Partikel elementer yang tidak bermuatan listrik 7. Partikel elementer adalah partikel terkecil, tidak dapat dibagi lagi, dan tidak berstruktur

Ketiga partikel ini (serta partikel lain yang dijelaskan di bawah) saling tarik menarik dan tolak menolak sesuai dengan sifat masing-masingnya biaya, yang jumlahnya hanya ada empat jenis kekuatan fundamental alam. Muatan dapat disusun dalam urutan gaya-gaya yang bersesuaian menurun sebagai berikut: muatan warna (gaya interaksi antar quark); muatan listrik (listrik dan kekuatan magnet); muatan lemah (kekuatan dalam beberapa proses radioaktif); akhirnya, massa (gaya gravitasi, atau interaksi gravitasi). Kata "warna" di sini tidak ada hubungannya dengan warna cahaya tampak; itu hanyalah karakteristik muatan yang kuat dan gaya yang paling besar.

Biaya disimpan, yaitu muatan memasuki sistem sama dengan muatan, keluar dari sana. Jika muatan listrik total sejumlah partikel sebelum interaksinya sama dengan, katakanlah, 342 satuan, maka setelah interaksi, apa pun hasilnya, akan sama dengan 342 satuan. Hal ini juga berlaku untuk biaya lainnya: warna (biaya interaksi yang kuat), lemah dan massa (massa). Partikel berbeda dalam muatannya: pada dasarnya, mereka “adalah” muatan ini. Tuduhan ibarat “sertifikat” hak untuk merespons kekuatan yang sesuai. Jadi, hanya partikel berwarna yang dipengaruhi oleh gaya warna, hanya partikel bermuatan listrik yang dipengaruhi oleh gaya listrik, dan seterusnya. Sifat-sifat suatu partikel ditentukan kekuatan terbesar, bertindak berdasarkan itu. Hanya quark yang membawa semua muatan dan, oleh karena itu, tunduk pada aksi semua gaya, di antaranya yang dominan adalah warna. Elektron mempunyai semua muatan kecuali warna, dan gaya dominannya adalah gaya elektromagnetik.

Yang paling stabil di alam adalah, sebagai suatu peraturan, kombinasi partikel-partikel netral di mana muatan partikel-partikel dari satu tanda dikompensasi oleh muatan total partikel-partikel dari tanda lainnya. Ini sesuai dengan energi minimum seluruh sistem. (Dengan cara yang sama, dua magnet batang ditempatkan sejajar, dengan kutub Utara salah satunya ditujukan kepada kutub selatan lain, yang sesuai dengan energi minimum medan magnet.) Gravitasi merupakan pengecualian terhadap aturan ini: massa negatif tidak ada. Tidak ada tubuh yang jatuh ke atas.

JENIS MASALAH

Materi biasa terbentuk dari elektron dan quark, dikelompokkan menjadi benda-benda yang berwarna netral dan kemudian bermuatan listrik. Kekuatan warna dinetralkan, seperti yang akan dibahas lebih rinci di bawah, ketika partikel digabungkan menjadi kembar tiga. (Oleh karena itu istilah “warna” itu sendiri, diambil dari optik: tiga warna primer bila dicampur menghasilkan warna putih.) Jadi, quark yang kekuatan warnanya adalah yang utama akan membentuk kembar tiga. Tapi quark, dan mereka terbagi menjadi kamu-quarks (dari bahasa Inggris up - top) dan D-quark (dari bahasa Inggris down - bottom), juga memiliki muatan listrik sama dengan kamu-quark dan untuk D-kuark. Dua kamu-quark dan satu D-quark memberikan muatan listrik +1 dan membentuk proton, dan satu kamu-quark dan dua D-quark memberikan muatan listrik nol dan membentuk neutron.

Proton dan neutron yang stabil, tertarik satu sama lain oleh sisa gaya warna interaksi antara quark penyusunnya, membentuk inti atom yang warnanya netral. Namun inti atom membawa muatan listrik positif dan, dengan menarik elektron negatif yang mengorbit di sekitar inti seperti planet yang mengorbit Matahari, cenderung membentuk atom netral. Elektron dalam orbitnya dikeluarkan dari inti pada jarak puluhan ribu kali lebih besar dari jari-jari inti - bukti bahwa gaya listrik yang menahannya jauh lebih lemah daripada gaya listrik nuklir. Berkat kekuatan interaksi warna, 99,945% massa atom terkandung dalam intinya. Berat kamu- Dan D-quark sekitar 600 kali lebih banyak massa elektron. Oleh karena itu, elektron jauh lebih ringan dan lebih mobile dibandingkan inti atom. Pergerakan mereka dalam materi disebabkan oleh fenomena listrik.

Ada beberapa ratus jenis atom alami (termasuk isotop), berbeda dalam jumlah neutron dan proton dalam inti dan, karenanya, dalam jumlah elektron dalam orbitnya. Yang paling sederhana adalah atom hidrogen, terdiri dari inti berbentuk proton dan satu elektron yang berputar mengelilinginya. Semua materi yang “terlihat” di alam terdiri dari atom dan sebagian atom yang “terbongkar”, yang disebut ion. Ion adalah atom yang kehilangan (atau memperoleh) beberapa elektron, menjadi partikel bermuatan. Materi yang hampir seluruhnya terdiri dari ion disebut plasma. Bintang yang terbakar akibat reaksi termonuklir yang terjadi di pusatnya sebagian besar terdiri dari plasma, dan karena bintang adalah bentuk materi paling umum di Alam Semesta, kita dapat mengatakan bahwa seluruh Alam Semesta sebagian besar terdiri dari plasma. Lebih tepatnya, bintang-bintang sebagian besar terdiri dari gas hidrogen yang terionisasi penuh, yaitu. campuran proton dan elektron individu, dan oleh karena itu, hampir seluruh Alam Semesta yang terlihat terdiri darinya.

Ini - materi yang terlihat. Namun ada juga materi tak kasat mata di alam semesta. Dan ada partikel yang bertindak sebagai pembawa gaya. Ada antipartikel dan keadaan tereksitasi dari beberapa partikel. Semua ini jelas mengarah pada banyaknya partikel “dasar” yang berlebihan. Dalam kelimpahan ini kita dapat menemukan indikasi sifat sebenarnya dari partikel-partikel elementer dan gaya-gaya yang bekerja di antara partikel-partikel tersebut. Menurut teori terbaru, partikel pada dasarnya dapat berupa objek geometris yang diperluas – “string” dalam ruang sepuluh dimensi.

Dunia yang tak terlihat.

Alam semesta tidak hanya berisi materi yang terlihat (tetapi juga lubang hitam dan “ materi gelap", seperti planet dingin yang terlihat jika diterangi). Ada juga materi yang benar-benar tak kasat mata yang merasuki kita semua dan seluruh alam semesta setiap detiknya. Ini adalah gas partikel yang bergerak cepat dengan jenis yang sama - neutrino elektron.

