Elektrik yükü olmayan temel parçacık 7. Temel parçacık en küçük, bölünemeyen, yapısı olmayan parçacıktır

Bu üç parçacık (ve aşağıda açıklanan diğer parçacıklar) birbirlerine göre karşılıklı olarak çekilir ve itilir. masraflar sayıca sadece dört türü bulunan temel kuvvetler doğa. Yükler, karşılık gelen kuvvetlerin azalan sırasına göre şu şekilde düzenlenebilir: renk yükü (kuarklar arasındaki etkileşim kuvvetleri); elektrik yükü (elektrik ve manyetik kuvvetler); zayıf yük (bazılarında güç radyoaktif süreçler); son olarak kütle (yerçekimi kuvvetleri veya yerçekimi etkileşimi). Buradaki "renk" kelimesinin renkle hiçbir ilgisi yoktur görünür ışık; bu sadece güçlü bir yükün ve en büyük kuvvetlerin bir özelliğidir.

Masraflar kaydedildi, yani sisteme giren ücret şarja eşit, ondan çıkıyor. Belirli sayıda parçacığın etkileşiminden önceki toplam elektrik yükü, örneğin 342 birime eşitse, etkileşimden sonra, sonucu ne olursa olsun, 342 birime eşit olacaktır. Bu aynı zamanda diğer masraflar için de geçerlidir: renkli (ücret güçlü etkileşim), zayıf ve kütle (kütle). Parçacıkların yükleri farklıdır: Özünde onlar bu yüklerdir. Suçlamalar, uygun güce karşılık verme hakkının “sertifikası” gibidir. Bu nedenle, yalnızca renkli parçacıklar renk kuvvetlerinden etkilenir, yalnızca elektrik yüklü parçacıklar elektrik kuvvetlerinden vb. etkilenir. Bir parçacığın özellikleri belirlenir en büyük güç, ona göre hareket ediyoruz. Yalnızca kuarklar tüm yüklerin taşıyıcılarıdır ve bu nedenle aralarında baskın olanın renk olduğu tüm kuvvetlerin etkisine tabidirler. Elektronların renk dışında tüm yükleri vardır ve onlar için baskın kuvvet elektromanyetik kuvvettir.

Doğada en kararlı olanı, kural olarak, bir işaretin parçacıklarının yükünün diğer işaretin parçacıklarının toplam yükü ile telafi edildiği nötr parçacık kombinasyonlarıdır. Bu, tüm sistemin minimum enerjisine karşılık gelir. (Aynı şekilde iki çubuk mıknatıs bir çizgi halinde düzenlenmiştir. Kuzey Kutbu bunlardan biri şu adrese gönderiliyor: güney kutbu diğeri manyetik alanın minimum enerjisine karşılık gelir.) Yerçekimi bu kuralın bir istisnasıdır: negatif kütle mevcut değil. Yukarıya doğru düşen cisimler yoktur.

MADDE TÜRLERİ

Sıradan madde, nötr renkli ve daha sonra elektrik yüküne sahip nesneler halinde gruplandırılan elektronlardan ve kuarklardan oluşur. Aşağıda daha ayrıntılı olarak tartışılacağı gibi, parçacıklar üçlüler halinde birleştirildiğinde renk gücü nötralize edilir. (Bu nedenle "renk" terimi optikten alınmıştır: üç ana renk karıştırıldığında beyaz üretir.) Böylece, renk kuvvetinin ana olduğu kuarklar üçlüler oluşturur. Ama kuarklar ve onlar ikiye ayrılırlar sen-kuarklar (İngilizceden yukarıdan aşağıya) ve D-kuarklar (İngilizceden aşağıdan aşağıya), aynı zamanda eşit bir elektrik yüküne sahiptirler. sen-kuark ve için D-kuark. İki sen-kuark ve bir D-kuarklar +1 elektrik yükü verirler ve bir proton oluştururlar ve bir tane sen-kuark ve iki D-kuarklar sıfır elektrik yükü verir ve bir nötron oluşturur.

