Электроны үлдсэн энерги нь эВ байна. Электроны фотоны энерги гэж юу вэ?

Үндсэн бөөмс ба үндсэн харилцан үйлчлэл

Бичил ертөнцийн физикт бүх бөөмсийг хоёр ангилалд хуваадаг. фермион ба бозонууд. Фермионууд нь хагас бүхэл спин утгатай бөөмс, бозонууд нь бүхэл спин утгатай бөөмс юм. Спин гэдэг нь бөөмийн байж болох өнцгийн импульсийн хамгийн бага утга юм. Спин болон бусад өнцгийн импульсийг нэгжээр хэмждэг. Тэг биш масстай бөөмсийн хувьд спин нь өөртэй нь холбоотой координатын систем дэх бөөмийн өнцгийн импульстэй тэнцүү байна. Хүснэгтэд заасан бөөмийн ээрэх J утга нь хамгийн их утгасонгосон тэнхлэг дээрх өнцгийн импульсийн векторын проекцийг -д хуваана.
Үндсэн бөөмс нь орчин үеийн үзэл баримтлалын дагуу байдаггүй бөөмс юм дотоод бүтэц. Байгальд 12 үндсэн фермионыг (нэгжээр 1/2-ийн эргэлттэй) 1-р хүснэгтэд жагсаав. 1-р хүснэгтийн сүүлчийн багана нь цахилгаан цэнэгэлектрон цэнэгийн нэгж дэх үндсэн фермионууд e.

12 үндсэн фермион нь 12 антифермионтой тохирч байна.
Бөөмүүдийн харилцан үйлчлэл нь 4 төрлийн харилцан үйлчлэлийн улмаас явагддаг. хүчтэй , цахилгаан соронзон , сулТэгээд таталцлын . Харгалзах талбаруудын квантууд нь үндсэн бозонууд : глюон; гамма квант; W + , W - , Z - бозонууд ба гравитон .

Хүчтэй харилцан үйлчлэлийн квантууд төвийг сахисан массгүй глюонууд. Хүчтэй харилцан үйлчлэлцдэг үндсэн фермионууд - кваркууд нь 3 утгыг авч болох квант тооны "өнгө"-өөр тодорхойлогддог. Глюонууд 8 төрлийн "өнгөт" цэнэгтэй байдаг.
Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн тоо байна гамма туяа . γ квантууд нь тэг масстай. IN цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлүндсэн тоосонцор оролцож, 1-р хүснэгтийн сүүлийн гурван эгнээ эзэлж байна, i.e. цэнэглэгдсэн лептон ба кваркууд. Чөлөөт төлөвт байгаа кваркууд ажиглагддаггүй, гэхдээ адронуудын нэг хэсэг байдаг, өөрөөр хэлбэл. барион ба мезон, бүх адрон, хамт хүчтэй харилцан үйлчлэл, мөн цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд оролцдог.
Кванта сул харилцан үйлчлэл , үүнд бүх лептонууд болон бүх кваркууд оролцдог W ба Z бозонууд. Эерэг W + бозон ба сөрөг W - бозон хоёулаа байдаг; Z бозонууд нь цахилгаан саармаг байдаг. W ба Z бозонуудын масс нь том - 80 ГеВ/с 2-аас их. Их массын үр дагавар завсрын бозонуудсул харилцан үйлчлэлийн тогтмол нь цахилгаан соронзон тогтмолтой харьцуулахад бага байдаг. Нейтрино нь зөвхөн сул харилцан үйлчлэлд оролцдог.
Глюон, γ-квант, W ба Z бозонууд байна үндсэн бозонууд . Бүх үндсэн бозоны эргэлт 1-тэй тэнцүү байна.
Таталцлын харилцан үйлчлэл бөөмийн физикт бараг байдаггүй. жишээлбэл, хоёр протоны таталцлын харилцан үйлчлэлийн эрчим нь тэдгээрийн цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн эрчимээс ~10 -38 байна.
Хүснэгтийн хуваагдал 1 тутамд үеийнхэнБидний эргэн тойрон дахь ертөнц бараг бүхэлдээ гэж нэрлэгддэг тоосонцороос бүрддэг гэдгийг зөвтгөдөг. эхний үе (хамгийн бага жинтэй). Хоёр дахь, ялангуяа гурав дахь үеийн бөөмсийг зөвхөн харилцан үйлчлэлийн өндөр энергитэй үед л илрүүлж болно. Жишээлбэл, т-кваркийг FNAL хурдасгуур-коллайдер дээр 1000 ГэВ энергитэй протон ба антипротонуудын мөргөлдөх үед илрүүлсэн.
Хүснэгт 5.1-ийн эхний хоёр мөр байна лептонууд -хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдоггүй фермионууд. Лептонууд нь гурван төрлийн цахилгаан саармаг нейтрино (болон антинейтрино) - электроны массаас хамаагүй бага масстай бөөмс юм. Нейтрино зөвхөн үүнд оролцдог сул харилцан үйлчлэл.Хоёрдахь эгнээнд сул ба цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд оролцдог электрон, мюон, таон - цэнэгтэй бүтэцгүй бөөмсүүд байрладаг.
Гурав, дөрөв дэх мөрөнд 6 байна кваркууд(q) - цахилгаан цэнэгийн бутархай утгатай бүтэцгүй бөөмс. Чөлөөт төлөвт эдгээр хэсгүүд ажиглагддаггүй, тэдгээр нь ажиглагдсан хэсгүүдийн нэг хэсэг юм; адронууд .
Бөөмийн энергид илэрдэг байгалийн үзэгдлүүд<100 МэВ, могут быть практически полностью объяснены взаимодействием фундаментальных частиц 1-го поколения. 2-е поколение фундаментальных частиц проявляется при энергиях порядка сотен МэВ. Для исследования 3-го поколения фундаментальных частиц строят ускорители өндөр энерги(E > 100 ГэВ).

Долгионы урт ба бөөмийн энерги

Цөмийн болон бөөмийн физикээр судлагдсан объектууд нь атом ба молекулуудаас хамаагүй бага хэмжээтэй байдаг. (Энэ баримт нь атомын доорх физикийн объектуудын бүтэц нь хүчтэй харилцан үйлчлэлээр тодорхойлогддогийн үр дагавар юм)
Аливаа биеийн бүтцийг судлахын тулд судалж буй объектын хэмжээнээс богино долгионы урттай "микроскоп" шаардлагатай байдаг.
Цахилгаан соронзон цацраг болон аливаа бөөмийн долгионы урт нь импульс нь мэдэгдэж буй хамаарлаар холбогддог (де Бройлийн танилцуулсан тэгээс ялгаатай тайван масстай бөөмсийн хувьд):

Энд p нь бөөмийн импульс, h нь Планкийн тогтмол.
Субатомын физикийн "хамгийн том" объектуудын шугаман хэмжээсүүд - олон тооны А нуклонтой атомын цөмүүд нь 10-12 см орчим байдаг. Туршилтын судалгааИйм хэмжээс бүхий объектууд нь өндөр энергитэй бөөмсийн цацраг үүсгэхийг шаарддаг.
Энэхүү семинарын нэг зорилго нь бөөм болон нуклонуудын бүтцийг судлахад ашиглаж болох хурдасгасан бөөмсийн энергийг тооцоолох явдал юм. Ийм тооцоолол хийхээсээ өмнө цаашдын тооцоололд ихэвчлэн хэрэглэгдэх үндсэн тогтмол хэмжигдэхүүнүүд, мөн субатомын физикт хүлээн зөвшөөрөгдсөн физик хэмжигдэхүүнийг хэмжих нэгжүүдтэй танилцах шаардлагатай.

Субатомын физикийн нэгжүүд

Эрчим хүч - 1 МэВ = 1 МэВ = 10 6 эВ = 10 -3 ГэВ = 1.6. 10 -13 Ж.
Масс - 1 MeV/c 2 ба 1 у= M (12 C) / 12 = 1.66. 10-24 жил
Урт - 1 фм = 1 фм = 10 -13 см = 10 -15 м.

Чухал томъёонууд харьцангуй физик

Субатомын физикт, ялангуяа өндөр энергийн физикт нэгжийн систем ( Хүнд даацын систем ) , үүнд ћ = 1 ба с = 1. Энэ системд харьцангуй физикийн томъёо нь илүү энгийн бөгөөд тохиромжтой хэлбэртэй байна.

Электрон өөрөө энергийн асуудал шинэ зүйл биш: энэ нь гарч ирсэн сонгодог физик. Хэрэв бид электроныг бүх цэнэг нь гадаргуу дээр байрладаг радиустай бөмбөлөг гэж үзвэл нийт электростатик энерги нь -тэй тэнцүү байна. Энэ энергитэй электроны масс тохирох байх магадлалтай. Гэсэн хэдий ч хэрэв та электрон v хурдтай хөдөлж байх үеийн талбайн импульсийг тооцоолвол (бөмбөгний Лоренцын агшилтыг харгалзан үзвэл) . Энэ утга нь масстай бөөмстэй тохирч байна. Пуанкаре зарим хүчнүүд бөмбөгний зарим хэсгийг барьж байх ёстой бөгөөд эдгээр хүчнүүд энерги нэмэх ёстой гэж санал болгов. Гэсэн хэдий ч ийм хүчний найдвартай онол байдаггүй.

Энэхүү өөрийн энерги нь цэнэгийг "цуглуулах" энергиэс үүсдэг. Энэ нь электрон цэнэгийн нэг хэсгийн нөгөө хэсэгтэй харилцан үйлчлэх энерги гэж бид таамаглаж болно.

Ийм нөлөөллөөс ангижрах боломжтой арга бол электроныг өөртөө нөлөөлөхөөс урьдчилан сэргийлэх, өөрөөр хэлбэл электронууд зөвхөн бие биендээ үйлчилдэг гэж үзэх явдал юм. (Тэгвэл электрон цэгийн цэнэг байж болно.) Гэсэн хэдий ч электрон өөрөө өөртөө үзүүлэх үйлдлийг тайлбарлах шаардлагатай бодит үзэгдэл, цацрагийн үрэлтийн үзэгдлүүд. Хурдасгасан цэнэг нь цацарч, энерги алддаг тул хурдасгах хүч нь ажил үүсгэх ёстой. Ямар хүчний эсрэг? Сонгодог физикийн дагуу - цэнэгийн нэг хэсгийн нөгөө хэсэгт үйлчилснээр үүссэн хүчний эсрэг.

Эхний гишүүн нь талбайн импульсээр тооцоолсон масстай тохирч байна. Хоёр дахь нэр томъёо нь электроноос ялгарах цацрагийн урвалын хүч бөгөөд -ээс хамаарахгүй. Гэсэн хэдий ч a-г тэг рүү чиглүүлэх нь нийцэхгүй байх болно. Түгээмэл хураамжхэзээ ч нарийн шинжилгээ хийж байгаагүй. Дотоод хөдөлгөөн гэх мэт асуултууд гарч ирдэг.

Үнэн хэрэгтээ эдгээр асуултуудыг сонгодог физикээр шийдсэн янз бүрийн аргаар, гэхдээ аль нь ч квант механикт амжилттай шилжсэнгүй (лавлагааг Фейнманы бүтээлээс үзнэ үү).

Массын хэвийн байдал.

Электрон X-ээс Y руу шилжих үед виртуал фотоныг ялгаруулж, шингээх боломжтой. Энэ тохиолдолд

үнэ цэнэ хаана байна

хэлбэрийн хувиршгүй функц юм. Түүний физик утга нь юу вэ? C-г жижиг гэж үзье. Дараа нь эхний хоёр нэр томъёог ингэж бичиж болно

тэрний ачаар

(Сүүлийн томъёо нь илүү ерөнхий операторын харилцааны онцгой тохиолдол юм

Хэрэв C тоо байсан бол бид үүнийг массын засвар гэж ойлгож болно. Энэ цувралын эхний болон хоёр дахь нөхцөлүүд нь нэг виртуал фотонгүй ба нэг виртуал фотонтой электрон хөдөлгөөний далайц юм.

Гурав дахь нэр томъёо нь хоёр фотоны хувь нэмэртэй тохирч байгаа эсэхийг шалгахад хялбар байдаг

дөрөв дэх нэр томъёо нь гурван фотонтой хувь нэмэр гэх мэт. Гэсэн хэдий ч ийм диаграммууд нь зөвхөн тус бүрд нь байгаа процессуудыг агуулдаг одоогоорнэгээс илүүгүй фотон агуулдаг.

Хоёр виртуал фотон бүхий өөр төрлийн диаграммын жишээг Зураг дээр үзүүлэв. 28-1. X ба Y хоорондох электрон тархалтын нийт далайцыг хэлбэрээр бичихдээ C-д дарааллын нөхцлүүдийг нэмдэг тул бид ийм диаграммуудыг одоо авч үзэхгүй.

Энд A ба B функцууд нь . Энэ тараагчийн туйл нь чөлөөт бөөмийн энерги ба импульсийн хоорондын хамаарлыг өгдөг тул туршилтаар ажиглагдсан массыг тодорхойлдог.