Neutrino elektron adalah pasangan elektron, tetapi tidak memiliki muatan listrik. Neutrino hanya membawa muatan lemah. Massa istirahat mereka, kemungkinan besar, adalah nol. Namun mereka berinteraksi dengan medan gravitasi karena memiliki energi kinetik E, yang sesuai dengan massa efektif M, menurut rumus Einstein E = mc 2 dimana C- kecepatan cahaya.

Peran utama neutrino adalah berkontribusi terhadap transformasi Dan-quark masuk D-quark, akibatnya proton berubah menjadi neutron. Neutrino bertindak sebagai "jarum karburator" untuk reaksi fusi bintang, di mana empat proton (inti hidrogen) bergabung membentuk inti helium. Tetapi karena inti helium tidak terdiri dari empat proton, melainkan dua proton dan dua neutron fusi nuklir butuh dua Dan-quark berubah menjadi dua D-kuark. Intensitas transformasi menentukan seberapa cepat bintang akan terbakar. Dan proses transformasi ditentukan oleh muatan lemah dan lemahnya gaya interaksi antar partikel. Di mana Dan-quark (muatan listrik +2/3, muatan lemah +1/2), berinteraksi dengan elektron (muatan listrik - 1, muatan lemah –1/2), terbentuk D-quark (muatan listrik –1/3, muatan lemah –1/2) dan elektron neutrino (muatan listrik 0, muatan lemah +1/2). Muatan warna (atau hanya warna) dari kedua quark akan hilang dalam proses ini tanpa neutrino. Peran neutrino adalah membawa muatan lemah yang tidak terkompensasi. Oleh karena itu, laju transformasi bergantung pada seberapa lemah gaya-gaya lemah tersebut. Jika mereka lebih lemah dari mereka, maka bintang-bintang tidak akan terbakar sama sekali. Jika mereka lebih kuat, bintang-bintang pasti sudah lama terbakar.

Bagaimana dengan neutrino? Karena partikel-partikel ini berinteraksi sangat lemah dengan materi lain, mereka segera meninggalkan bintang tempat mereka dilahirkan. Semua bintang bersinar, memancarkan neutrino, dan neutrino bersinar melalui tubuh kita dan seluruh Bumi siang dan malam. Jadi mereka berkeliaran di alam semesta sampai mereka mungkin memasuki interaksi STAR baru).

Pembawa interaksi.

Apa yang menyebabkan terjadinya gaya-gaya yang bekerja antar partikel pada jarak yang jauh? Fisika modern jawaban: karena pertukaran partikel lain. Bayangkan dua speed skater sedang melempar bola. Dengan memberikan momentum pada bola saat dilempar dan menerima momentum dengan bola yang diterima, keduanya menerima dorongan dengan arah saling menjauhi. Hal ini dapat menjelaskan munculnya gaya tolak menolak. Namun dalam mekanika kuantum, yang mempertimbangkan fenomena di dunia mikro, peregangan dan delokalisasi peristiwa yang tidak biasa diperbolehkan, yang mengarah pada hal yang tampaknya mustahil: salah satu skater melempar bola ke arah dari berbeda, tapi tetap saja itu Mungkin menangkap bola ini. Tidak sulit untuk membayangkan bahwa jika hal ini mungkin (dan di dunia partikel elementer hal ini mungkin terjadi), maka akan timbul daya tarik di antara para skater.

Partikel-partikel yang terjadi pertukaran gaya interaksi antara empat “partikel materi” yang dibahas di atas disebut partikel pengukur. Masing-masing dari empat interaksi – kuat, elektromagnetik, lemah, dan gravitasi – memiliki kumpulan partikel pengukurnya sendiri. Partikel pembawa interaksi kuat adalah gluon (hanya ada delapan). Foton adalah pembawa interaksi elektromagnetik (hanya ada satu, dan kita menganggap foton sebagai cahaya). Partikel pembawa interaksi lemah adalah perantara boson vektor(dibuka pada tahun 1983 dan 1984 W + -, W- -boson dan netral Z-boson). Partikel pembawa interaksi gravitasi masih berupa graviton hipotetis (seharusnya hanya ada satu). Semua partikel ini, kecuali foton dan graviton, yang dapat berjalan tanpa henti jarak jauh, hanya ada dalam proses pertukaran antar partikel material. Foton mengisi Alam Semesta dengan cahaya, dan graviton mengisinya gelombang gravitasi(belum ditemukan secara andal).

Sebuah partikel yang mampu memancarkan partikel pengukur dikatakan dikelilingi oleh medan gaya yang sesuai. Jadi, elektron yang mampu memancarkan foton dikelilingi oleh listrik dan Medan magnet, serta lemah dan bidang gravitasi. Quark juga dikelilingi oleh semua medan ini, namun juga oleh medan interaksi yang kuat. Partikel dengan muatan warna pada medan gaya warna dipengaruhi oleh gaya warna. Hal yang sama berlaku untuk kekuatan alam lainnya. Oleh karena itu, kita dapat mengatakan bahwa dunia terdiri dari materi (partikel material) dan medan (partikel pengukur). Lebih lanjut tentang ini di bawah.

Antimateri.

Setiap partikel memiliki antipartikel, yang dengannya partikel tersebut dapat saling memusnahkan, yaitu. "memusnahkan", mengakibatkan pelepasan energi. Namun, energi “murni” itu sendiri tidak ada; Akibat pemusnahan, muncul partikel baru (misalnya foton) yang membawa energi ini.

Dalam kebanyakan kasus, antipartikel memiliki sifat yang berlawanan dengan partikel yang bersangkutan: jika sebuah partikel bergerak ke kiri di bawah pengaruh medan kuat, lemah, atau elektromagnetik, maka antipartikelnya akan bergerak ke kanan. Singkatnya, antipartikel memiliki tanda yang berlawanan untuk semua muatan (kecuali muatan massa). Jika suatu partikel bersifat komposit, misalnya neutron, maka antipartikelnya terdiri dari komponen dengan tanda-tanda yang berlawanan biaya. Jadi, antielektron mempunyai muatan listrik +1, muatan lemah +1/2 dan disebut positron. Antineutron terdiri dari Dan-antiquark dengan muatan listrik –2/3 dan D-antiquark dengan muatan listrik +1/3. Partikel netral sejati adalah antipartikelnya sendiri: antipartikel foton adalah foton.

Menurut konsep teoritis modern, setiap partikel yang ada di alam pasti memiliki antipartikelnya masing-masing. Dan banyak antipartikel, termasuk positron dan antineutron, memang diperoleh di laboratorium. Konsekuensi dari hal ini sangatlah penting dan mendasari semuanya fisika eksperimental partikel elementer. Menurut teori relativitas, massa dan energi adalah setara, dan dalam kondisi tertentu energi dapat diubah menjadi massa. Karena muatannya kekal, dan muatan vakum ( ruang kosong) sama dengan nol, dari ruang hampa, seperti kelinci dari topi penyihir, pasangan partikel dan antipartikel apa pun (dengan muatan total nol) dapat muncul, selama energinya cukup untuk menciptakan massanya.