Kendilerini oluşturan kuarklar arasındaki etkileşimin artık renk kuvvetleri tarafından birbirlerine çekilen kararlı protonlar ve nötronlar, nötr renkli bir atom çekirdeği oluşturur. Ancak çekirdekler pozitif bir elektrik yükü taşır ve Güneş'in etrafında dönen gezegenler gibi çekirdeğin etrafında dönen negatif elektronları çekerek nötr bir atom oluşturma eğilimindedir. Yörüngelerindeki elektronlar, çekirdeğin yarıçapından onbinlerce kat daha uzak mesafelerde çekirdekten uzaklaştırılır; bu, onları tutan elektriksel kuvvetlerin nükleer kuvvetlerden çok daha zayıf olduğunun kanıtıdır. Renk etkileşiminin gücü sayesinde bir atomun kütlesinin %99,945'i çekirdeğinde bulunur. Ağırlık sen- Ve D-kuarkların yaklaşık 600 katı daha fazla kütle elektron. Bu nedenle elektronlar çekirdeklerden çok daha hafif ve daha hareketlidir. Maddedeki hareketleri elektriksel olaylardan kaynaklanır.

Çekirdekteki nötron ve proton sayısında ve buna bağlı olarak yörüngelerindeki elektron sayısında farklılık gösteren yüzlerce doğal atom çeşidi (izotoplar dahil) vardır. En basiti, proton şeklinde bir çekirdek ve onun etrafında dönen tek bir elektrondan oluşan hidrojen atomudur. Doğadaki tüm "görünür" maddeler, iyon adı verilen atomlardan ve kısmen "parçalanmış" atomlardan oluşur. İyonlar, birkaç elektron kaybetmiş (veya kazanmış) yüklü parçacıklar haline gelen atomlardır. Neredeyse tamamı iyonlardan oluşan maddeye plazma denir. Merkezlerde meydana gelen termonükleer reaksiyonlar nedeniyle yanan yıldızlar ağırlıklı olarak plazmadan oluşuyor ve yıldızlar Evrendeki maddenin en yaygın şekli olduğundan tüm Evrenin ağırlıklı olarak plazmadan oluştuğunu söyleyebiliriz. Daha kesin olarak, yıldızlar ağırlıklı olarak tamamen iyonize edilmiş hidrojen gazıdır, yani. bireysel protonların ve elektronların bir karışımı ve dolayısıyla görünür Evrenin neredeyse tamamı bundan oluşur.

Bu - görünür madde. Ama aynı zamanda Evrende görünmez bir madde de var. Ve kuvvet taşıyıcısı görevi gören parçacıklar var. Bazı parçacıkların karşıt parçacıkları ve uyarılmış durumları vardır. Bütün bunlar açıkça aşırı miktarda "temel" parçacıklara yol açar. Bu bollukta, temel parçacıkların gerçek doğasının ve aralarında etkili olan kuvvetlerin bir göstergesi bulunabilir. En yeni teorilere göre, parçacıklar aslında on boyutlu uzaydaki uzatılmış geometrik nesneler, yani “sicimler” olabilir.

Görünmez dünya.

Evren sadece görünür maddeyi değil aynı zamanda kara delikleri ve “ karanlık madde", aydınlatıldığında görünür hale gelen soğuk gezegenler gibi). Ayrıca her saniye hepimize ve tüm Evrene nüfuz eden gerçekten görünmez bir madde var. Tek tip parçacıklardan (elektron nötrinoları) oluşan hızlı hareket eden bir gazdır.

Bir elektron nötrinosu bir elektronun ortağıdır ancak elektrik yükü yoktur. Nötrinolar yalnızca zayıf yük olarak adlandırılan yükü taşırlar. Dinlenme kütleleri büyük olasılıkla sıfırdır. Ancak kinetik enerjiye sahip oldukları için yer çekimi alanıyla etkileşime girerler. e, buna karşılık gelir etkili kütle M Einstein'ın formülüne göre e = mc 2 nerede C– ışık hızı.