Хуваагч дахь матрицуудаас салах

тэгшитгэлийг шийдвэрлэх замаар туйлын байрлал тодорхойлогддог болохыг бид олж мэдэв

Хоёр дахь туйл байгаа нь өөр бөөмс (магадгүй мезон) байгаа гэж тайлбарлаж болохыг энд тэмдэглэе. ба гэж тооцвол бид ба-г тавьж болно. Дараа нь

Тиймээс дэлгэрүүлэгч нь -д туйлтай, -д ойрхон, -аар үржүүлсэн зарим тогтмол (туйл дахь үлдэгдэл) шиг ажилладаг. Үлдэгдэлийг -ээр тэмдэглэе. Одоо бид дэлгэрүүлэгчийг дараах байдлаар дахин бичиж болно.

(цэг дэх A, B ба тэдгээрийн деривативаар илэрхийлж болно. Ердийн хэлбэрээс хазайлт нь фотоны холболтын тогтмолыг залруулсан гэж тайлбарлаж болно (учир нь дэлгэрүүлэгч дэх хүчин зүйлийг фотоны орой бүрийг үржүүлэх замаар олж авах боломжтой). by). Дараагийн алхам бол A ба B функцийг тооцоолох явдал юм. Үүний тулд интегралыг тооцоолох хэрэгтэй

Харилцааг ашиглах

ангижрах. Тооцоолохдоо бид тавьж болно, дараа нь бид авна

Энэ интеграл нь ялгаатай. At том үнэ цэнээхний хуваагчийг -ээр сольж болно. Дараа нь тэгш хэмийг харгалзан үзсэний улмаас , гэсэн нэр томъёо алга болно. Үлдсэн нь интегралнь том утгуудынх шиг ажилладаг тул интеграл нь логарифмын зөрүүтэй байдаг. Квант электродинамик газар дээр нь цохилоо!

Бете энэ хязгааргүй байдал нь электродинамик дахь цорын ганц чухал зүйл гэдгийг тэмдэглэв (өөр нэгийг эс тооцвол бид дараа нь хэлэлцэх болно). Энэ интегралыг "түр зуур" нэгтгэх арга бидэнд байна гэж бодъё. Жишээлбэл, дэлгэрүүлэгч нь ойртохыг баталгаажуулдаг харьцангуй инвариант хүчин зүйлээр үргэлж үржүүлж байх ёстой гэж үзье.

Хэрэв та тавьсан бол

(энэ нь том утгуудын хувьд интегралыг багасгадаг), дараа нь интегралыг тооцоолж болно. Бид авдаг (тооцоолох аргуудыг холбоосыг үзнэ үү)

-тэй хамт алга болж буй нэр томьёог үл тоомсорлож.

Хэрэв та аливаа процессыг илүү өндөр дарааллаар тооцоолох шаардлагатай бол пропорциональ нэр томъёотой тулгарах болно (зөвхөн фотонуудтай харилцан үйлчилдэг спин-электронтой бөөмсийн хувьд логарифмын зөрүүгээс илүү муу зүйл тохиолдохгүй). Дараа нь та m-г хаана ч харсан оронд нь орлуулж, -ийн эхний зэрэглэл хүртэл өргөжүүлнэ үү. Гайхамшиг нь нийт коэффициент тэг болж хувирдаг явдал юм. Үлдсэн нөхцлүүд нь тодорхой хязгаартай байдаг. Өөрөөр хэлбэл, хэрэв бид хариултыг үргэлж туршилтын массаар илэрхийлж, тогтмол дээр чиглүүлбэл захын параметрийн утга эцсийн илэрхийлэлд харагдахгүй.

Бете ижил төстэй санаануудыг ашиглан устөрөгчийн атом дахь энергийн түвшний шилжилтийг тооцоолохыг оролдсон бөгөөд холбогдсон электрон өөрийн энергийн улмаас үүссэн. Богино долгионы технологийг ашиглан түвшин болон устөрөгчийн хооронд 1000 МГц-ийн давтамжийг хуваахыг нээсэн Рутерфорд, Ламб нарын туршилтаар түлхэц өгсөн. Хэрэв бид цацрагийн талбайн харилцан үйлчлэлийг үл тоомсорловол эдгээр түвшин бүрэн доройтох ёстой. Бете харьцангуй бус ойролцоо тооцоолол ашиглан бүрэн бус тооцоо хийсэн. 1948-1949 онуудад квант электродинамикийн хурдацтай хөгжил. Түүний болон Вейсскопфын санааг харьцангуй өөрчлөн бус хэлбэрээр томъёолж, тооцоогоо дуусгах оролдлогын үр дүнд бий болсон.

Тиймээс, бид оруулах ёстой өөр нэг дүрмийг олсон квант электродинамик: (1) дурын захын коэффициент оруулна

БА . Масс нь ялгаатай боловч тооцоолол нь квадратын зөрүүг үүсгэдэг. Ийм тооцоог хийхдээ бөөмсийг цэгтэй гэж үздэг. Бодит байдал дээр нуклон хосуудын үүлийг харгалзан үзэх ёстой бөгөөд зарим нь ийм данс нь уусах чадварыг арилгахад хүргэдэг гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч ийм нэхэмжлэл хэзээ ч нотлогдоогүй байна.

1. Электроны кинетик энерги 1.02 МэВ. Энэ электроны де Бройлийн долгионы уртыг тооцоол.

Өгсөн: E k = 1.02 МэВ = 16.2 10 -14 Ж, E 0 = 0.51 МэВ = 8.1 10 -14 Ж.

Хай λ.

Шийдэл. Де Бройлийн долгионы уртыг (1) томъёогоор тодорхойлно. Энд λ нь импульс бүхий бөөмстэй тохирох долгионы урт; - Планкийн тогтмол. Бодлогын нөхцлийн дагуу электроны кинетик энерги нь түүний тайван байдлын энергиэс их байна: E k = 2E 0, (2) иймээс хөдөлж буй электрон нь харьцангуй тоосонцор юм. Харьцангуй бөөмсийн импульсийг томъёогоор тодорхойлно

эсвэл (2) хамаарлыг харгалзан үзвэл

(4)-г (1)-д орлуулснаар бид олж авна

.

Тооцооллыг хийснээр бид олж авдаг

Хариулт: λ =.

2. Гейзенбергийн тодорхойгүй байдлын хамаарлыг ашиглан атомын цөмд электрон агуулах боломжгүйг харуул. Цөмийн радиусыг 10~18 см гэж үзье.

Өгөгдсөн: R i = 10 -15 м, = 6.62·10 -34 J·s.

Шийдэл. Гейзенбергийн тодорхойгүй байдлын хамаарлыг томъёогоор илэрхийлнэ

координатын тодорхойгүй байдал хаана байна; - импульсийн тодорхойгүй байдал; -Планкийн тогтмол. Хэрэв координатын тодорхой бус байдлыг авсан бол радиустай тэнцүүцөм, өөрөөр хэлбэл электрон импульсийн тодорхойгүй байдлыг дараах байдлаар илэрхийлж болно. . Түүнээс хойш Мөн . Электрон хурдны тодорхойгүй байдлыг тооцоолъё.

Олж авсан утгыг вакуум дахь гэрлийн хурдтай харьцуулж үзвэл c = 3·10 8 м/с , энэ нь боломжгүй, тиймээс цөмд электрон агуулагдах боломжгүй.

3. Электрон нь өдөөгдсөн төлөвт 1 нм өргөн хязгааргүй гүн нэг хэмжээст потенциалын худагт байна. Электрон энергийн хамгийн бага утга ба секундын интервалд электрон олох магадлалыг тодорхойл эрчим хүчний түвшин.

Өгсөн: .

Хай: , .

Квант механикийн хувьд бөөмсийн хөдөлгөөний талаарх мэдээллийг долгионы функцээс (Т-функц) олж авдаг бөгөөд энэ нь бөөмс буюу системийн квант төлөвүүдийн хуваарилалтыг тусгасан байдаг. Эдгээр хэсгүүд нь тодорхойлогддог дискрет утгуудэнерги, импульс, өнцгийн импульс; өөрөөр хэлбэл - функц нь бичил ертөнц дэх бөөмсийн төлөв байдлын функц юм. Шрөдингерийн тэгшитгэлийг шийдэхдээ авч үзэж буй тохиолдлын хувьд хувийн функц нь хэлбэртэй болохыг олж мэдэв.

, (1)

Энд = 1, 2, 3, ...; - бөөмийн координат; - нүхний өргөн. График хувийн функцуудЗурагт үзүүлэв. 17. Де Бройлийн хамаарлын дагуу хоёр хавтгай монохроматик де Бройль долгионууд тархаж байна. эсрэг чиглэлүүдтэнхлэгийн дагуу. Тэдний хөндлөнгийн оролцооны үр дүнд хэлбэлзлийн далайцын тэнхлэгийн дагуу хөдөлгөөнгүй тархалтаар тодорхойлогддог байнгын де Бройль долгионууд үүсдэг. Энэ далайц нь долгионы функц(x), квадрат нь координаттай цэг дээр электрон байх магадлалын нягтыг тодорхойлдог. Зураг дээрээс харж болно. 17, =1 утгын хувьд уртын хагасыг нүхний өргөнөөр байрлуулна зогсож буй долгионде Бройль, =2-ийн хувьд - байнгын де Бройль долгионы бүхэл урт гэх мэт, өөрөөр хэлбэл, боломжит худагт зөвхөн урт нь нөхцөлийг хангасан де Бройль долгион байж болно.

Иймд бүхэл тооны хагас долгион нь нүхний өргөнд багтах ёстой: . (2)

Нийт эрчим хүчболомжит худаг дахь тоосонцор нь түүний өргөнөөс хамаардаг бөгөөд томъёогоор тодорхойлогддог , (3) бөөмийн масс хаана байна; - 1, 2, 3... . Электрон нь хамгийн бага энергийн утгатай байх болно хамгийн бага утга, өөрөөр хэлбэл =1 үед. Тиймээс,

Тоон утгыг орлуулснаар бид авна

-аас хүртэлх зайд электрон илрэх магадлал нь тэнцүү байна . Бид 0-ээс интеграцчлах замаар хүссэн магадлалыг олно:

Харилцааг ашиглан электрон хоёр дахь энергийн түвшинд байгаа тохиолдолд бид интегралыг тооцоолно.

4. Хилийн долгионы урт K α - шинж чанарын цуврал рентген туяазарим элементийн хувьд 0.0205 нм байна. Энэ элементийг тодорхойл.

Өгсөн: .

ХайЗ.

Шийдэл. Мозелийн томъёоноос

,

Энд λ нь шинж чанарын цацрагийн долгионы урт, тэнцүү (c - гэрлийн хурд, v - долгионы урт λ харгалзах давтамж); R - Ридбергийн тогтмол; Z - электродыг хийсэн элементийн серийн дугаар; - хамгаалалтын тогтмол; - электрон шилжих энергийн түвшний тоо; - электрон хөдөлж буй энергийн түвшний тоо (K α - цувралын хувьд =1, =2, =1), бид Z-г олно:

Серийн дугаар 78 нь цагаан алттай.

Хариулт: Z = 78 (цагаан алт).

5. Усны гадаргуу дээр 0.775 pm долгионы урттай γ-цацрагийн нарийн монохромат цацраг унадаг. Ямар гүнд γ-цацрагийн эрчим 100 дахин буурах вэ!

Өгсөн: λ = 0,775 pm = 7,75·10 -13 м, =100.

Хай

Шийдэл. γ-цацрагийн эрчмийн сулралтыг (1) томъёогоор тодорхойлно. , γ-цацрагийн тусгалын цацрагийн эрчим хаана байна; - тэдгээрийн гүн дэх эрч хүч; - шугаман сулралтын коэффициент. (1)-ийн тэгшитгэлийг шийдэж, бид олно

-ийг тодорхойлохын тулд γ-квантуудын энергийг тооцоолно , хаана Планкийн тогтмол байна; c нь вакуум дахь гэрлийн хурд юм. Тоон утгыг орлуулснаар бид авна

Хараат байдлын графикийн дагуу шугаман коэффициентγ-цацрагуудын энергийг сулруулж (Зураг 18) бид = 0.06 см -1-ийг олно. Энэ q утгыг (2) томъёонд орлуулснаар бид олно

.

6. 1г-д хэдэн цөм байгааг тодорхойл цацраг идэвхт задралнэг жилийн хугацаанд хүчинтэй.

Өгсөн:

Хай

Шийдэл. 1 г-д агуулагдах атомын тоог тодорхойлохын тулд бид хамаарлыг ашиглана

Авогадрогийн тогтмол хаана байна; - массад агуулагдах мольуудын тоо энэ элементийн; M нь изотопын молийн масс юм. Изотопын молийн масс ба харьцангуй атомын массын хооронд хамаарал байдаг: M = 10 -3 А кг/моль. (2) Аливаа изотопын хувьд харьцангуй атомын масснь түүний массын тоо А-тай маш ойрхон, өөрөөр хэлбэл энэ тохиолдолд M = 10 -3 ·90 кг/моль = 9·10 -2 кг/моль.

