroskopisk elektrodynamik.