Generasi partikel.

Eksperimen pada akselerator telah menunjukkan bahwa satu kuartet (kuartet) partikel material diulang setidaknya dua kali lebih banyak. nilai-nilai tinggi massa. Pada generasi kedua, tempat elektron diambil oleh muon (dengan massa kira-kira 200 kali lebih besar dari massa elektron, tetapi dengan nilai yang sama untuk semua muatan lainnya), tempat elektron neutrino adalah diambil oleh muon (yang menyertai muon dalam interaksi lemah dengan cara yang sama seperti elektron ditemani oleh elektron neutrino), tempat Dan-quark menempati Dengan-kuark ( terpesona), A D-kuark – S-kuark ( aneh). Pada generasi ketiga, kuartet terdiri dari tau lepton, tau neutrino, T-kuark dan B-kuark.

Berat T-sebuah quark berukuran sekitar 500 kali massa yang paling ringan – D-kuark. Secara eksperimental telah ditetapkan bahwa hanya ada tiga jenis neutrino ringan. Jadi, partikel generasi keempat tidak ada sama sekali, atau neutrino yang bersesuaian sangat berat. Hal ini konsisten dengan data kosmologis, yang menyatakan bahwa tidak lebih dari empat jenis neutrino cahaya dapat eksis.

Dalam percobaan dengan partikel energi tinggi elektron, muon, tau lepton, dan neutrino terkait bertindak sebagai partikel terisolasi. Mereka tidak membawa muatan warna dan hanya melakukan interaksi lemah dan elektromagnetik. Secara kolektif mereka disebut lepton.

Quark, di bawah pengaruh gaya warna, bergabung menjadi partikel yang berinteraksi kuat yang mendominasi sebagian besar eksperimen fisika energi tinggi. Partikel seperti ini disebut hadron. Mereka mencakup dua subkelas: baryon(seperti proton dan neutron), yang terdiri dari tiga quark, dan meson, terdiri dari quark dan antiquark. Pada tahun 1947 sinar kosmik meson pertama ditemukan, disebut pion (atau pi-meson), dan untuk beberapa waktu diyakini bahwa pertukaran partikel-partikel ini - alasan utama kekuatan nuklir. Hadron omega-minus, ditemukan pada tahun 1964 di Brookhaven National Laboratory (AS), dan partikel JPS ( J/kamu-meson), ditemukan secara bersamaan di Brookhaven dan di Stanford Linear Accelerator Center (juga di AS) pada tahun 1974. Keberadaan partikel omega minus telah diprediksi oleh M. Gell-Mann dalam bukunya yang berjudul “ S.U. 3 teori" (nama lain adalah "jalur beruas delapan"), yang pertama kali mengemukakan kemungkinan keberadaan quark (dan nama ini diberikan kepada mereka). Satu dekade kemudian, ditemukannya partikel tersebut J/kamu mengkonfirmasi keberadaannya Dengan-quark dan akhirnya membuat semua orang percaya pada model quark dan teori yang menyatukan gaya elektromagnetik dan gaya lemah ( Lihat di bawah).

Partikel generasi kedua dan ketiga tidak kalah nyatanya dengan generasi pertama. Benar, setelah muncul, dalam sepersejuta atau sepersejuta detik mereka meluruh menjadi partikel biasa generasi pertama: elektron, elektron neutrino, dan juga Dan- Dan D-quark. Pertanyaan mengapa terdapat beberapa generasi partikel di alam masih menjadi misteri.

TENTANG generasi yang berbeda Quark dan lepton sering disebut (yang tentu saja agak eksentrik) sebagai “rasa” partikel yang berbeda. Kebutuhan untuk menjelaskannya disebut masalah “rasa”.

BOSON DAN FERMION, BIDANG DAN MASALAH

Salah satu perbedaan mendasar antar partikel adalah perbedaan antara boson dan fermion. Semua partikel dibagi menjadi dua kelas utama ini. Boson yang identik bisa tumpang tindih atau tumpang tindih, tetapi fermion yang identik tidak bisa. Superposisi terjadi (atau tidak terjadi) secara diskrit keadaan energi, di mana mekanika kuantum membagi alam. Negara-negara bagian ini seperti sel individu, di mana partikel dapat ditempatkan. Jadi, Anda dapat memasukkan boson identik sebanyak yang Anda suka ke dalam satu sel, tetapi hanya satu fermion.

Sebagai contoh, perhatikan sel, atau “keadaan”, untuk elektron yang mengorbit inti atom. Berbeda dengan planet tata surya, elektron menurut hukum mekanika kuantum tidak dapat bersirkulasi dalam orbit elips mana pun, karena hanya itu yang ada seri diskrit mengizinkan "status gerak". Himpunan keadaan seperti itu, yang dikelompokkan menurut jarak dari elektron ke inti, disebut orbital. Pada orbital pertama terdapat dua keadaan dengan momentum sudut berbeda dan oleh karena itu terdapat dua sel yang diperbolehkan, dan pada orbital yang lebih tinggi terdapat delapan sel atau lebih.

Karena elektron adalah fermion, setiap sel hanya dapat menampung satu elektron. Hal ini menyebabkan sangat konsekuensi penting– semua kimia, karena sifat kimia suatu zat ditentukan oleh interaksi antara atom-atom yang bersesuaian. Jika kamu ikut tabel periodik unsur-unsur dari satu atom ke atom lainnya dengan urutan bertambahnya satu jumlah proton dalam inti (jumlah elektron juga akan bertambah), maka dua elektron pertama akan menempati orbital pertama, delapan elektron berikutnya akan ditempatkan di orbital pertama. kedua, dll. Dengan perubahan yang konsisten ini struktur elektronik atom dari unsur ke unsur dan menentukan polanya sifat kimia.

Jika elektron adalah boson, maka semua elektron dalam atom dapat menempati orbital yang sama, sesuai dengan energi minimum. Dalam hal ini, sifat-sifat semua materi di Alam Semesta akan sangat berbeda, dan Alam Semesta dalam bentuk yang kita kenal tidak mungkin ada.

Semua lepton - elektron, muon, tau lepton, dan neutrino yang bersesuaian - adalah fermion. Hal yang sama dapat dikatakan tentang quark. Jadi, semua partikel yang membentuk “materi”, pengisi utama Alam Semesta, serta neutrino tak kasat mata, adalah fermion. Hal ini cukup penting: fermion tidak dapat bergabung, sehingga hal yang sama berlaku untuk benda-benda di dunia material.