Nötrinonun anahtar rolü dönüşüme katkıda bulunmasıdır. Ve-kuarklar D-kuarklar, bunun sonucunda bir proton bir nötrona dönüşür. Nötrinolar, dört protonun (hidrojen çekirdeği) bir helyum çekirdeği oluşturmak üzere birleştiği yıldız füzyon reaksiyonları için "karbüratör iğnesi" görevi görür. Ancak helyum çekirdeği dört protondan değil, iki proton ve iki nötrondan oluştuğu için böyle bir durum söz konusudur. nükleer füzyon iki tane lazım Ve-kuarklar ikiye dönüştü D-kuark. Dönüşümün yoğunluğu yıldızların ne kadar hızlı yanacağını belirler. Ve dönüşüm süreci, zayıf yükler ve parçacıklar arasındaki zayıf etkileşim kuvvetleri tarafından belirlenir. Aynı zamanda Ve-kuark (elektrik yükü +2/3, zayıf yük +1/2), bir elektronla etkileşime girerek (elektrik yükü - 1, zayıf yük –1/2), oluşur D-kuark (elektrik yükü –1/3, zayıf yük –1/2) ve elektron nötrinosu (elektrik yükü 0, zayıf yük +1/2). Nötrino olmadan bu süreçte iki kuarkın renk yükleri (veya sadece renkleri) birbirini götürür. Nötrinonun rolü telafi edilmemiş zayıf yükü taşımaktır. Bu nedenle dönüşüm hızı zayıf kuvvetlerin ne kadar zayıf olduğuna bağlıdır. Eğer olduklarından daha zayıf olsalardı yıldızlar hiç yanmazlardı. Daha güçlü olsalardı yıldızlar çoktan sönmüş olurdu.

Peki ya nötrinolar? Bu parçacıklar diğer maddelerle son derece zayıf etkileşime girdiklerinden, doğdukları yıldızları neredeyse anında terk ederler. Tüm yıldızlar nötrinolar yayarak parlıyor ve nötrinolar gece gündüz bedenlerimizde ve tüm Dünya'da parlıyor. Böylece belki de yeni bir YILDIZ etkileşimine girene kadar Evrenin etrafında dolaşırlar).

Etkileşimlerin taşıyıcıları.

Belirli bir mesafedeki parçacıklar arasında etki eden kuvvetlerin nedeni nedir? Modern fizik cevaplar: diğer parçacıkların değişimi nedeniyle. İki sürat patencisinin etrafa top fırlattığını hayal edin. Fırlatıldığında topa momentum vererek ve alınan topla momentum alarak her ikisi de birbirinden uzak bir yönde itilir. Bu, itici güçlerin ortaya çıkışını açıklayabilir. Ancak mikro dünyadaki fenomenleri dikkate alan kuantum mekaniğinde, olayların alışılmadık şekilde uzatılmasına ve yerelleştirilmesine izin verilir, bu da görünüşte imkansız olana yol açar: patencilerden biri topu o yöne fırlatır. itibaren farklı ama yine de bu Belki Bu topu yakala. Eğer bu mümkün olsaydı (ve temel parçacıklar dünyasında bu mümkündü), patenciler arasında bir çekimin ortaya çıkacağını hayal etmek zor değil.