Цацраг идэвхт задралын хуулийг ашиглах

одоо байгаа задралгүй цөмийн анхны тоо хаана байна; N нь тухайн үеийн задралгүй цөмийн тоо; λ нь цацраг идэвхт задралын тогтмол юм; бид 1 жилийн дотор задарсан цөмийн тоог тодорхойлно.

Цацраг идэвхт задралын тогтмол нь хагас задралын хугацаатай λ = 1n 2/T харьцаагаар хамааралтай болохыг харгалзан үзвэл бид олж авна.

(5) илэрхийлэлд (2)-ыг харгалзан (1) орлуулбал бид байна

Томъёо (6) ашиглан тооцооллыг хийсний дараа бид олдог

Хариулт:

7. Цөмийн урвалын энергийг мегаэлектрон-вольтоор тооцоол.

Энэ урвалын үед энерги ялгардаг уу эсвэл шингэдэг үү?

Шийдэл. Цөмийн урвалын энерги , (1), урвалын массын согог хаана байна; c нь вакуум дахь гэрлийн хурд юм. Хэрэв амугаар илэрхийлсэн бол томъёо (1) хэлбэрийг авна. Массын согог нь тэнцүү байна

Урвалын өмнөх ба дараах электронуудын тоо хадгалагдаж байгаа тул цөмийн массын утгын оронд бид лавлагааны хүснэгтэд өгөгдсөн төвийг сахисан атомын массын утгыг ашиглана.

; ; ;

Хариу үйлдэл ирж байнаэнерги ялгарах үед, >0-ээс хойш:

Хариулт: =7.66 МэВ.

8. Зэс нь нүүр төвтэй куб тортой. Хамгийн ойрын зэсийн атомуудын хоорондох зай 0.255 нм байна. Зэсийн нягт ба торны параметрийг тодорхойлно.

Өгсөн: d = 0,255 нм = 2,55·10 -10 м, =4, М = 63,54·10 -3 кг/моль.

Хай: r, a.

Шийдэл. Бид зэсийн болорын нягтыг (1) томъёогоор олно, энд M нь зэсийн молийн масс; - молийн хэмжээ. Энэ нь нэг нэгж эсийн эзэлхүүнийг нэг моль болорт агуулагдах нэгж эсийн тоогоор үржүүлсэнтэй тэнцүү байна: . (2)

Авогадрогийн тогтмолыг энгийн эсэд ногдох атомын тоонд хуваах замаар ижил атомуудаас бүрдэх болорын нэг мольд агуулагдах элементар эсийн тоог олно: . (3) Куб нүүр төвтэй торны хувьд = 4. (2)-д (3)-ыг орлуулахад бид олж авна.

(4)-г (1)-д орлуулснаар бид эцэст нь болно

.

Хамгийн ойрын хөрш атомуудын хоорондох зай нь торны параметр a-тай энгийн геометрийн хамаарлаар холбогддог (Зураг 19):

Тоон утгыг орлуулах тооцоолох томъёо, бид олдог

Хариулт: ; .

9. 10 г жинтэй талст хөнгөн цагааныг 10-20 К хүртэл халаана. Дебайгийн онолыг ашиглан халаахад шаардагдах дулааны хэмжээг тодорхойл. Хөнгөн цагааны хувьд Дебайгийн шинж чанар нь 418 К. Т нөхцөл хангагдсан гэж үзье.

Өгөгдсөн: = 0.01 кг, = 10 К, = 20 К, =418 К, = 27·10 -3 кг/моль.

Шийдэл. Хөнгөн цагааныг температураас халаахад шаардагдах дулааны хэмжээг бид томъёогоор тооцоолно

хөнгөн цагааны масс хаана байна; c нь түүний хувийн дулаан багтаамж бөгөөд энэ нь молийн дулаан багтаамжтай харьцаагаар хамааралтай. Үүнийг харгалзан бид (1) томъёог хэлбэрээр бичнэ

(2)

Дебайгийн онолоор хэрэв T нөхцөл хангагдсан бол молийн дулаан багтаамж тодорхойлогдоно эцсийн хууль

,

Энд R = 8.31 Ж/(моль К) нь молийн хийн тогтмол; - Дебийн шинж чанарын температур; Т - термодинамик температур. (3)-ыг (2)-д орлуулж, интеграцийг хийснээр бид олж авна

Тоон утгыг орлуулснаар бид олдог

Хариулт: = 0.36 Ж.

ЦААС № 6 (5) ШАЛГАХ

1. Де Бройль долгионы урт нь 0.06 нм байх протон ба электроны кинетик энергийг тодорхойл.

2. Протоны кинетик энерги нь түүний тайван байдлын энергитэй тэнцүү байна. Ийм протоны хувьд де Бройлийн долгионы уртыг тооцоол.

3. Ижил хурдатгалын потенциалын зөрүү 400 В-ыг дайран өнгөрсөн электрон ба протоны де Бройль долгионы уртыг тодорхойл.

4. Протон нь амралтын энергитэй тэнцүү кинетик энергитэй. Протоны кинетик энерги хоёр дахин нэмэгдвэл түүний де Бройлийн долгионы урт хэдэн удаа өөрчлөгдөх вэ?

5. Электроны кинетик энерги нь түүний тайван байдлын энергитэй тэнцүү байна. Ийм электроны хувьд де Бройль долгионы уртыг тооцоол.

6. Хөдөлж буй электроны масс нь үлдсэн массаас 2 дахин их байна. Ийм электроны хувьд де Бройль долгионы уртыг тодорхойл.

7. Борын постулатыг ашиглан де Бройль долгионы урт ба дугуй электрон тойрог замын уртын хоорондын хамаарлыг ол.

8. Электроны де Бройль долгионы урт нь Комптон долгионы урттай тэнцүү байхын тулд электрон ямар кинетик энергитэй байх ёстой.

9. 1000 В потенциалын зөрүүгээр дамжин өнгөрч буй электрон, 270С-ийн температурт язгуур дундаж квадрат хурдтай тэнцэх хурдтай хөдөлж буй устөрөгчийн атом, 1 г жинтэй бөмбөлөг хурдацтай хөдөлж буй де Бройлийн долгионы уртыг харьцуул. хурд 0.1 м/с.

10. Протоны де Бройлийн долгионы урт нь Комптон долгионы урттай тэнцүү байхын тулд протон ямар кинетик энергитэй байх ёстой.

11. π° мезоны дундаж наслалт 1.9·10 -16 сек байна. π° мезоныг илрүүлэхэд ашиглаж болох төхөөрөмжийн энергийн нягтрал ямар байх ёстой вэ?

12. Үүлний камер ашиглан авсан гэрэл зурагт электрон мөрний өргөн 0.8·10 -3 м хурдыг олох тодорхойгүй байдлыг ол.

13. Өдөөгдөөгүй устөрөгчийн атом дахь электроны дундаж кинетик энерги 13.6 эВ байна. Тодорхойгүй байдлын хамаарлыг ашиглан атом дахь электроны координатыг тооцоолох хамгийн бага алдааг ол.

14. 8·10 6 м/с хурдтай хөдөлж буй электрон бүртгэгдсэн байна хөөс тасалгаа. Тодорхойгүй байдлын хамаарлыг ашиглан камерт үүссэн бөмбөлгийн диаметр 1 мкм бол электрон хурдыг хэмжих алдааг ол.

15. Координатын тодорхойгүй байдал (λ нь де Бройлийн долгионы урт) бөөмийн хувьд хурдны тодорхойгүй байдал нь бөөмийн хурдтай тэнцүү байна гэдгийг харуул.

16. π+ мезоны дундаж наслалт 2.5·10 -8 сек байна. π+ мезоныг илрүүлэхэд ашиглаж болох төхөөрөмжийн энергийн нягтрал ямар байх ёстой вэ?

17. Тодорхойгүй байдлын хамаарал дээр үндэслэн цөм дэх нуклонын хамгийн бага энерги 8 МэВ гэж үзэн атомын цөмийн хэмжээг тооцоол.

18. Тодорхойгүй байдлын хамаарлыг ашиглан устөрөгчийн атом дахь эхний хулгайчийн тойрог замд байрлах электроны энергийг тооцоол.

19. Тодорхойгүй байдлын хамаарлыг ашиглан электронууд цөмд байх боломжгүйг харуул. Цөмийн шугаман хэмжээсийг 5.8·10 -15 м гэж авна Хувийн холболтын энерги дунджаар 8 МэВ/нуклон байна.

20. Атом 0.550 микрон долгионы урттай фотоныг ялгаруулдаг. Цацрагийн үргэлжлэх хугацаа 10 нс байна. Цацрагийн долгионы уртыг хэмжиж болох хамгийн том алдааг тодорхойлно уу.

21. Өргөнтэй боломжит худаг дахь бөөмс өдөөгдсөн төлөвт байна. 0 интервал дахь бөөмийг олох магадлалыг тодорхойл< < на третьем энергетическом уровне.

22. Өргөн нь 0 интервалд байх нэг хэмжээст потенциал худгийн нэг ба хоёрдугаар энергийн түвшинд электрон олох магадлалын харьцааг тооцоол.< < .

23. Нэг хэмжээст потенциалын худгийн аль өргөнд электрон энергийн салангид байдал нь 300 К-ийн температурт дулааны хөдөлгөөний энергитэй дүйцэхүйц болохыг тодорхойл.

24. Хязгааргүй өндөр ханатай, өргөн нь 0.1 нм бүхий нэг хэмжээст потенциалын худагт электрон үндсэн төлөвт байна. Электроны импульсийг тодорхойл.

25. Хязгааргүй өндөр ханатай, өргөн нь 0.1 нм бүхий нэг хэмжээст потенциалын худагт электрон үндсэн төлөвт байна. Тодорхойлох дундаж хүчхудгийн хананд электрон үзүүлэх даралт.

26. Хязгааргүй өндөр ханатай нэг хэмжээст потенциалын худагт электрон байгаа бөгөөд түүний өргөн нь 1.4·10 -9 м.Электрон эрчим хүчний гурав дахь түвшнээс хоёрдугаарт шилжихэд ялгарах энергийг тодорхойл.

27. Хязгааргүй өндөр ханатай, өргөн нь 1 нм бүхий нэг хэмжээст потенциалын цооногт электрон байна. Электрон энергийн түвшний хамгийн бага ялгааг тодорхойл.

28. Өргөн нь 2·10 -9 м хэмжээтэй нэг хэмжээст потенциалын цооногт байрлах электроны дискрет энерги ямар температурт дулааны хөдөлгөөний энергитэй дүйцэхүйц болохыг тодорхойл.

29. Өргөнтэй боломжит худаг дахь бөөмс өдөөгдсөн төлөвт байна. 0 интервал дахь бөөмийг олох магадлалыг тодорхойл< < на втором энергетическом уровне

30. Электроныг гурав дахь энергийн түвшнээс хоёрдугаарт шилжих үед 1 эВ энерги ялгардаг бол хязгааргүй өндөр ханатай нэг хэмжээст потенциалын худгийн өргөнийг тодорхойлно уу?

31. Тодорхой элементийн рентген туяаны шинж чанарын K цувралын долгионы уртын хязгаарлах утга нь 0.174 нм байна. Энэ элементийг тодорхойл.

32. Платин антикатодын К цувралын рентген цацрагийн таслах долгионы уртыг ол.

33. Ямар үед хамгийн бага хүчдэл асаалттай байна рентген хоолой K α цувралын шугамууд төмрийн антикатодтой хамт гарч ирдэг үү?

34. Гянтболдын ялгаралтын спектрт К цувралын бүх шугам гарч ирэхийн тулд гянтболдын эсрэг катод бүхий рентген туяанд хэрэглэх хамгийн бага потенциалын зөрүү хэд вэ?

35. Тодорхой элементийн рентген цацрагийн шинж чанарын K цувралын таслах долгионы урт 0.1284 нм байна. Энэ элементийг тодорхойл.

36. Рентген хоолойд 30 кВ-ын хїчдэл їйлчлэх бол бремстрахлунг рентген цацрагийн хамгийн бага долгионы уртыг тодорхойлох; 75 кВ,

37. 15 кВ хүчдэлд ажиллаж байгаа хоолойноос гаргаж авсан рентген цацрагийн хамгийн богино долгионы урт нь 0.0825 нм байна. Эдгээр өгөгдлөөс Планкийн тогтмолыг тооцоол.

38. Зэсийн атом дахь электрон M давхаргаас L давхаргад шилжихэд 12·10 -10 м долгионы урттай туяа ялгарна.

39. Рентген цацрагийн шинж чанарын К цувралын хамгийн урт долгионы урт нь 1.94·10 -10 м антикатод ямар материалаар хийгдсэн бэ?

40. Анагаах ухаанд оношилгоонд ашигладаг рентген туяанд 45000 В хүчдэл өгсөн.

41. Цацраг идэвхт аргоны хагас задралын хугацаа 110 минут байна. 25% нь задрах хугацааг тодорхойл анхны хэмжээатомууд.