Pada saat yang sama, semua “partikel pengukur” yang dipertukarkan antara partikel material yang berinteraksi dan menciptakan medan gaya ( Lihat di atas), adalah boson, yang juga sangat penting. Jadi, misalnya, banyak foton dapat berada dalam keadaan yang sama, membentuk medan magnet di sekitar magnet atau medan listrik di sekitar muatan listrik. Berkat ini, laser juga dimungkinkan.

Putaran.

Perbedaan antara boson dan fermion dikaitkan dengan karakteristik lain dari partikel elementer - putaran. Anehnya, semua partikel fundamental memiliki momentum sudutnya sendiri atau, lebih sederhananya, berputar pada porosnya sendiri. Momentum adalah karakteristik gerakan rotasi, serta impuls total – translasi. Dalam interaksi apa pun, momentum sudut dan momentum kekal.

Dalam mikrokosmos, momentum sudut dikuantisasi, mis. menerima nilai-nilai diskrit. Dalam satuan pengukuran yang sesuai, lepton dan quark memiliki putaran 1/2, dan partikel pengukur memiliki putaran 1 (kecuali graviton, yang belum diamati secara eksperimental, tetapi secara teoritis seharusnya memiliki putaran 2). Karena lepton dan quark adalah fermion, dan partikel pengukur adalah boson, kita dapat berasumsi bahwa “fermionisitas” dikaitkan dengan putaran 1/2, dan “bosonisitas” dikaitkan dengan putaran 1 (atau 2). Memang benar, baik eksperimen maupun teori menegaskan bahwa jika sebuah partikel mempunyai putaran setengah bilangan bulat, maka ia adalah fermion, dan jika ia mempunyai putaran bilangan bulat, maka ia adalah boson.

TEORI GAUGE DAN GEOMETRI

Dalam semua kasus, gaya muncul karena pertukaran boson antar fermion. Dengan demikian, kekuatan warna interaksi antara dua quark (quark – fermion) muncul karena adanya pertukaran gluon. Pertukaran serupa terjadi terus-menerus pada proton, neutron, dan inti atom. Demikian pula, foton yang dipertukarkan antara elektron dan quark menciptakan gaya tarik menarik listrik yang menahan elektron dalam atom, dan vektor boson perantara yang dipertukarkan antara lepton dan quark menciptakan gaya interaksi lemah yang bertanggung jawab untuk mengubah proton menjadi neutron pada saat yang sama. reaksi termonuklir di bintang-bintang.

Teori di balik pertukaran ini elegan, sederhana, dan mungkin benar. Itu disebut teori pengukur. Namun saat ini yang ada hanya teori pengukur independen mengenai interaksi kuat, lemah, dan elektromagnetik serta teori pengukur gravitasi yang serupa, meskipun agak berbeda. Salah satu yang paling penting masalah fisik adalah membawa ini teori individu menjadi satu dan pada saat yang bersamaan teori sederhana, di mana mereka semua akan menjadi aspek yang berbeda satu realitas - seperti tepi kristal.

Teori pengukur yang paling sederhana dan tertua adalah teori pengukur interaksi elektromagnetik. Di dalamnya, muatan suatu elektron dibandingkan (dikalibrasi) dengan muatan elektron lain yang jauh darinya. Bagaimana cara membandingkan biaya? Misalnya, Anda dapat mendekatkan elektron kedua ke elektron pertama dan membandingkan gaya interaksinya. Tapi bukankah muatan elektron berubah ketika berpindah ke titik lain di ruang angkasa? Satu-satunya jalan pemeriksaan - mengirim sinyal dari elektron dekat ke elektron jauh dan melihat bagaimana reaksinya. Sinyalnya adalah partikel pengukur – foton. Untuk dapat menguji muatan pada partikel jauh diperlukan foton.

Secara matematis, teori ini sangat akurat dan indah. Dari “prinsip kalibrasi” yang dijelaskan di atas berikut semuanya elektrodinamika kuantum (teori kuantum elektromagnetisme), serta teorinya medan elektromagnetik Maxwell adalah salah satu yang terhebat pencapaian ilmiah abad ke-19

Mengapa prinsip sederhana ini begitu bermanfaat? Rupanya, ini mengungkapkan semacam korelasi bagian yang berbeda Alam Semesta, memungkinkan pengukuran dilakukan di Alam Semesta. DI DALAM secara matematis bidang tersebut ditafsirkan secara geometris sebagai kelengkungan suatu ruang “internal” yang dapat dibayangkan. Mengukur muatan adalah mengukur total “kelengkungan internal” di sekitar partikel. Teori pengukur yang kuat dan interaksi yang lemah berbeda dengan elektromagnetik teori pengukur hanya oleh “struktur” geometris internal dari muatan yang bersangkutan. Saat ditanya dimana sebenarnya ini ruang batin, mencoba menjawab multidimensi teori terpadu bidang yang tidak tercakup di sini.

Fisika partikel belum lengkap. Masih belum jelas apakah data yang tersedia cukup untuk sepenuhnya memahami sifat partikel dan gaya sifat sejati dan dimensi ruang dan waktu. Apakah kita memerlukan eksperimen dengan energi 10 15 GeV untuk ini, atau apakah upaya pemikiran saja sudah cukup? Belum ada jawaban. Namun kami dapat mengatakan dengan yakin bahwa gambar akhirnya akan sederhana, elegan, dan indah. Ada kemungkinan bahwa tidak akan ada banyak ide mendasar: prinsip ukuran, ruang dengan dimensi yang lebih tinggi, keruntuhan dan pemuaian, dan, yang terpenting, geometri.

« Fisika - kelas 10"

Pertama, mari kita pertimbangkan kasus paling sederhana, ketika benda bermuatan listrik dalam keadaan diam.

Cabang elektrodinamika yang mempelajari tentang kondisi kesetimbangan benda bermuatan listrik disebut elektrostatika.

Apa itu muatan listrik?
Biaya apa saja yang dikenakan?

Dengan kata-kata listrik, muatan listrik, listrik Anda telah bertemu berkali-kali dan berhasil membiasakan diri dengannya. Namun coba jawab pertanyaan: “Apa itu muatan listrik?” Konsep itu sendiri mengenakan biaya- ini adalah konsep dasar dan utama yang tidak dapat direduksi menjadi tingkat modern pengembangan pengetahuan kita ke beberapa konsep dasar yang lebih sederhana.

Mari kita coba mencari tahu dulu apa yang dimaksud dengan pernyataan: “Benda atau partikel ini bermuatan listrik.”

Semua tubuh terbuat dari partikel kecil, yang tidak dapat dibagi lagi menjadi yang lebih sederhana dan oleh karena itu disebut dasar.

Partikel-partikel elementer mempunyai massa dan oleh karena itu mereka tertarik satu sama lain menurut hukum gravitasi universal. Dengan bertambahnya jarak antar partikel, gaya gravitasi berkurang berbanding terbalik dengan kuadrat jarak tersebut. Sebagian besar partikel elementer, meskipun tidak semuanya, juga memiliki kemampuan untuk berinteraksi satu sama lain dengan gaya yang juga berkurang berbanding terbalik dengan kuadrat jarak, namun gaya ini berkali-kali lebih besar daripada gaya gravitasi.

Jadi pada atom hidrogen, yang ditunjukkan secara skematis pada Gambar 14.1, elektron tertarik ke inti (proton) dengan gaya 10 39 kali lebih besar dari gaya tarik gravitasi.

Jika partikel berinteraksi satu sama lain dengan gaya yang berkurang seiring bertambahnya jarak dengan cara yang sama seperti gaya gravitasi universal, tetapi melebihi gaya gravitasi berkali-kali lipat, maka partikel tersebut dikatakan bermuatan listrik. Partikel itu sendiri disebut dibebankan.

Ada partikel tanpa muatan listrik, namun tidak ada muatan listrik tanpa partikel.

Interaksi partikel bermuatan disebut elektromagnetik.

Muatan listrik menentukan intensitas interaksi elektromagnetik, sama seperti massa menentukan intensitas interaksi gravitasi.

Muatan listrik suatu partikel elementer bukanlah suatu mekanisme khusus di dalam partikel yang dapat dikeluarkan darinya, diuraikan menjadi bagian-bagian komponennya dan disusun kembali. Adanya muatan listrik pada suatu elektron dan partikel lain hanya berarti adanya interaksi gaya tertentu di antara keduanya.

Pada dasarnya, kita tidak mengetahui apa pun tentang muatan jika kita tidak mengetahui hukum interaksi tersebut. Pengetahuan tentang hukum interaksi harus dimasukkan dalam gagasan kita tentang muatan. Undang-undang ini tidak sederhana, dan tidak mungkin untuk menguraikannya dalam beberapa kata. Oleh karena itu, tidak mungkin memberikan definisi singkat yang cukup memuaskan tentang konsep tersebut muatan listrik.

Dua tanda muatan listrik.

Semua benda mempunyai massa sehingga saling tarik menarik. Benda bermuatan dapat saling tarik menarik dan tolak menolak. Ini fakta yang paling penting, familiar bagi Anda, berarti bahwa di alam terdapat partikel dengan muatan listrik yang tandanya berlawanan; dalam kasus muatan yang bertanda sama, partikel-partikelnya akan tolak-menolak, dan dalam kasus muatan-muatan yang berbeda tandanya, mereka tarik-menarik.

Muatan partikel elementer - proton termasuk dalam semua inti atom, disebut positif, dan muatannya elektron- negatif. Antara positif dan muatan negatif perbedaan internal TIDAK. Jika tanda-tanda muatan partikel dibalik, maka sifat interaksi elektromagnetik tidak akan berubah sama sekali.

Biaya dasar.

Selain elektron dan proton, ada beberapa jenis partikel elementer bermuatan lainnya. Namun hanya elektron dan proton yang dapat berada dalam keadaan bebas tanpa batas waktu. Partikel bermuatan lainnya hidup kurang dari sepersejuta detik. Mereka lahir selama tumbukan partikel-partikel elementer yang cepat dan, setelah ada dalam waktu yang sangat singkat, membusuk, berubah menjadi partikel lain. Anda akan mengenal partikel-partikel ini di kelas 11.

Partikel yang tidak mempunyai muatan listrik termasuk neutron. Massanya hanya sedikit lebih besar dari massa proton. Neutron, bersama dengan proton, adalah bagian dari inti atom. Jika sebuah partikel elementer mempunyai muatan, maka nilainya ditentukan secara ketat.

Tubuh yang dikenakan biaya Gaya elektromagnetik di alam memainkan peran besar karena semua benda mengandung partikel bermuatan listrik. Bagian penyusun atom - inti dan elektron - memiliki muatan listrik.

Aksi langsung gaya elektromagnetik antar benda tidak terdeteksi, karena benda dalam keadaan normal netral secara listrik.

Sebuah atom suatu zat bersifat netral karena jumlah elektron di dalamnya sama dengan jumlah proton dalam inti atom. Partikel bermuatan positif dan negatif terikat satu sama lain kekuatan listrik dan membentuk sistem netral.

Suatu benda makroskopis bermuatan listrik jika mengandung partikel elementer dalam jumlah berlebih dengan satu tanda muatan apa pun. Jadi, muatan negatif suatu benda disebabkan oleh kelebihan jumlah elektron dibandingkan dengan jumlah proton, dan muatan positif disebabkan oleh kekurangan elektron.

Untuk mendapatkan benda makroskopis bermuatan listrik, yaitu untuk menyetrumnya, perlu untuk memisahkan sebagian muatan negatif dari muatan positif yang terkait dengannya atau mentransfer muatan negatif ke benda netral.

Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan gesekan. Jika Anda menyisir rambut kering, maka sebagian kecil partikel bermuatan paling mobile - elektron - akan berpindah dari rambut ke sisir dan bermuatan negatif, dan rambut akan bermuatan positif.

Kesetaraan biaya selama elektrifikasi

Dengan bantuan percobaan, dapat dibuktikan bahwa ketika dialiri arus listrik melalui gesekan, kedua benda memperoleh muatan yang berlawanan tandanya, tetapi besarnya sama.

Mari kita ambil sebuah elektrometer, pada batangnya terdapat bola logam berlubang, dan dua pelat pada gagang panjang: satu terbuat dari karet keras dan yang lainnya terbuat dari kaca plexiglass. Saat bergesekan satu sama lain, pelat menjadi tersengat listrik.

Mari kita bawa salah satu pelat ke dalam bola tanpa menyentuh dindingnya. Jika pelat bermuatan positif, maka sebagian elektron dari jarum dan batang elektrometer akan tertarik ke pelat dan terkumpul di Permukaan dalam bola. Pada saat yang sama, panah akan bermuatan positif dan didorong menjauhi batang elektrometer (Gbr. 14.2, a).

Jika Anda memasukkan pelat lain ke dalam bola, setelah melepaskan pelat pertama terlebih dahulu, maka elektron bola dan batang akan ditolak dari pelat dan akan terakumulasi secara berlebihan pada panah. Hal ini akan menyebabkan anak panah menyimpang dari batang, dan pada sudut yang sama seperti pada percobaan pertama.

Setelah menurunkan kedua pelat ke dalam bola, kita tidak akan mendeteksi adanya penyimpangan panah sama sekali (Gbr. 14.2, b). Hal ini membuktikan bahwa muatan-muatan kedua pelat tersebut sama besarnya dan berlawanan tanda.

Elektrifikasi benda dan manifestasinya. Elektrifikasi yang signifikan terjadi ketika kain sintetis digosok. Melepas bajunya dari bahan sintetis di udara kering, Anda dapat mendengar suara berderak yang khas. Percikan api kecil melompat di antara area bermuatan pada permukaan gosok.