42. 1.2 МэВ энергитэй γ-цацрагийн нарийхан монохромат туяа дамжин өнгөрөх хар тугалганы хагас шингээлтийн давхаргын зузааныг тооцоол.

43. Изотопын хагас задралын хугацаа ойролцоогоор 5.3 жил байна. Ялзалтын тогтмолыг тодорхойлох ба дундаж хугацааЭнэ изотопын атомуудын амьдрал.

44. Төмөр дэлгэцэн дээр долгионы урт нь 0.124·10 -2 нм байх γ-цацрагийн нарийн монохромат цацраг унана. Хагас төмрийн шингээлтийн давхаргын зузааныг ол.

45. 5 см зузаантай хөнгөн цагааны үеийг дайран өнгөрөхөд цацрагийн эрчмийг 3 дахин сулруулсан бол γ-цацрагийн энерги ямар байх вэ?

46. ​​Хагас задралын хугацаа 5.3 жил байна. 5 жилийн дараа энэ изотопын анхны цөмийн хэдэн хэсэг задрахыг тодорхойл.

48. Нэг жилийн хугацаанд зарим анхны цацраг идэвхт элементийн 60% нь задарсан. Энэ элементийн хагас задралын хугацааг тодорхойл.

49. 2 см зузаан хар тугалга, 5 см зузаан төмөр гэсэн хоёр хавтангаас бүрдэх дэлгэцээр 3 МэВ энергитэй γ-цацрагийн нарийхан туяа дамждаг. Энэ дэлгэцээр дамжин өнгөрөхөд γ-цацрагийн эрчим хэдэн удаа өөрчлөгдөхийг тодорхойл.

50. Радоны анхны масс 10 г бол задралын тогтмол ба өдрийн дотор задарсан радоны атомын тоог тодорхойл.

51. Массын согог, цөмийн холболтын энерги ба тодорхой энергиэлементийн холбоосууд.

52. Термоядролын урвалын энергийг тооцоол

53. Гурван α-зарах, хоёр β-хувиргасны дараа ямар элемент болж хувирах вэ?

54. Тритий β задралын үед β бөөмийн хамгийн их энергийг тодорхойл. Эвдрэлийн тэгшитгэлийг бич.

55. Нейтроны β задралын үед ялгарах электроны хамгийн их кинетик энергийг тодорхойл. Эвдрэлийн тэгшитгэлийг бич.

56. Элементийн массын согог, холбох энерги, тусгай холболтын энергийг тооцоол.

57. 92 протон, 143 нейтроноос бүрдэх цөм альфа бөөмийг хөөв. α задралын үр дүнд ямар цөм үүссэн бэ? Үүссэн цөмийн массын согог ба холболтын энергийг тодорхойлно.

58. Хоёр дейтероны термоядролын харилцан үйлчлэлийн үед хоёр төрлийн үүсэх боломжтой: 1) ба 2). Тодорхойлох дулааны нөлөөэдгээр урвалууд.

59. Нэг протон, хоёр нейтрон нийлэхэд ямар хэмжээний энерги ялгардаг вэ атомын цөм?

60. Цөмийн урвалын энергийг тооцоол

61. Молибден нь бие төвтэй кубтай болор тор. Хамгийн ойрын хөрш атомуудын хоорондох зай 0.272 нм байна. Молибдений нягтыг тодорхойлно уу.

62. Дебай онолыг ашиглан тооцоол тодорхой дулаан багтаамж 12 К-ийн температурт төмөр. Төмрийн Дебай температурын шинж чанарыг 467 К гэж үзье. T нөхцөл хангагдсан гэж үзье.

63. Алт нь нүүр төвтэй куб болор тортой. Торны параметр нь 0.407 нм бол алтны нягт ба хамгийн ойрын атомуудын хоорондох зайг ол.

64. 5·10 22 м -3 агууламжтай индий, 2·10 21 м -3 агууламжтай сурьма агуулсан германий цахилгаан дамжуулалтын бохирдлыг тодорхойл. Германы электрон ба нүхний хөдөлгөөн нь 0.38 ба 0.18 м2/(V-s) байна.

65. Өрөөний температурт рубидиумын нягт 1.53 г/см3 байна. Энэ нь бие төвтэй куб болор тортой. Ойролцоох рубидийн атомуудын хоорондох зайг тодорхойл.

66. 500 гр жинтэй алтан ембүүг 5-аас 15 К хүртэл халаана.Дэбийн онолыг ашиглан халаахад шаардагдах дулааны хэмжээг тодорхойл. Алтны Дебайгийн температурын онцлог нь 165 К. Т нөхцөл хангагдсан гэж үзье.

67. 2·10 22 м -3 агууламжтай бор, 5·10 21 м -3 агууламжтай хүнцэл агуулсан германий цахилгаан дамжуулах чанарын хольцыг тодорхойл. Германы электрон ба нүхний хөдөлгөөн нь 0.38 ба 0.18 м 2 /(V с) байна.

68. Нүүр төвтэй шоо дөрвөлжин тортой мөнгөний хамгийн ойрын хөрш атомуудын хоорондын зай болон торны параметрийг ол. Өрөөний температурт мөнгөний нягт 10.49 г/см 3 байна.

69. Дебайгийн онолыг ашиглан цайрын молийн дулаан багтаамжийг 14 К-ийн температурт ол. Цайрын хувьд Дебайгийн шинж чанар нь 308 К. Т нөхцөл хангагдсан гэж үзье.

70. 5·10 22 м -3 агууламжтай бор, 5·10 21 м -3 агууламжтай сурьма агуулсан цахиурын цахилгаан дамжуулалтын хольцыг тодорхойл. Цахиурын электрон ба нүхний хөдөлгөөн нь 0.16 ба 0.04 м 2 /(V s) байна.

936. Электроны фотоны энерги гэж юу вэ? Электроны фотоны энерги нь масс нь электроны масстай тэнцүү фотоны энерги юм. Энэ нь 511000eV-тэй тэнцүү байна (Зураг 78, томъёо 6).

^ 937. Устөрөгчтэй төстэй ферми атомын электрон ялгарах E=136000eV фотоны энерги болон электроны фотоны энерги ямар ялгаатай вэ? 511000-136000=375000эВ-тэй тэнцүү байна. Тиймээс устөрөгчтэй төстэй ферми атом үүсэхэд электрон масс болон энергийн 25 орчим хувийг алдах болно. Тодорхойлсон үйл явдал тохиолдохгүй нь мэдээжийн хэрэг, учир нь электроны масс буурахад хязгаар байдаг бөгөөд дараа нь тогтвортой байдлаа алдаж, эфирт уусдаг.

^ 938. Хийсэн шинжилгээнээс ямар дүгнэлт гарсан бэ? Бидний дулаанаар тодорхойлж болох хамгийн дээд температур нь хэт ягаан туяа эсвэл рентген туяаны эхэн үеийн фотонуудаас бүрддэг боловч эдгээр фотонуудын яг тодорхой параметрүүдийг бид хараахан мэдэхгүй байна.

^ 939. Макро болон бичил ертөнцийн термодинамикийн ялгааны мөн чанар юу вэ? Уурын зуух гэх мэт хаалттай систем, дэлхийн агаарын орон зай зэрэг нээлттэй системд даралт үүсэх шалтгааныг тайлбарлах.

^ 940. Уурын зуухны даралтыг бичил ертөнцийн термодинамик хэрхэн тайлбарладаг вэ? Нэг чухал ойлголтуудМакро ертөнцийн термодинамик нь тэдгээрийн молекулууд болон кластеруудаас үүссэн хийн даралтын тухай ойлголт юм. Энэ нь өргөн хэрэглэгддэг математик загваруудТөрөл бүрийн термодинамик процессыг тооцоолох боломжийг олгодог макро ертөнцийн термодинамик. Макро ертөнцийн термодинамик нь уурын зууханд даралт үүсгэх бусад оролцогчдыг хардаггүй, жишээлбэл, молекулууд болон усны кластеруудын электронуудаар ялгардаг фотонууд.

^ 941. Аадар борооны үед хүчтэй аянга ниргэхэд хүргэдэг агаар дахь даралтын өсөлтийг макро ертөнцийн термодинамик хэрхэн тайлбарладаг вэ? Арга ч үгүй. Энэ үзэгдэл нь макро ертөнцийн термодинамикийн чадварт хамаарахгүй гэж үздэг.

^ 942. Бичил ертөнцийн термодинамик аянга цахилгаантай аянга цахилгааныг хэрхэн тайлбарладаг вэ?

Хэзээ шажигнах чимээ гарахад анхаарлаа хандуулаарай цахилгаан оч. Аадар борооны үеэр дуугарах чимээ нь цахилгаан очны шажигнах чимээнээс хэд дахин хүчтэй байдаг. Асуулт нэн даруй дараах байдалтай байна.

^ 943. Аянгын бүсэд хүчтэй дуу чимээ үүсэхэд ямар даралт үүсдэг вэ? Аянга төрөх үед агаарын даралт ихэссэний мөн чанар юу вэ? Хариулт нь энгийн. Электрон ба фотонуудын радиус нь тэдгээрийн хэмжээсийн гол үзүүлэлт юм. Электрон радиусыг (7) томъёонд үзүүлэв дундаж радиус хөнгөн фотон-тэй тэнцүү, өөрөөр хэлбэл 100 000 дахин их. Аадар борооны үед аянга цахилгаан нь гэрлийн фотонуудын даралт ихэссэний үр дагавар болох нь тодорхой биш гэж үү? Энэ нь аадар борооны үед агаарын даралт ихсэх, хүчтэй аянга буух гол шалтгаан юм.

^ 944. Ингээд товчхондоо макро ертөнц ба бичил ертөнцийн термодинамикийн ялгааны мөн чанар юу вэ? Хий нь макро ертөнцийн термодинамикийн тухай ойлголт бөгөөд электрон ба фотонууд нь даралтыг бий болгох гол оролцогчид - бичил ертөнцийн төлөөлөгчид юм. Энэ бол нуугдаж байгаа зүйл юм үндсэн ялгааБичил ертөнцийн термодинамикаас макро ертөнцийн термодинамик. Макро ертөнцийн объектуудын хийн даралт нь тэдгээрийн температуртай пропорциональ, фотонуудаас үүссэн даралт нь температуртай урвуу хамааралтай байдаг. Аадар борооны үед уурын зуухны уурын температуртай адил температур агаар мандалд байдаггүй бөгөөд фотонуудын үүсгэсэн даралт нь бойлер дахь халсан усны уурын даралтаас хэд дахин их байдаг бөгөөд аянга цахилгааны хүчийг баталж байна. энэ. Сум, хясааны нислэгийг хангах даралт үүсэх үйл явцад бичил ертөнцийн термодинамикийн хуулиуд ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг, бичил ертөнцийн термодинамикийн хуулиуд бага үүрэг гүйцэтгэдэг нь зүйн хэрэг юм. Тэдний хамтын ажиллагаахаалттай системд даралт үүсэх талаар хэн ч судлаагүй байна. Энд бид тодорхой шалтгааны улмаас макро болон бичил ертөнцийн термодинамикийг харьцуулах үйл явцыг зогсоож байна.

^ 945. Бичил ертөнцийн термодинамикийн мөн чанарын талаар товч дурдвал? Орчлон ертөнц фотоноор дүүрэн бөгөөд фотоник орчинд оршдог. Фотоник орчныг бүрдүүлдэг фотонуудын долгионы урт нь 0.05 м-ээс . Орчлон ертөнцийн аль ч бүсийн температур нь энэ бүсэд хамгийн их нягтралтай фотонуудаас бүрддэг. Хамгийн бага температуройролцоогоор 0.05 м долгионы урттай фотонуудын багц үүсгэдэг. Хамгийн их температурыг үүсгэдэг фотонуудын долгионы уртыг хараахан тогтоогоогүй байна. Орчлон ертөнцийн температурын тэнцвэрт байдал нь температурын тэнцвэрийн хуулиар зохицуулагддаг. Энэ нь: Орчлон ертөнцийн аль ч хоёр цэгт тэдгээрийг үүсгэдэг фотонуудын температур ба долгионы уртын үржвэр нь тогтмол бөгөөд тэнцүү хэмжигдэхүүн юм (томъёо 8, Зураг 78). Макро ертөнцийн термодинамикийн анхны хууль байдаг хязгаарлагдмал талбайүйлдлүүд. Макро ертөнцийн термодинамикийн хоёр дахь хууль нь найдвартай бөгөөд бичил ертөнцийн талаарх шинжлэх ухааны шинэ мэдээлэлд үндэслэн цаашид хөгжүүлэх ёстой.

^ 11. МИКРО БОЛОН МАКРО ДЭЛХИЙН ЭЛЕКТРОДИНАМИК

946. Электродинамик дахь туршилтын физикчдийн ололт амжилтыг бичил ертөнцийн талаарх шинэ мэдлэгийн үүднээс хэрхэн үнэлэх вэ? Бичил ертөнцийн талаарх шинэ мэдлэгийн үүднээс электродинамикийн чиглэлээр туршилт хийсэн хүмүүсийн ололт нь гайхалтай юм шиг санагддаг.

^ 947. Бичил ертөнцийн талаарх шинэ мэдлэгийн үүднээс онолын физикчдийн электродинамикийн ололт амжилтыг хэрхэн үнэлэх вэ? Ямар гүн буруу. Бичил ертөнцийн тухай шинэ мэдлэгийн үүднээс авч үзвэл электродинамикийн онолын талбар нь найдвартай баримтуудын жижиг арлууд бүхий цөл юм.

^ 948. Максвеллийн электродинамикийн хичээлийг дэлхийн бүх их дээд сургуулиудад зааж байхад ийм мэдэгдлийг найдвартай гэж үзэх боломжтой юу? Одоо байгаа онолын электродинамикийн төөрөгдлийн талаар ойлголт дутмаг байгаа нь хэвшмэл ойлголтын үр дагавар юм. онолын сэтгэлгээ, энэ нь 20-р зуунд голчлон математикчдаас үүссэн бөгөөд тэдний төрөлхийн хүсэл нь математикийн аппаратын хүчийг харуулах явдал боловч тийм биш юм. физик мөн чанар, үзэгдэл, үйл явцыг дүрсэлсэн.

949. Энд байгаа асуулт, хариултыг анхааралтай унших явцад энэ үндэслэлгүй мэдэгдлийн найдвартай байдлыг шалгах боломжтой юу? Шинэ мэдлэгээр цангасан хүмүүс энэ боломжийг олж авдаг.

950. Туршилтын электродинамикийн эхлэлийг 200 орчим жилийн өмнө Фарадей тавьжээ. Түүний онолын суурийг 150 орчим жилийн өмнө Максвелл үүсгэн байгуулжээ. Хүн төрөлхтний бүх электродинамик ололт амжилт нь Фарадей, Максвелл нарын санаан дээр суурилдаг. Одоо байгаа электродинамикийн талаар эргэлзэх боломжтой юу?

Электродинамикийн хөгжил нь олон тооны туршилтын болон онолын зөрчилдөөнийг үл тоомсорлох замаар явав. Одоо тэдний олонхи нь электродинамикийн цаашдын хөгжилд хүчирхэг тоормос болсон юм. 951. Орчин үеийнонолын физик хаалттай, тууштай шинжлэх ухаан гэж үздэг. Хаах гол холбоосфизик мэдлэг нь Максвеллийн тэгшитгэлийн Лоренцын хувиргалтуудын өөрчлөгдөөгүй байдал юм. Энэ бүхнээс асууж болох уу? Лоренцын хувиргалт нь онолын вирус гэдгийг бид аль хэдийн нотолсон тул заасан инвариант байдал нь бодит байдалтай ямар ч холбоогүй юм. Хамгийн гол нь бие махбодийн өөрчлөлтгүй байдал бөгөөд үүнийг туршилтаар амархан баталгаажуулдаг. Бид үзүүлэв бүрэн байхгүйфизик өөрчлөгдөөгүй байдал

Максвеллийн тэгшитгэл. Математикийн инвариант байдлын хувьд энэ нь Байгалийн шинжлэх ухааны гол аксиом болох Эв нэгдлийн аксиомын шүүх функцийг үл тоомсорлосны үр дүнд бий болсон. 952. Динамикийн тухай ойлголт эрт дээр үеэс хөгжлийн явцад үүссэншинжлэх ухааны үндэс механик. Энэ бол хөдөлгөөнийг дүрсэлсэн хэсэг юмматериаллаг биетүүд

^ тэдэнд хэрэглэсэн хүчний нөлөөн дор. Дараа нь электродинамик, гидродинамик, аэродинамик гэсэн ойлголтууд гарч ирснээр "Динамик" гэсэн анхны ойлголтод агуулагдах утгыг тодорхой болгох шаардлага гарч ирэв. Материаллаг биетүүдийн механик хөдөлгөөнийг тодорхойлдог динамикийг динамик гэдэг үг агуулсан бусад ойлголтуудаас ялгахын тулд "Механодинамик" гэсэн ойлголтыг нэвтрүүлсэн. Үүнтэй холбогдуулан асуулт гарч ирнэ: "Электродинамик" гэсэн ойлголттой холбоотой үйл явц, үзэгдлийг илүү нарийвчлалтай тодорхойлохын тулд түүний шинжлэх ухааны агуулгыг тодорхойлох шаардлагатай юу? Тийм ээ, ийм хэрэгцээ аль хэдийн төлөвшсөн бөгөөд бид үйл явц, үзэгдлийн хүрээг нарийвчилж, нарийвчилсан тайлбар өгөхийн тулд электродинамикийн үзэл баримтлалд нэмэлт үгс нэмж оруулахаас өөр аргагүй болсон. Бүх электродинамик үзэгдэл, үйл явцын үндэс суурийг судалдаг хэсэг байх ёстой гэж бид үзэж байна: бүх электродинамик үйл явц, үзэгдлийг бүрдүүлдэг, тэдгээрийн хөгжлийг хянадаг бичил ертөнцийн оршин суугчдын бүтэц, зан үйл. Бид үүнийг аль хэдийн "Бичил ертөнцийн электродинамик" гэж нэрлэсэн. “Электродинамик” хэмээх ойлголтыг анх цахилгаан төхөөрөмжүүдийн үйл ажиллагааг тайлбарлах зорилгоор нэвтрүүлсэн тул “Цахилгааны инженерийн электродинамик” гэсэн ойлголтыг нэвтрүүлэх шаардлагатай байна. Цаашилбал, энэ салбарт гайхалтай туршилтын ололт амжилтыг өгсөн мэдээллийн электроник, "Электроникийн электродинамик" гэсэн ойлголтыг нэвтрүүлэх хэрэгтэй.

^ 954. “Бичил ертөнцийн электродинамик”-ийн онолын ололт амжилтын түвшинг ойролцоогоор тооцоолох боломжтой юу? Ойролцоогоор энэ нь боломжтой юм. Бичил ертөнцийн электродинамик нь бүх электродинамик үйл явц, үзэгдлийн гол оролцогчид болох электрон ба фотонуудын бүтэц хэлбэрээр хүчирхэг онолын үндэс суурьтай болсон. Гэсэн хэдий ч энэ суурийн талаархи онолын мэдлэгийг бүрэн хөгжүүлэх ажил урагштай байна.

^ 955. “Цахилгаан техникийн электродинамик” хичээлийн онолын ололт амжилтын талаар юу хэлэх вэ? Тэд механик динамикийн ололттой ойролцоо байр суурь эзэлдэг. Механодинамикт тэрээр амьд үлдэж, байр сууриа бэхжүүлсэн гол хуульөмнөх динамик - Ньютоны хоёр дахь хууль. Гэсэн хэдий ч Ньютоны анхны хуулийн төөрөгдөл шаардлагатай байв шинэ үг хэллэгматериаллаг биетүүдийн хөдөлгөөнийг дүрсэлсэн хуулиуд нь тэдэнд нөлөөлсөн хүчний нөлөөн дор, түүний дотор инерцийн хүчийг багтаасан, материаллаг биетүүдийн хөдөлгөөний дүрслэлд оролцох оролцоог Ньютоны өмнөх динамик дээр алдаатай харуулсан. Цахилгааны инженерийн электродинамик ижил төстэй байр суурьтай байна. Үүний гол хууль болох Ом-ын хууль нь байр сууриа бэхжүүлж байгаа бол Кирхгофын хуулиуд байр сууриа алдаж, томъёололд өөрчлөлт оруулахыг шаарддаг.

^ 956. Электроникийн электродинамикийн онол ямар байр суурь эзэлдэг вэ? Хамгийн муудаа. Энд бараг бүх хуучин онолын үзэл баримтлалууд Максвеллийн электродинамикийн хамт нуран унасан бөгөөд электроникийн электродинамикийн онолын талбар бараг эзгүйрч, электрон ба фотоны бүтцээс бусад нь тэдний оролцооны онолыг боловсруулж эхэлжээ. электроникийн үзэгдэл, үйл явц. Мэдээлэл үүсгэх, дамжуулах чиглэлээр хийсэн гайхалтай туршилтын ололт нь эдгээр бөөмсийн бүтцэд суурилдаг гэж хэлж болно. Эдгээр бүх амжилтыг туршилт, алдаагаар олж авсан бөгөөд эдгээр ололт амжилтын нэг ч зохиогч тэдний бие махбодийн мөн чанарыг ойлгодоггүй.

^ 957. Электродинамикийн заасан хэсгүүдийн мэдлэгийг бусад динамикийн мэдлэгтэй нэгтгэж шинэ практик мэдлэг олж авах боломжтой юу? шинжлэх ухааны ололт амжилт? Ийм хамтын ажиллагаа нь боломжтой төдийгүй туйлын шаардлагатай бөгөөд үүнийг хэрэгжүүлэх жишээ аль хэдийн бий.

^ 958. Энэ хэрэгцээний хэрэгжилтийн талаар ядаж нэг жишээ дурдах боломжтой юу? Чадах. Хуучин Ньютоны динамикийн хууль ба Кирхгофын хуулиудыг засах нь өөрөө эргэдэг генераторыг бий болгоход аль хэдийн хүргэсэн. цахилгаан импульс, өмнө нь боломжгүй гэж үздэг байсан.

^ 959. Эдгээр корпорацийн шинжлэх ухааны ололт амжилтын мөн чанар юу вэ? Хэрэв бид механик динамикийн шинэ хуулиуд болон импульсийн цахилгаан инженерийн шинэ хуулиудыг нэгтгэж чадвал инерцийн хүч нь цахилгаан эрчим хүчийг үржүүлэх техникийн төхөөрөмжийг бүтээх боломжтой болсон.

^ 960. Цахилгаан эрчим хүчийг инерцийн үржүүлэх хуулийг хэрэгжүүлсний үр дүнг юутай харьцуулах вэ? Ирээдүйн эрчим хүчний салбарт чухал ач холбогдолтой гэдгээрээ өрсөлдөгч байхгүй.

961. Дүн хэзээ гарах вэ? туршилтын нотолгооцахилгаан эрчим хүчний инерцийн үржүүлэх хуулийн найдвартай байдал болон эдгээр туршилтуудын видео кино? Энэ асуултын хариулт нь энэ шинэ бүтээлийн зохиогчдоос хамаарахгүй.

^ 962. Электродинамикийн бүх салбарууд үндэслэх үндэс суурийг танилцуулж эхлэх боломжтой юу? Сургалтын үйл явц нь шинжлэх ухааны ололт амжилтын үр дүнг арилжаалах үйл явцаас илүү аюулгүй гэж найдаж байна, тиймээс бид энэ үлгэрийн ертөнцөд үлдэх хугацаандаа энэ ажлыг бидний гол зорилго гэж үзэх болно. Бичил ертөнцийн электродинамикийн үндсийг танилцуулж эхэлцгээе.

^ 963. Бичил ертөнцийн электродинамик нь уламжлалт электродинамикаас юугаараа ялгаатай вэ? Хуучин электродинамикийн хувьд электронууд дангаараа байдаг ба соронзон болон цахилгаан орон нь тэдгээрийн хооронд харагдахуйц ямар ч холбоогүй байдаг. Бичил ертөнцийн электродинамикийн хувьд соронзон ба цахилгаан орон нь электрон ба протоныг үүсгэдэг бөгөөд соронзон ба цахилгаан талбайн өөрчлөлт нь электронуудын чиглэлийн өөрчлөлтийн үр дагавар юм.

^ 964. Бичил ертөнцийн электродинамик юун дээр суурилдаг вэ? Бичил ертөнцийн электродинамикийн үндэс нь фотон, электрон, протон юм.

965. Эдгээр хэсгүүдийн аль нь цахилгаан техникийн хуулийг бүрдүүлдэг вэ?Цахилгааны инженерийн бүх хуулиуд нь фотон ба электронуудын бүтэц, зан төлөвт суурилдаг.

966. Протон цахилгаан инженерчлэлд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?Утасны цахилгаан инженерчлэлд протон ямар ч үүрэг гүйцэтгэдэггүй, учир нь байхгүй, байж ч болохгүй. чөлөөт протонууд.

^ 967. Протон цахилгаан техникийн ямар хэсэгт оролцдог вэ? Цахилгааны инженерийн судалдаг тэр хэсэгт цахилгаан процессуудшийдэлд. Тэнд протон нь электронтой хамт цахилгаан процессын хууль ёсны оролцогч юм.

968. Дараа нь эерэг цэнэг - протон, сөрөг цэнэг - электронтой холбоотой цахилгааны сөрөг ба эерэг шинж тэмдгүүдийг яах вэ? Сөрөг ба эерэг цэнэг нь зөвхөн уусмалд байдаг боловч утаснуудад байдаггүй.

^ 969. Бичил ертөнцийн электродинамикийн мэдлэгийг эзэмшихийн тулд электроны талаар юу мэдэх хэрэгтэй вэ? "Физик химийн бичил ертөнцийн зарчмууд" монографийн "Электрон, протон, нейтрон" бүлгийг та дараах хаягаар нийтэлж, эрчимтэй хуулж уншаарай.