Di percetakan, kertas dialiri arus listrik selama pencetakan dan lembaran-lembarannya saling menempel. Untuk mencegah hal ini terjadi, perangkat khusus digunakan untuk mengalirkan muatan. Namun, elektrifikasi benda yang berada dalam kontak dekat kadang-kadang digunakan, misalnya, di berbagai instalasi elektrokopi, dll.

Hukum kekekalan muatan listrik.

Pengalaman elektrifikasi pelat membuktikan bahwa selama elektrifikasi melalui gesekan, terjadi redistribusi muatan yang ada antara benda-benda yang sebelumnya netral. Sebagian kecil elektron berpindah dari satu benda ke benda lain. Dalam hal ini, partikel baru tidak muncul, dan partikel yang sudah ada sebelumnya tidak hilang.

Ketika tubuh dialiri listrik, hukum kekekalan muatan listrik. Hukum ini berlaku untuk suatu sistem yang partikel bermuatannya tidak masuk dari luar dan tidak keluar, yaitu untuk sistem terisolasi.

DI DALAM sistem terisolasi jumlah aljabar biaya semua badan dilestarikan.

q 1 + q 2 + q 3 + ... + q n = konstanta. (14.1)

di mana q 1, q 2, dst. adalah muatan masing-masing benda bermuatan.

Hukum kekekalan muatan mempunyai arti yang dalam. Jika jumlah partikel elementer bermuatan tidak berubah, maka hukum kekekalan muatan terpenuhi. Tetapi partikel elementer dapat berubah menjadi satu sama lain, lahir dan menghilang, memberi kehidupan pada partikel baru.

Namun, dalam semua kasus, partikel bermuatan hanya lahir berpasangan dengan muatan yang besarnya sama dan tandanya berlawanan; Partikel bermuatan juga menghilang hanya berpasangan, berubah menjadi netral. Dan dalam semua kasus ini, jumlah aljabar muatannya tetap sama.

Validitas hukum kekekalan muatan dikonfirmasi oleh pengamatan terhadap sejumlah besar transformasi partikel elementer. Undang-undang ini mengungkapkan salah satu hal yang paling banyak sifat mendasar muatan listrik. Alasan retensi tagihan masih belum diketahui.

Anda telah berulang kali menemukan kata “listrik”, “muatan listrik”, “arus listrik” dan telah terbiasa dengannya. Namun coba jawab pertanyaan: “Apa itu muatan listrik?” - dan Anda akan melihat bahwa semuanya tidak sesederhana itu. Faktanya adalah bahwa konsep muatan adalah konsep dasar dan utama yang tidak dapat direduksi pada tingkat perkembangan pengetahuan kita saat ini menjadi konsep dasar yang lebih sederhana.

Mari kita coba mencari tahu dulu apa yang dimaksud dengan pernyataan: suatu benda atau partikel mempunyai muatan listrik.

Anda tahu bahwa semua benda dibangun dari partikel-partikel kecil, yang tidak dapat dibagi lagi menjadi partikel-partikel yang lebih sederhana (sejauh yang diketahui ilmu pengetahuan), yang oleh karena itu disebut partikel elementer. Semua partikel elementer memiliki massa dan, oleh karena itu, tertarik satu sama lain menurut hukum gravitasi universal dengan gaya yang berkurang relatif lambat seiring bertambahnya jarak di antara mereka, berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Sebagian besar partikel elementer, meskipun tidak semuanya, juga mempunyai kemampuan untuk berinteraksi satu sama lain dengan gaya yang juga berkurang berbanding terbalik dengan kuadrat jarak, tetapi gaya ini adalah angka besar kali lebih besar dari gaya gravitasi. Jadi. dalam atom hidrogen, ditunjukkan secara skematis pada Gambar 91, elektron tertarik ke inti (proton) dengan gaya 101" kali lebih besar daripada gaya tarik gravitasi.

Jika partikel berinteraksi satu sama lain dengan gaya yang perlahan berkurang seiring bertambahnya jarak dan berkali-kali lipat lebih besar daripada gaya gravitasi, maka partikel tersebut dikatakan bermuatan listrik. Partikel-partikel itu sendiri disebut bermuatan. Ada partikel tanpa muatan listrik, namun tidak ada muatan listrik tanpa partikel.

Interaksi antar partikel bermuatan disebut elektromagnetik. Muatan listrik - kuantitas fisik, yang menentukan intensitas interaksi elektromagnetik, seperti halnya massa menentukan intensitas interaksi gravitasi.

Muatan listrik suatu partikel elementer bukanlah “mekanisme” khusus dalam partikel yang dapat dikeluarkan darinya, diuraikan menjadi bagian-bagian komponennya dan disusun kembali. Adanya muatan listrik pada suatu elektron dan partikel lain hanya berarti adanya

interaksi kekuatan tertentu di antara mereka. Namun pada hakikatnya kita tidak mengetahui apa-apa tentang muatan jika kita tidak mengetahui hukum interaksi tersebut. Pengetahuan tentang hukum interaksi harus dimasukkan dalam gagasan kita tentang muatan. Undang-undang ini tidak sederhana; tidak mungkin untuk menyatakannya dalam beberapa kata. Inilah sebabnya mengapa tidak mungkin memberikan kepuasan yang cukup definisi singkat apa itu muatan listrik.

Dua tanda muatan listrik. Semua benda mempunyai massa sehingga saling tarik menarik. Benda bermuatan dapat saling tarik menarik dan tolak menolak. Fakta terpenting ini, Anda ketahui dari kursus fisika kelas VII, artinya di alam terdapat partikel yang muatan listriknya berlawanan tanda. Pada tanda-tanda yang identik partikel saling tolak menolak, namun jika berbeda partikelnya akan tarik menarik.

Muatan partikel elementer - proton, yang merupakan bagian dari semua inti atom, disebut positif, dan muatan elektron disebut negatif. Tidak ada perbedaan internal antara muatan positif dan negatif. Jika tanda-tanda muatan partikel dibalik, maka sifat interaksi elektromagnetik tidak akan berubah sama sekali.

Biaya dasar. Selain elektron dan proton, ada beberapa jenis partikel elementer bermuatan lainnya. Namun hanya elektron dan proton yang dapat berada dalam keadaan bebas tanpa batas waktu. Partikel bermuatan lainnya hidup kurang dari sepersejuta detik. Mereka lahir selama tumbukan partikel-partikel elementer yang cepat dan, setelah ada dalam waktu yang sangat singkat, membusuk, berubah menjadi partikel lain. Partikel-partikel ini akan kamu kenali di kelas X.

Neutron adalah partikel yang tidak mempunyai muatan listrik. Massanya hanya sedikit lebih besar dari massa proton. Neutron, bersama dengan proton, adalah bagian dari inti atom.