970. Асуулт хариултыг ашиглан электроны тухай мэдээллийг танилцуулах боломжтой юу?Үүнийг аль хэдийн энд танилцуулж, нийтэлсэн. Эдгээр нь үгүй ​​асуултууд юм. 305-380.

Асуулт, хариултыг илүү сайн ойлгохын тулд электрон загварын диаграммыг (Зураг 79) танилцуулж, электрон нь хойд ба өмнөд гэсэн хоёр соронзон туйлтай гэдгийг эргэн санацгаая. Цаашлаад 23 тогтмол нь электрон бүтэц үүсэх, түүний зан төлөвийг хянадаг. Чөлөөт электроны бүх параметрүүд нь зөвхөн өөр электронтой, протонтой эсвэл соронзон болон цахилгаан оронтой харилцан үйлчлэлцэх үед л өөрчлөгдөж эхэлдэг.

^ 971. Дараа нь эерэг ба утаснуудын төгсгөлийг хэрхэн ойлгох вэ сөрөг шинж тэмдэгцахилгаан? Энэ асуултын зөв хариултыг олохын тулд туршилт руу орцгооё. Зураг дээр. 79, б) плазм-электролитийн реакторын лабораторийн загварыг үзүүлэв. Энэ реакторын катодын талбай 30-50 дахин их байна талбай багаанод. Үүний үр дүнд PP бүсийн катодын толгой дээр плазм гарч ирдэг (Зураг 79, b). атомын устөрөгч. Эерэг цэнэгтэй устөрөгчийн атомын протонууд нь усны молекулууд болон ионуудаас салж, сөрөг электрод - катод руу яаран очдог. Тэд үүнээс электрон хүлээн авч, 2700С-аас 10000С хүртэлх температурт зөвхөн плазмын төлөвт байдаг устөрөгчийн атомуудыг үүсгэдэг. Уусмал дахь ионууд нь анод руу шилжиж, электрон өгч, утаснуудын дагуу катод руу шилжиж, протонтой уулздаг. Эндээс тодорхой дараах байдалтай байна.

1-зөвхөн электронууд утаснуудад хөдөлдөг; 2 – электронууд нь анод (нэмэх) -ээс катод (хасах) руу утаснуудад шилждэг. Хуучин электродинамикийн хувьд эсрэгээрээ: протон ба электронууд утаснуудад хамт байж болох ба электронууд хасахаас нэмэх рүү шилждэг. Энэ буруу ойлголтыг орхиж, дээр дурдсан туршилтын үр дүнг удирдан чиглүүлье. Чөлөөт протонууд зөвхөн уусмалд байж болох ба утсанд байж болохгүй. Зөвхөн электронууд утсаар нэмэхээс хасах руу шилждэг.

^ 972. Хуучин электродинамик дахь нэмэх хасахыг юу орлох вэ? Энэ асуултын хариултыг хайж байхдаа утсан дотор хөдөлж байх үед электронууд нь эргэлтээ, улмаар соронзон туйлуудыг чиглүүлж, хойд соронзон туйлууд нь хөдөлгөөний чиглэлд чиглэнэ гэж төсөөлье (Зураг 79, в, d). ). Дараа нь өмнө нь нэмэх тэмдгээр тэмдэглэсэн утасны эхэнд өмнөд соронзон туйл S байх ба электрон хөдөлж буй утасны төгсгөлд хойд соронзон туйл N байх болно. Эндээс харахад бидний нэмэх тэмдгээр тэмдэглэсэн утасны төгсгөл нь үнэндээ цахилгаан тэмдэггүй, харин өмнөд соронзон туйлтай, мөн бидний тодорхойлсон утасны төгсгөл нь тодорхой байна. хасах, хойд соронзон туйлтай. Тиймээс бид нэмэхийг өмнөд соронзон туйлаар, хасахыг хойд туйлаар сольсон. Энэ бол бүх мэргэн ухаан юм.

973. Утасны эргэн тойрон дахь гүйдлийн нөлөөгөөр үүссэн соронзон орны шугамын чиглэл нь утаснуудын дагуу хөдөлж буй электронуудын соронзон орны чиглэлтэй давхцаж байна уу (Зураг 79, в ба г)? Эдгээр нь бүрэн давхцдаг бөгөөд бичил ертөнцийн бүх электродинамикууд үүн дээр суурилдаг гол цэгшинэ электродинамик, дараа нь бид түүний найдвартай байдлыг туршилтаар илүү анхааралтай шалгах болно.

974. Бичил ертөнцийн электродинамик дахь электронуудын утас дагуух хөдөлгөөн ямар ач холбогдолтой вэ?Чухал ач холбогдолтой.

^ 975. Утасны дагуух электронуудын хөдөлгөөний чиглэлийг тодорхойлох ямар арга хамгийн найдвартай болсон бэ? Энэ асуултад хариулахын өмнө баруун, зүүн гарын дүрэм гэж нэрлэгддэг хуучин аргын бүрэн алдааг тэмдэглэе. Энэ аргын анахронизмыг Оросын тэргүүлэх цахилгааны инженерүүдийн нэг маш зөв тусгаж, үүнийг зүүн гар, баруун хөлийн дүрэм гэж нэрлэжээ.

^ 976. Олдсон уу? шинэ аргаУтасны дагуух электрон хөдөлгөөний чиглэлийг тодорхойлох уу? Олдсон, энэ нь гайхалтай энгийн зүйл болсон.

977. Утасны электронуудын хөдөлгөөний чиглэлийг ямар төхөөрөмжөөр тодорхойлох вэ?Хамгийн эртний нь луужин юм.

^ 978. Энэ тусгай төхөөрөмж яагаад утаснуудын дагуух электронуудын хөдөлгөөний чиглэлийг нарийн тодорхойлох боломжтой болсон бэ? Утасны дагуу хөдөлж буй электронууд нь түүний эргэн тойронд хатуу чиглэсэн соронзон орон үүсгэдэг тул энэ талбарт байрлуулсан луужингийн зүү нь түүний гадаад төрх байдалд идэвхтэй хариу үйлдэл үзүүлдэг.

979. Утасны эргэн тойрон дахь гүйдлийн нөлөөгөөр үүссэн соронзон орон нь хэрэглэсэн хүчдэлийн нөлөөн дор утсанд чиглэсэн электронуудын цуглуулгын соронзон орны чиглэлүүдтэй давхцаж байгаа эсэхийг туршилтаар хэрхэн шалгах вэ, ингэснээр тэдгээрийн нийт чиглэсэн соронзон орон нь . дамжуулагчийн эргэн тойрон дахь соронзон орон?

^ Томъёолсон мэдэгдлийг шалгах туршилт нь маш энгийн. Түүний диаграммыг Зураг дээр үзүүлэв. 80, а. 980. Луужингийн зүүний үзүүрт ямар соронзон туйл хойд зүг рүү чиглэсэн байдаг ба яагаад?

Хойд, учир нь өмнөд соронзон туйл нь дэлхийн хойд хэсэгт байдаг. 981. Утасны дагуух электронуудын хөдөлгөөний чиглэлийг луужин ашиглан хэрхэн тодорхойлох боломжтой байсан бэ? Маш энгийн. Үүнийг хийхийн тулд шулуун утсыг ширээн дээр байрлуулж, түүний чиглэлийг урд S-ээс хойд N руу чиглүүлсэн. Дараа нь утасны өмнөд үзүүрийг зайны эерэг (+) терминалтай холбосон. Эхний луужин (A) нь утсан дээр, хоёр дахь нь (B) утасны доор байрлуулсан бөгөөд хэлхээг хаах үед луужингийн зүүний хазайлт ажиглагдсан (Зураг 80, а). Электронууд утсанд нэмэхээс хасах руу шилжиж, хөдөлгөөний чиглэлд хойд соронзон туйлаар чиглэсэн байдаг тул тэдгээрийн хөдөлгөөний чиглэл, эргэлтийн чиглэлийг тодорхойлдог электронуудын соронзон моментууд нь луужин дээр ажиллах ёстой. хэлхээ хаагдах үед зүү зүүж, хазайлгах. Соронзон моментийн вектор нь электроны эргэлтийн векторын (Планкийн тогтмол) чиглэлтэй давхцаж, түүний эргэлтийн тэнхлэгийн дагуу чиглүүлдэг тул векторын үзүүрээс харахад эргэлтийг цагийн зүүний эсрэг чиглүүлэх ёстой. Соронзон орны шугамыг мөн ижил чиглэлд чиглүүлэх ёстой.соронзон орон

^ , утасны эргэн тойронд электронууд үүссэн. Дараа нь утсан дээр байрлуулсан луужингийн зүү (A) баруун тийш, утасны доор байрлуулсан луужингийн зүү (B) зүүн тийш хазайх ёстой. Луужин нь энэхүү онолын таамаглалын найдвартай байдлыг хамгийн сайн баталж байна (Зураг 80, а). 982. Хэрэв утсыг эсрэг чиглэлд чиглүүлсэн бол луужингийн зүүний хазайлт хэрхэн өөрчлөгдөх вэ (Зураг 80, баруун талд?

^ Луужингийн зүү нь эсрэг чиглэлд хазайдаг (Зураг 80, баруун утас), утасны нэмэх нь өмнөд төгсгөлд, хасах нь хойд төгсгөлд байх үеийн хазайлттай харьцуулахад (Зураг 80, зүүн утас) . Зураг дээр. 80, зүүн талд электронууд дээшээ хөдөлж, утасны эргэн тойронд цагийн зүүний эсрэг чиглэсэн соронзон орон үүсгэдэг, өөрөөр хэлбэл электроны соронзон оронтой яг ижил байна. Энэ нь утасны эерэг (+) төгсгөл нь өмнөд соронзон туйл (S), сөрөг (-) төгсгөл нь хойд (N) туйлтай тэнцүү байна гэсэн үг юм. Энэ туршилтаас харахад электроны ийм чиглэлтэй утсыг тойрсон соронзон орон нь цагийн зүүний эсрэг эргэлдэж, соронзон моменттэй байдаг.

^ 984. Бичил ертөнцийн электродинамик дахь энэхүү төв туршилтын үр дүнг дахин нэгтгэх боломжтой юу? Үүний ач холбогдол маш их тул үүнийг хийх ёстой. Зураг дээр. 80 үзүүлэв цахилгаан диаграмм, утаснуудын чиглэлүүд нь эерэг төгсгөлүүд нь өмнө зүгт (S), сөрөг төгсгөлүүд нь хойд зүгт (N) чиглэсэн байна. Утсанд гүйдэл байхгүй үед луужингийн зүүний A, B, C, D чиглэл нь баруун, зүүн утаснуудын чиглэлтэй давхцаж, хойд N. Гүйдлийг асаахад утсанд соронзон орон үүснэ. мөн луужингийн зүү хазайсан байна. Утасны дагуу электронууд урагшаа (S) хойд (N) чиглэлд шилжих үед (Зураг 80, зүүн утас) утасн дээр байрлах луужингийн зүү баруун тийш, В луужингийн зүү хазайдаг. , утасны доор байрлах, зүүн тийш хазайсан (хүснэгт 80-р зураг). Эдгээр үр дүнгээс харахад утасны эргэн тойрон дахь соронзон орон цагийн зүүний эсрэг эргэлдэж, соронзон моменттэй байна. бүхий электрон загвар байгаа эсэх алдартай газартүүний соронзон моментийн вектор нь утсыг тойрсон соронзон орон нь электрон тус бүрийн соронзон моментийн векторын чиглэлтэй давхцаж байхаар утсанд чиглэсэн электронуудын соронзон орны багцаас үүсдэг гэж үзэх үндэслэлийг өгдөг. утасны эргэн тойронд үүссэн талбайн соронзон момент векторын чиглэл (Зураг 80). Баруун утсаар хойд (N) -аас урагш (S) руу хөдөлж буй ижил электронууд нь түүний эргэн тойронд эсрэг чиглэлтэй соронзон орон үүсгэдэг бөгөөд ижил төстэй C ба D луужингийн зүү нь A ба B луужингийн сумны хазайлтаас эсрэгээр хазайдаг. 80-р зураг).

^ 985. Утасны электронуудын хөдөлгөөнийг нэмэхээс хасах хүртэл батлах нэмэлт туршилтууд байдаг уу? ? Энэ баримтыг үгүйсгэх аргагүй гэдгийг 1984 онд инженер А.К.Сухвалын хийсэн өөр нэг энгийн туршилтаар нотолсон. Тэрээр 500 Oe зэрэглэлийн соронзон орны хүч чадалтай цахилгаан соронзон материалаар хийсэн тах соронзыг авч, түүний туйлуудад мэдрэмтгий микроамперметрийн датчикуудыг бэхэлсэн нь 0.10-0.20 дарааллын гүйдлийг харуулж эхэлсэн (Зураг 80, б). Энэ тохиолдолд микроамперметрийн эерэг датчик нь соронзонгийн өмнөд туйл S, сөрөг нь хойд N-тэй холбогдсон байна. Энэ нь микроамперметрийн утаснуудын дагуу электронуудын хөдөлгөөнийг нэмэхээс хасах хүртэл, үнэмшилтэй нотолгоо юм. эсвэл өмнөд соронзон туйлаас S хойд N. Бид ялангуяа 2009 оны 6-р сарын 15-нд, өөрөөр хэлбэл тэд нэмэхээс хасах хүртэл электрон хөдөлгөөний үйл явцыг тайлбарлаж, олон удаа нийтэлсний дараа нэлээд хожуу хүлээн авсан гэдгийг тэмдэглэж байна.