Jika sebuah partikel elementer memiliki muatan, maka nilainya, seperti yang telah ditunjukkan oleh banyak eksperimen, sangatlah pasti (salah satu eksperimen tersebut - eksperimen Millikan dan Ioffe - dijelaskan dalam buku teks untuk kelas VII)

Ada muatan minimum, yang disebut muatan elementer, yang dimiliki oleh semua partikel elementer bermuatan. Muatan partikel elementer hanya berbeda tandanya. Tidak mungkin memisahkan sebagian muatan, misalnya dari elektron.

719. Hukum kekekalan muatan listrik

720. Benda bermuatan listrik tanda yang berbeda, …

Mereka tertarik satu sama lain.

721. Bola logam yang identik, bermuatan berlawanan muatan q 1 = 4q dan q 2 = -8q, dikontakkan dan dipindahkan sejauh jarak yang sama. Masing-masing bola mempunyai muatan

q 1 = -2q dan q 2 = -2q

723. Tetesan bermuatan positif (+2e) kehilangan satu elektron ketika disinari. Muatan jatuhnya menjadi sama

724. Bola logam identik bermuatan q 1 = 4q, q 2 = - 8q dan q 3 = - 2q dikontakkan dan dipindahkan sejauh jarak yang sama. Masing-masing bola akan memiliki muatan

q 1 = - 2q, q 2 = - 2q dan q 3 = - 2q

725. Bola logam identik bermuatan q 1 = 5q dan q 2 = 7q dikontakkan dan dipisahkan dengan jarak yang sama, kemudian bola kedua dan ketiga yang bermuatan q 3 = -2q dikontakkan dan dipisahkan ke jarak yang sama. Masing-masing bola akan memiliki muatan

q 1 = 6q, q 2 = 2q dan q 3 = 2q

726. Bola logam identik bermuatan q 1 = - 5q dan q 2 = 7q dikontakkan dan dipisahkan dengan jarak yang sama, kemudian bola kedua dan ketiga yang bermuatan q 3 = 5q dikontakkan dan dipisahkan ke jarak yang sama. Masing-masing bola akan mempunyai muatan

q 1 =1q, q 2 = 3q dan q 3 = 3q

727. Ada empat bola logam identik yang bermuatan q 1 = 5q, q 2 = 7q, q 3 = -3q dan q 4 = -1q. Pertama, muatan q 1 dan q 2 (sistem muatan ke-1) dikontakkan dan dipindahkan sejauh jarak yang sama, kemudian muatan q 4 dan q 3 (sistem muatan ke-2) dikontakkan. Kemudian mereka mengambil masing-masing satu muatan dari sistem 1 dan 2 dan menghubungkannya serta memindahkannya ke jarak yang sama. Kedua bola ini akan bermuatan

728. Ada empat bola logam identik yang bermuatan q 1 = -1q, q 2 = 5q, q 3 = 3q dan q 4 = -7q. Mula-mula muatan q 1 dan q 2 (sistem muatan 1) dikontakkan dan dipisahkan pada jarak yang sama, kemudian muatan q 4 dan q 3 (sistem muatan 2) dikontakkan. Kemudian mereka mengambil masing-masing satu muatan dari sistem 1 dan 2 dan menghubungkannya serta memindahkannya ke jarak yang sama. Kedua bola ini akan bermuatan

729. Sebuah atom mempunyai muatan positif

Inti.

730,8 elektron bergerak mengelilingi inti atom oksigen. Jumlah proton dalam inti atom oksigen adalah

731. Muatan listrik suatu elektron adalah

-1.6 · 10 -19 Kl.

732.Muatan listrik sebuah proton adalah

1.6 · 10 -19 sel.

733. Inti atom litium mengandung 3 proton. Jika 3 elektron berputar mengelilingi inti, maka

Atom bersifat netral secara listrik.

734. Ada 19 partikel dalam inti fluor, 9 di antaranya adalah proton. Jumlah neutron dalam inti dan jumlah elektron dalam atom fluor netral

Neutron dan 9 elektron.

735.Jika dalam suatu benda jumlah protonnya nomor lebih banyak elektron, maka tubuh secara keseluruhan

Bermuatan positif.

736. Tetesan bermuatan positif +3e kehilangan 2 elektron ketika disinari. Muatan jatuhnya menjadi sama

8·10 -19 sel.

737. Muatan negatif dalam suatu atom membawa

Kerang.

738.Jika atom oksigen berubah menjadi ion positif, kemudian dia

Kehilangan elektron.

739.Memiliki massa yang besar

Ion negatif hidrogen.

740. Akibat gesekan, 5·10 10 elektron terlepas dari permukaan batang kaca. Muatan listrik pada sebuah tongkat

(e = -1,6 · 10 -19 C)

8·10 -9 sel.

741. Akibat gesekan, batang ebonit menerima 5·10 10 elektron. Muatan listrik pada sebuah tongkat

(e = -1,6 · 10 -19 C)

-8·10 -9 Kl.

742.Kekuatan Interaksi Coulomb muatan listrik dua titik ketika jarak antara keduanya berkurang 2 kali

Akan meningkat 4 kali lipat.

743. Gaya interaksi Coulomb dua muatan listrik titik ketika jarak antara keduanya berkurang 4 kali lipat

Akan meningkat 16 kali lipat.

744. Dua muatan listrik titik bekerja satu sama lain menurut hukum Coulomb dengan gaya 1N. Jika jarak antara keduanya diperbesar 2 kali lipat, maka gaya interaksi Coulomb muatan-muatan tersebut akan menjadi sama

745.Dua muatan titik bekerja satu sama lain dengan gaya 1N. Jika besarnya masing-masing muatan diperbesar 4 kali lipat, maka kekuatan interaksi Coulomb akan menjadi sama

746. Gaya interaksi dua muatan titik adalah 25 N. Jika jarak antara keduanya dikurangi 5 kali, maka gaya interaksi kedua muatan tersebut menjadi sama

747. Gaya interaksi Coulomb dua muatan titik ketika jarak antara keduanya bertambah 2 kali lipat

Akan berkurang 4 kali lipat.

748. Gaya interaksi Coulomb dua muatan listrik titik ketika jarak antara keduanya bertambah 4 kali lipat

Akan berkurang 16 kali lipat.

749. Rumus hukum Coulomb

.

750. Jika 2 bola logam identik yang bermuatan +q dan +q dikontakkan dan dipindahkan sejauh jarak yang sama, maka modulus gaya interaksi

Tidak akan berubah.

751. Jika 2 bola logam identik bermuatan +q dan -q, bola-bola tersebut dikontakkan dan dipindahkan sejauh jarak yang sama, maka gaya interaksinya

Akan menjadi sama dengan 0.

752.Dua muatan berinteraksi di udara. Jika benda-benda tersebut ditempatkan di dalam air (ε = 81), tanpa mengubah jarak antara keduanya, maka gaya interaksi Coulomb

Akan berkurang 81 kali lipat.