986. Тодорхойлсон туршилтаас цахилгааны инженерийн ямар үр дагавар гарах вэ?

Туршилтын үр дүнг Зураг дээр үзүүлэв. 80-д физик, электродинамик, цахилгааны инженерийн сурах бичгүүдэд электронууд утсаар хасахаас нэмэх рүү шилждэг гэж заасан тул алдааг харуул. Гэсэн хэдий ч бидний туршлагаас харахад утасны эргэн тойронд үүссэн соронзон орны чиглэл нь түүний доторх чөлөөт электронуудын эргэлтийн чиглэлтэй давхцдаг (Зураг 80, а), тиймээс гүйдлийн чиглэл нь электронуудын хөдөлгөөний чиглэлтэй давхцдаг. Энэхүү энгийн жишээ нь хэрэв тэжээлийн эх үүсвэр нь батерей эсвэл батерей бол электронууд хөдөлдөг болохыг тодорхой харуулж байна утсаарзай эсвэл зайны эерэг терминалаас (Зураг 80) сөрөг тал руу. Энэ зураг нь электронуудын бүтэцтэй бүрэн нийцэж байгаа бөгөөд үүнийг тодорхой нотолж байна чөлөөт электронуудбүхий утаснууд тогтмол хүчдэлөмнөд соронзон туйлуудыг утасны эерэг төгсгөл рүү, хойд соронзон туйлуудыг сөрөг тал руу чиглүүлж, сурах бичигт бичсэнчлэн эсрэгээр биш.Энэ тохиолдолд утаснуудад чөлөөт протонууд үүсэх шаардлагагүй эерэг боломж, учир нь утасны чөлөөт электронууд нь түүний төгсгөлд цахилгаан цэнэгийн эсрэг биш, харин соронзон туйлуудын эсрэг байдаг.

987. Тогтмол хүчдэлийн сүлжээний утаснуудын эерэг ба сөрөг төгсгөлийн талаархи санааг хойд ба өмнөд соронзон туйлтай төгсгөлүүдээр солих шаардлагатай гэсэн шинэ санаанаас үзэхэд утас дахь электронуудын үйл ажиллагааны талаархи санаанууд гарч ирж байна уу? Мэдээжийн хэрэг байх ёстой, гэхдээ энэ хэрэгцээг ухамсарлах үйл явц удаан үргэлжлэх болно. Гэсэн хэдий ч, бид дараа нь харах болно, энэ нь зайлшгүй юм, учир нь бодит электродинамик үйл явцын талаарх ойлголтыг гүнзгийрүүлэх нь цахилгааны утаснуудын төгсгөлийг тодорхойлох шинэ конвенцгүйгээр боломжгүй юм.

988. Тайлбарласан анхан шатны туршилтаас ямар постулатууд гарах вэ? "Постулат" нь найдвартай байдал нь тодорхой бус боловч туршилтаар батлагдсан мэдэгдэл тул тайлбарласан туршилтаас дараах постулатууд гарч ирнэ.

1- электронууд нь эргэдэг цахилгаан соронзон бүтэцтэй;

2- электрон эргэлт, хадгалалтын хуулиар хянагддаг кинетик момент, Spin гэж нэрлэгддэг Планкийн тогтмолын бүтцэд харуулсан;

4 - утас дагуух электронуудын эргэлдэж, хөдөлж буй соронзон орон нь утаснаас цааш үргэлжлэх нийт соронзон орон үүсгэдэг;

5 - гүйдэл бүхий утсыг тойрсон соронзон орны соронзон моментийн векторын чиглэл нь векторуудын чиглэлтэй давхцаж байна. соронзон моментуудэлектронууд;

6- электронууд утасны дагуу нэмэх (+) -ээс хасах (-) хүртэл хөдөлдөг.

^ 989. Тогтмол хүчдэлтэй утсан дээрх электронуудын хөдөлгөөнийг томъёолсон постулатууд бидэнд дүрслэх боломжийг олгодог уу? Мэдээж тэд тэгдэг. Батерей болон аккумляторууд нь цэвэр V шууд хүчдэлтэй байдаг (Зураг 81). Гэсэн хэдий ч энэ ойлголт нь залруулсан хувьсах хүчдэлийг хэлдэг тул утсан дахь электроны төлөв байдалд дүн шинжилгээ хийхдээ энэ баримтыг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Таны харж байгаагаар (Зураг 81) электронууд нь тэдгээрийн соронзон моментуудын векторууд нэмэх (+) -ээс хасах (-) руу чиглэсэн байхаар эгнээнд байрладаг. Тиймээс тогтмол хүчдэлтэй утсан дахь бүх чөлөөт электронуудын өмнөд туйл S нь утасны эерэг төгсгөл рүү чиглэнэ. Бүх чөлөөт электронуудын хойд туйл N нь утасны нөгөө үзүүр рүү чиглэсэн байна (Зураг 81).

^ 990. Цахилгааны утаснуудын эерэг (+) төгсгөлийн тэмдэглэгээг өмнөд соронзон туйл S, сөрөг (-) төгсгөлийг N хойд соронзон туйлаар солих үндэслэлийн мөн чанар юу вэ? Утасны нэмэх төгсгөл нь өмнөд соронзон туйл, хасах төгсгөл нь хойд зүгт таарч байна гэсэн санааг нэвтрүүлэх үндэслэлийг ойлгохын тулд утсанд чөлөөт протон байхгүй тул хэн ч байхгүй гэдгийг санах хэрэгтэй. дотор нь бүрдүүлэх эерэг тэмдэгцэнэглэх. Зөвхөн чөлөөт электронууд байдаг бөгөөд тэдгээр нь нэг цэнэгийн тэмдэгтэй боловч өмнөд (S) ба хойд (N) гэсэн хоёр соронзон туйлтай.

^ 991. Ийм солих шаардлагатай гэсэн өөр нотлох баримт байгаа юу? Дараа нь бид ийм конвенцийн үр дагавар хэрхэн гарахыг харж, ийм их хэмжээний цахилгаан нөлөөг тайлбарлах болно. таамаглалстатусаа итгэлтэйгээр олж авдаг постулат.

^ 992. Утасны материалын атом, молекулын хэмжээ болон утаснуудын дагуу хөдөлж буй чөлөөт электрон гэгдэх хэмжээ хоёрын ялгаа хэр их вэ? Энэ ялгаа нь ойролцоогоор мянга дахин юм. Электронуудын хэмжээ, атомын хэмжээ.

^ 993. авчрах боломжтой юу дүрслэлийн харьцуулалтЭдгээр хэмжээ хоорондын ялгаа? Чадах. Хэрэв атомуудын валентийн электронууд нь 1 м-ийн талтай шоо хэлбэртэй молекул эсвэл бөөгнөрөл үүсгэсэн гэж үзвэл энэ шоо дотор хөдөлж буй чөлөөт электронуудын хэмжээ нь нэг миллиметртэй ойролцоо байх болно. Гэсэн хэдий ч чөлөөт электронуудын цэнэг ба соронзон орон нь атомуудын электронуудын цэнэг ба соронзон оронд үл тоомсорлодоггүй. Эдгээр нь валент болон бусад холбогдсон электронуудад нөлөөлж, фотоныг ялгаруулахад хангалттай юм.

^ 994. Электронууд дамжин өнгөрөхөд утас хэрхэн халдаг вэ? Хэрэглэсэн тогтмол хүчдэл нь утаснуудын дагуу чөлөөт электронуудыг хөдөлгөхөөс гадна утсыг халаадаг фотонуудыг үүсгэдэг. Хүчдэл их байх тусам утсан дахь электронуудын хурд ихсэх ба илүү их энергитэй фотоныг ялгаруулдаг холбогдсон электронуудад үзүүлэх нөлөө илүү хүчтэй болно.

^ 995. Бид хэрхэн электронуудыг утсыг илүү эрчимтэй халаах вэ? Хариулт нь ойлгомжтой. Та утаснаас спираль үүсгэх хэрэгтэй. Соронзон орон нь утаснуудаас хол давсан тул спираль хэлбэрээр ороосон утсанд бие биетэйгээ харилцан үйлчилж, чөлөөт, холбогдсон болон валентийн электронууд дээр илүү эрчимтэй үйлчилж эхэлдэг бөгөөд тэдгээр нь фотоныг ялгаруулж, спираль халааж эхэлдэг.

996. Хувьсах хүчдэлтэй утсанд электронд үзүүлэх нөлөөллийн эрч хүч нэмэгдэж, үүний үр дүнд алдагдал нэмэгддэг гэсэн үг үү? цахилгаан эрчим хүчТогтмол хүчдэлтэй утаснуудын алдагдалтай харьцуулахад?

Хариулт нь мэдээж эерэг бөгөөд бид хувьсах гүйдэл бүхий утаснуудын дагуух электронуудын хөдөлгөөнийг авч үзэх замаар үүнийг тодорхой харах болно. 997. Хувьсах хүчдэл ба хувьсах гүйдэл нь синусоид хэлбэрээр өөрчлөгддөг тул эдгээр өөрчлөлтийн далайц эерэг ба. Хүчдэл ба гүйдлийн далайцын эдгээр эсрэг шинж тэмдгүүд нь цахилгааны эерэг ба сөрөг цэнэгтэй холбоотой юу? Хуучин электродинамик ба хуучин цахилгааны инженерчлэл нь ийм санаан дээр суурилдаг бөгөөд гүйдэл дамжуулах утаснуудад эерэг цэнэг байхгүй тул бичил ертөнцийн электродинамик үүнийг үгүйсгэдэг. Зөвхөн нэг сөрөг цэнэгтэй электронууд л тэдгээрийн дагуу хөдөлдөг.

^ 998. Дараа нь синусоид хүчдэл ба гүйдлийн эерэг ба сөрөг далайцыг юу бүрдүүлэх вэ? Синусоид хэлбэрээр өөрчлөгддөг хүчдэл ба гүйдлийн эерэг ба сөрөг далайц нь электронуудын хойд ба өмнөд соронзон туйлуудаас үүсдэг.

999. Тэд үүнийг яаж хийдэг вэ?Хариулт нь Зураг дээр байна. 82. Зурагт зориулсан тайлбар. 82, a, b, c, d, e зургийн баруун талд.

1000. Оюутнууд гүйдэл ба хүчдэл үүсэх тухай тайлбарласан үйл явцын талаар мэдэх цаг болсон уу?Мэдээжийн хэрэг, цаг нь болсон, гэхдээ энэ мэдлэг тэдэнд хараахан хүрээгүй байна. Саяхан манай гэрийн тэнхимийн төгсөх ангийн оюутнууд надаас шинэ мэдлэг, тэр дундаа цахилгааны инженерийн сэдвээр цуврал лекц уншихыг хүссэн. Тэд цочирдсон шинэ мэдээлэлгэж асуув: яагаад өмнө нь 3, 4-р жилдээ энэ талаар дэлгэрэнгүй хэлээгүй юм бэ? Энэ асуултад надад итгэл үнэмшилтэй хариулт байсангүй.

1001. Хэрэв бүх зүйл маш тодорхой бөгөөд энгийн бол синусоидоор хэлбэлзэх хүчдэл үүсэх үйл явцыг ямар тэгшитгэлээр тайлбарлах вэ?Хэрэв бид тогтмол хүчдэлд электронуудын чиг баримжаагаар эхлэх юм бол хүчдэлийн өөрчлөлт (82-р томьёо 1), гүйдэл (82-р зураг, томъёо 2) ба соронзон орны хүч (Зураг 80, томъёо 3) -ийн өөрчлөлтийг тодорхойлсон тэгшитгэлүүд. ) Зурагт үзүүлсэн маягттай байна. 82.

^ 1002. Хүчдэл, гүйдэл, соронзон орны хүч чадлын синусоид өөрчлөлтийг ямар процесс хянадаг вэ? Утас дахь электронуудын чиглэлийг өөрчлөх үйл явцыг эрчим хүчний анхдагч эх үүсвэрүүдийн соронзон туйл, жишээлбэл, цахилгаан станцын генераторуудаар удирддаг гэж үзэх нь зүйн хэрэг юм.

^ 1003. Үндсэн параметрүүдийг өөрчлөх үйл явцын үндсэн мөн чанар нь юу вэ? АС? Гол онцлогтайлбарласан процесс нь утсан эргэн тойронд хүчдэлийн U, гүйдэл I ба соронзон орны хүч H-ийн синусоид өөрчлөлтийн синхронизм юм. Тайлбарласан процесс нь хувьсах хүчдэлтэй утсан дээрх электронуудын тоо өөрчлөгддөггүй, харин зөвхөн чиглэл нь өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь Мо вектороор тодорхойлогддог утасны эргэн тойрон дахь соронзон орны чиглэлийг өөрчилдөг (Зураг 1). 82).

^ 1004. 220В хувьсах хүчдэлтэй утсанд электронууд ямар давтамжтайгаар чиглэлээ өөрчлөх вэ? Тогтмол сүлжээн дэх хувьсах хүчдэлтэй утсан дахь электронуудын үйл ажиллагааны тайлбарласан үйл явцаас үзэхэд чөлөөт электронууд 50 Гц сүлжээний давтамжтайгаар чиглэлээ өөрчилдөг, өөрөөр хэлбэл секундэд 50 удаа.

^ 1005. Тогтмол хүчдэлтэй сүлжээтэй харьцуулахад хувьсах хүчдэлтэй сүлжээнд их хэмжээний эрчим хүчний алдагдлын гол хүчин зүйлийн мөн чанар юу вэ? Тогтмол хүчдэлтэй утсанд электронууд чиглэлээ өөрчлөхгүйгээр утасны дагуу хөдөлдөг тул цөөн тооны фотон ялгаруулдаг. Хувьсах хүчдэлтэй сүлжээнд электронууд сүлжээний давтамжтай (50 Гц) эргэлтийн тэнхлэгүүдийн чиглэлийг өөрчилдөг утсан дагуу хөдөлдөг (Зураг 82). электронуудын эргэлтийн вектор ба соронзон моментуудын чиглэлийг өөрчлөх, утасны эргэн тойронд соронзон орон үүсэх үе үе. Дараа нь, гэнэтийн өөрчлөлтчөлөөт электронуудын эргэлтийн вектор ба соронзон моментуудын чиглэл нь тэнхлэгүүдтэйгээ харьцуулахад тэдний эргэлтийн хурдыг өөрчилдөг бөгөөд энэ нь фотоныг ялгаруулахад хүргэдэг. Утасны эргэн тойрон дахь соронзон орны туйлшрал өөрчлөгдөх нь зөвхөн чөлөөт электронуудад төдийгүй молекул дахь атомуудын валент электронууд болон байхгүй атомуудын электронуудад нөлөөлдөг гэдгийг санах нь зүйтэй. валентын холбоо. Үүний үр дүнд тэд ч бас фотон ялгаруулж, эрчим хүчний алдагдлыг нэмэгдүүлдэг.

^ 1006. Аль жишээ нь цахилгаан алдагдлыг хамгийн тодорхой нотолсон бэ? Эрчим хүчний алдагдлын үзэгдлийн тод илрэлийн хамгийн энгийн жишээ бол улайсдаг гэрлийн чийдэнгийн спираль эсвэл цахилгаан зуухны спираль юм. Спираль утаснуудын эргэн тойрон дахь ээлжит соронзон орон нь спираль давирхайгаас хамаагүй том байна. Үүний үр дүнд тэдгээр нь хоорондоо давхцаж, улмаар спираль материалын атомуудын электронуудад үзүүлэх нөлөөллийн эрчмийг нэмэгдүүлж, өдөөх үед цахилгаан зуух эсвэл гэрлийн чийдэнгийн спираль шиг гэрэлтдэг фотонуудыг ялгаруулж эхэлдэг. Энэ тохиолдолд ялгарсан фотонуудын долгионы урт (спираль өнгө) нь хэрэглэсэн хүчдэл ба гүйдлийн утгаас хамаарна. Тэдгээр нь том байх тусам спираль утасны хэсэг бүрт нэгж хугацаанд илүү их электрон дамждаг бөгөөд энэ нь спираль утасны эргэн тойронд үүсэх соронзон орны хүчийг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ талбар нь электронууд дээр илүү хүчтэй нөлөөлж, тэдгээрийг үүсгэдэг. фотон ялгаралтын нэг үйлдэлд илүү их масс алдах.

^ 1007. Фотоныг электроноор ялгаруулах процессыг хянах боломжтой юу? Фотоны масс их байх тусам долгионы урт богиносдог нь мэдэгдэж байна. Үүний үр дүнд электронууд дахь соронзон орны нөлөөллийн эрчмийг өөрчлөх замаар ялгарсан фотонуудын долгионы уртыг өөрчлөх үйл явцыг удирдаж болно. Туршилтаар боловсруулсан энэхүү процедур нь орчин үеийн электроникийн хамгийн төгс төгөлдөрт хүрсэн гэж хэлж болох ч онолчид энэхүү төгс төгөлдөр байдлын нарийн ширийнийг ойлгохоос хол байна.

^ 1008. Хүчдэл, гүйдэл, соронзон орны хүч чадлын өөрчлөлтийн синхрончлол ямар тохиолдолд эвдэрдэг вэ? Дараа нь бид цахилгаан хэлхээнд багтаамж ба индукц үүсэх үед хүчдэл, гүйдэл, соронзон орны хүч чадлын өөрчлөлтийн синхрончлол эвдэрч, косинус фи гэж нэрлэгддэг хүчийг тооцоолохдоо эдгээр зөрчлийг харгалзан үзэх болно.

^ 1009. шиг орчин үеийн физикба цахилгааны инженерчлэл нь утаснуудын гүйдлийн чиглэлийг тодорхойлдог уу? Хэрэв босоо байрлалтай утастай бол урт хугацааны туршид тогтоогдсон DCметалл үртэс хэвтэж буй цаасаар дамжин өнгөрч, дараа нь утастай перпендикуляр соронзон орны нөлөөн дор үртэс нь чиглэгддэг. Энэ чиглэлийг утсан дахь гүйдлийн чиглэлтэй холбохын тулд бидний нэг найзын хэлснээр зүүн гар, баруун хөл, өөрөөр хэлбэл будлиантай, муу ойлгогддог аргыг боловсруулсан. Агаарт болон соронзон туйлуудад ижил төстэй соронзон шугамууд үүсдэг. Соронзон орны шугамууд хойд соронзон туйлаас гарч, өмнөд соронзон туйл руу ордог гэдгийг ерөнхийд нь хүлээн зөвшөөрдөг.

^ 1010. Соронзон орны шугамыг зөөгч гэж юу вэ? Энэ бол битүүмжилсэн нууц юм. Гэхдээ энэ нь эфирийн ойлголтоор тодорхойлогдох ямар нэгэн үл үзэгдэх бодис гэж үзэх үндэслэл бий. Энэ нь орон зайг бүхэлд нь жигд дүүргэж, соронзон орны нөлөөн дор чиглэсэн байрлалыг эзэлдэг.

^ 1011. Бар соронзны эсрэг ба адил соронзон туйлууд хоорондоо хэрхэн харилцан үйлчлэх вэ? Энэ асуултад хариулахын тулд 1-р зургийг харцгаая. 83, а. Эндээс харахад (Зураг 83, а) бие биенээ ойртуулж буй эсрэг талын соронзон туйлуудын хувьд туйлуудын контактын бүсийн соронзон орны шугамууд (Зураг 83, а, а цэгүүд) бие бие рүүгээ чиглэнэ.

^ 1012. Ижил нэртэй баар соронзны соронзон туйлууд хоорондоо хэрхэн харилцан үйлчлэх вэ? Бие биенээ түлхэж буй ижил нэртэй соронзон туйлуудын хувьд (Зураг 83, b, b цэгүүд) туйлуудын контактын бүсэд соронзон орны шугамын чиглэлүүд давхцдаг.

1013. Бар соронзны соронзон орны шугамын харилцан үйлчлэлийн үйл явц нь тогтмол гүйдэлтэй утсыг тойрсон соронзон орны соронзон орны шугам, соронзон орны харилцан үйлчлэлийн үйл явцтай давхцаж байна уу? Энэ асуултын хариултыг Зураг дээр үзүүлэв. 83, c ба d. Таны харж байгаагаар давхцал бүрэн дүүрэн байна. Хэрэв гүйдлийн чиглэлүүд (нэмэхээс хасах эсвэл эхлэн өмнөд туйл S to хойд туйл N) зэрэгцээ утаснууд давхцаж байна (Зураг 83, в), дараа нь эдгээр утаснуудын эргэн тойрон дахь соронзон орны хүчний соронзон шугамууд нь баар соронзны эсрэг талын соронзон туйлуудын нэгэн адил тэдгээрийн контактын бүсэд бие бие рүүгээ чиглэнэ (Зураг 2). 83, a, бүс a- A). Үүний үр дүнд утаснууд хоорондоо ойртдог. Гүйдлийн чиглэлүүд орох үед зэрэгцээ утаснуудэсрэг байна (Зураг. 83 d), дараа нь соронзон чиглэлүүд цахилгаан шугамЭдгээр утаснуудын эргэн тойрон дахь соронзон орон нь контактын хэсэгт давхцдаг. Үүний үр дүнд ийм утаснууд нь баар соронзны эсрэг талын соронзон туйлууд шиг бие биенээ түлхэж байдаг (Зураг 83, b, бүс b-b).

Электрон вольт(электрон-вольт, электрон-вольт) нь атом ба молекулын физикт хэрэглэгддэг цахилгаан энергийн хэмжилтийн нэгж юм.

Бидний харж байгаагаар жоуль нь электрон, атом, молекулын энергийг атомын болон цөмийн физик, түүнчлэн хими, молекул биологийн чиглэлээр. Энд нэгжийг ашиглах нь илүү тохиромжтой электрон вольт(eV). Нэг электрон вольт нь 1 В (вольт) потенциалын зөрүүг дамжин өнгөрөхөд электрон олж авах энергитэй тэнцүү байна. Электроны цэнэг 1.6 * 10 -19 С байх ба потенциал энергийн өөрчлөлт кВ,

1 эВ = (1.6*10 -19 С)(1.0 В) =1.6*10 -19 Ж.

1000 В потенциалын зөрүүгээр хурдассан электрон алдагдана боломжит энерги 1000 эВ ба 1000 эВ (эсвэл 1 кеВ) кинетик энергийг авдаг. Хэрэв ижил боломжит ялгаа нь бөөмийг хагасаар хурдасгавал их хэмжээний төлбөр(2e = 3.2*10 -19 C), түүний энерги нь 2000 эВ-ээр өөрчлөгдөнө.

Электрон вольт нь молекулын энергийг хэмжихэд тохиромжтой нэгж юм энгийн бөөмс, гэхдээ энэ нь SI системд хамаарахгүй. Тиймээс тооцоолохдоо электрон вольтыг дээр дурдсан коэффициентийг ашиглан жоуль болгон хувиргах хэрэгтэй.

Ганц цэгийн цэнэгийн цахилгаан потенциал

Холын цахилгаан потенциал rганц цэгийн цэнэгээс Q(24.4) томъёоноос шууд авч болно.

Цэгэн цэнэгийн цахилгаан орон нь хүч чадалтай байдаг

ба цэнэгээс радиусын дагуу (эсвэл цэнэг рүү, хэрэв Qмөн зайд r a-аас Qцэг хүртэл бзайд r b-аас Q. Дараа нь вектор dlзэрэгцээ ЭТэгээд dl = доктор.
Тиймээс,

Өмнө дурьдсанчлан зөвхөн боломжит ялгаа нь физик утгатай байдаг. Тиймээс бид потенциалд дурын үнэ цэнийг ямар ч үед оноох эрхтэй. Боломжтой гэдгийг ерөнхийд нь хүлээн зөвшөөрдөг тэгтэй тэнцүүхязгааргүйд (жишээлбэл, V б= 0 цагт r b= oo), дараа нь зайнаас цахилгаан потенциал rнэг цэгийн цэнэгээс тэнцүү байна

Энэ бол хязгааргүйтэй харьцуулахад цахилгаан потенциал; үүнийг заримдаа ганц цэгийн цэнэгийн "үнэмлэхүй потенциал" гэж нэрлэдэг. боломж байгааг тэмдэглэе Вцэнэгээс зайны эхний чадлаар багасдаг бол цахилгаан орны хүч нь зайны квадратын хэмжээгээр буурдаг.
Ойролцоогоор боломж их байна эерэг цэнэгмаш том зайд тэг болж буурдаг. Бараг сөрөг цэнэгийн боломж тэгээс бага(сөрөг) ба зай нэмэгдэх тусам тэг болж нэмэгддэг.

Цэнэгүүдийн системийн цахилгаан талбайн хүчийг тодорхойлохын тулд цэнэг тус бүрийн үүсгэсэн талбайн хүчийг тусад нь нэгтгэн дүгнэх шаардлагатай. Талбайн хүч нь вектор учраас ийм нийлбэр нь ихэвчлэн асуудал болдог. Хэд хэдэн цахилгаан потенциалыг ол цэгийн төлбөрилүү энгийн: потенциал нь скаляр хэмжигдэхүүн бөгөөд потенциал нэмэхдээ чиглэлийг тооцох шаардлагагүй. Энэ бол том давуу тал юм цахилгаан потенциал. Дүгнэлт нь ямар ч тооны цэгийн цэнэгийн хувьд хялбархан хийгддэг.

Үргэлжлүүлэх. Дараах нийтлэлийн талаар товч дурдвал:

Сэтгэгдэл, саналыг хүлээн авч, урьж байна!