753. Gaya interaksi antara dua muatan masing-masing 10 nC, yang terletak di udara pada jarak 3 cm satu sama lain, adalah sama dengan

()

754. Muatan 1 µC dan 10 nC berinteraksi di udara dengan gaya 9 mN pada jarak

()

755. Dua elektron yang terletak pada jarak 3·10 -8 cm saling tolak menolak dengan gaya ( ; e = - 1,6 10 -19 C)

2,56·10 -9 N.

756. Jika jarak dari muatan bertambah 3 kali lipat, kuat medan listrik bertambah

Akan berkurang 9 kali lipat.

757. Kuat medan pada suatu titik adalah 300 N/C. Jika muatannya 1·10 -8 C, maka jarak ke titik tersebut

()

758.Jika jarak dari biaya poin, yang menimbulkan medan listrik akan bertambah 5 kali lipat, maka kuat medan listriknya

Akan berkurang 25 kali lipat.

759. Kuat medan suatu muatan titik pada suatu titik tertentu adalah 4 N/C. Jika jarak dari muatan digandakan, tegangannya akan menjadi sama

760. Tunjukkan rumus kuat medan listrik pada kasus umum.

761. Notasi matematika tentang prinsip superposisi medan listrik

762. Tunjukkan rumus intensitas muatan listrik titik Q

.

763. Modulus kuat medan listrik pada titik dimana muatan berada

1·10 -10 C sama dengan 10 V/m. Gaya yang bekerja pada muatan sama dengan

1·10 -9 N.

765. Jika muatan sebesar 4·10 -8 C tersebar pada permukaan bola logam yang berjari-jari 0,2 m, maka rapat muatan

2,5·10 -7 C/m2.

766. Dalam medan listrik seragam yang berarah vertikal terdapat setitik debu bermassa 1·10 -9 g dan muatan 3,2·10-17 C. Jika gravitasi butiran debu seimbang dengan kuat medan listrik, maka kuat medannya sama dengan

3·10 5 N/Kl.

767. Pada tiga titik sudut sebuah persegi yang panjang sisinya 0,4 m terdapat muatan positif identik masing-masing sebesar 5·10 -9 C. Temukan ketegangan di simpul keempat

() 540 N/Kl.

768. Jika dua muatan berkekuatan 5.10 -9 dan 6.10 -9 C sehingga keduanya tolak menolak dengan gaya 12.10 -4 N, maka keduanya berada pada jarak

768. Jika modulus suatu muatan titik diperkecil 2 kali dan jarak ke muatan berkurang 4 kali, maka kuat medan listrik pada suatu titik tertentu

Akan meningkat 8 kali lipat.

Menurun.

770. Hasil kali muatan elektron dan potensial mempunyai dimensi

Energi.

771.Potensial medan listrik di titik A adalah 100V, potensial di titik B adalah 200V. Usaha yang dilakukan gaya medan listrik ketika memindahkan muatan 5 mC dari titik A ke titik B adalah sama dengan

-0,5J.

772. Sebuah partikel bermuatan +q dan bermassa m, terletak di titik-titik medan listrik dengan intensitas E dan potensial, mempunyai percepatan

773. Sebuah elektron bergerak dalam medan listrik seragam sepanjang garis tegangan dari suatu titik dengan Potensi besar ke titik dengan potensi yang lebih kecil. Kecepatannya adalah

Meningkat.

774. Sebuah atom yang mempunyai satu proton pada intinya kehilangan satu elektron. Hal ini menciptakan

Ion hidrogen.

775. Medan listrik dalam ruang hampa diciptakan oleh empat titik muatan positif, ditempatkan pada titik sudut persegi dengan sisi a. Potensial yang ada di tengah alun-alun adalah

776. Jika jarak suatu muatan titik berkurang 3 kali lipat, maka potensial medannya

Akan meningkat 3 kali lipat.

777. Ketika muatan listrik titik q berpindah antar titik yang beda potensial 12 V, usaha yang dilakukan sebesar 3 J. Dalam hal ini, muatan tersebut dipindahkan

778. Muatan q berpindah dari titik medan elektrostatis ke suatu titik dengan potensi. Dengan rumus manakah berikut ini:

1) 2) ; 3) Anda dapat menemukan pekerjaan memindahkan biaya.

779. Dalam medan listrik seragam berkekuatan 2 N/C, muatan sebesar 3 C bergerak sepanjang garis medan pada jarak 0,5 m. Usaha yang dilakukan gaya medan listrik untuk memindahkan muatan adalah sama dengan

780. Medan listrik dihasilkan oleh empat titik muatan berbeda yang ditempatkan pada titik sudut sebuah persegi dengan sisi a. Seperti ada biaya masuk simpul yang berlawanan. Potensial yang ada di tengah alun-alun adalah

781. Beda potensial antara titik-titik yang terletak pada titik yang sama saluran listrik pada jarak 6 cm satu sama lain, sama dengan 60 V. Jika medan seragam, maka kekuatannya adalah

782.Satuan beda potensial

1 V = 1 J/1 C.

783. Misalkan muatan bergerak dalam medan seragam dengan intensitas E = 2 V/m sepanjang garis medan 0,2 m. Tentukan beda potensial tersebut.

kamu = 0,4 V.

784. Menurut hipotesis Planck, tentu saja tubuh hitam memancarkan energi

Dalam porsi.

785. Energi foton ditentukan dengan rumus

1. E = hal 2. E=hv/c 3. E = jam 4. E=mc2. 5. E=hv. 6.E=hc/

1, 4, 5, 6.

786. Jika energi kuantum menjadi dua kali lipat, maka frekuensi radiasinya

meningkat 2 kali lipat.

787. Jika foton dengan energi 6 eV jatuh pada permukaan pelat tungsten, maka energi kinetik maksimum elektron yang dijatuhkannya adalah 1,5 eV. Energi foton minimum yang memungkinkan terjadinya efek fotolistrik adalah untuk tungsten sama dengan:

788. Pernyataan berikut ini benar:

1. Kecepatan foton lebih besar dari kecepatan cahaya.

2. Kecepatan foton dalam zat apa pun lebih kecil dari kecepatan cahaya.

3. Kecepatan foton selalu sama dengan kecepatan cahaya.

4. Kecepatan foton lebih besar atau sama dengan kecepatan cahaya.

5. Kecepatan foton dalam suatu zat kurang dari atau sama dengan kecepatan cahaya.

789. Foton radiasi mempunyai impuls yang besar

Biru.

790. Ketika suhu suatu benda yang dipanaskan menurun, intensitas radiasi maksimumnya

©2015-2019 situs
Semua hak milik penulisnya. Situs ini tidak mengklaim kepenulisan, tetapi menyediakan penggunaan gratis.
Tanggal pembuatan halaman: 13-02-2016