Yukarıda tartışılan dört "madde parçacığı" arasındaki etkileşim kuvvetlerinin değiş tokuşundan dolayı parçacıklara ayar parçacıkları denir. Dört etkileşimin her biri (güçlü, elektromanyetik, zayıf ve yerçekimsel) kendi ayar parçacıkları setine sahiptir. Güçlü etkileşimin taşıyıcı parçacıkları gluonlardır (bunlardan yalnızca sekiz tane vardır). Foton, elektromanyetik etkileşimin taşıyıcısıdır (sadece bir tane vardır ve biz fotonları ışık olarak algılarız). Zayıf etkileşimin taşıyıcı parçacıkları orta düzeydedir vektör bozonları(1983 ve 1984'te açıldı K + -, K- - bozonlar ve nötr Z-boson). Yerçekimi etkileşiminin taşıyıcı parçacığı hala varsayımsal olan gravitondur (yalnızca bir tane olmalıdır). Sonsuza kadar koşabilen foton ve graviton dışındaki tüm bu parçacıklar uzun mesafeler, yalnızca maddi parçacıklar arasındaki değişim sürecinde var olur. Fotonlar Evreni ışıkla doldurur ve gravitonlar doldurur yerçekimi dalgaları(henüz güvenilir bir şekilde keşfedilmedi).

Ölçülü parçacıklar yayabilen bir parçacığın karşılık gelen bir kuvvet alanıyla çevrelendiği söylenir. Böylece foton yayma yeteneğine sahip elektronlar elektriksel ve manyetik alanlar aynı zamanda zayıf ve yerçekimi alanları. Kuarklar da tüm bu alanlarla çevrilidir, ancak aynı zamanda güçlü etkileşim alanıyla da çevrilidir. Renk kuvvetleri alanında renk yükü bulunan parçacıklar renk kuvvetinden etkilenir. Aynı şey doğanın diğer güçleri için de geçerlidir. Dolayısıyla dünyanın madde (maddi parçacıklar) ve alandan (ölçü parçacıkları) oluştuğunu söyleyebiliriz. Aşağıda bununla ilgili daha fazla bilgi bulabilirsiniz.

Antimadde.

Her parçacığın karşılıklı olarak yok olabileceği bir antiparçacığı vardır; "yok etmek", enerjinin açığa çıkmasıyla sonuçlanır. Ancak “saf” enerji kendi başına mevcut değildir; Yok oluş sonucunda bu enerjiyi taşıyan yeni parçacıklar (örneğin fotonlar) ortaya çıkar.

Çoğu durumda, bir antiparçacık, karşılık gelen parçacığa zıt özelliklere sahiptir: Eğer bir parçacık güçlü, zayıf veya elektromanyetik alanların etkisi altında sola doğru hareket ederse, antiparçacığı sağa doğru hareket edecektir. Kısacası, antiparçacık tüm yüklerin (kütle yükü hariç) zıt işaretlerine sahiptir. Bir parçacık, örneğin nötron gibi bileşik ise, onun antiparçacığı, nötron gibi bileşenlerden oluşur. zıt işaretler suçlamalar. Böylece bir antielektronun elektrik yükü +1, zayıf yükü ise +1/2'dir ve pozitron olarak adlandırılır. Antinötron şunlardan oluşur: Ve-elektrik yükü –2/3 olan antikuarklar ve D-elektrik yükü +1/3 olan antikuarklar. Gerçek nötr parçacıklar kendi antiparçacıklarıdır: Bir fotonun antiparçacığı bir fotondur.

Modern teorik kavramlara göre doğada var olan her parçacığın kendine ait bir antiparçacığı olması gerekir. Ve pozitronlar ve antinötronlar da dahil olmak üzere birçok antipartikül gerçekten de laboratuvarda elde edildi. Bunun sonuçları son derece önemlidir ve her şeyin temelini oluşturur. deneysel fizik temel parçacıklar. Görelilik teorisine göre kütle ve enerji eşdeğerdir ve belirli koşullar altında enerji kütleye dönüşebilir. Yük korunduğundan ve vakum yükü ( boş alan) sıfıra eşit Tıpkı bir sihirbazın şapkasından çıkan tavşanlar gibi, boşluktan herhangi bir parçacık ve antipartikül çifti (toplam yükü sıfır olan) ortaya çıkabilir, yeter ki enerji onların kütlesini yaratmaya yeterli olsun.

Nesil parçacıklar.

Hızlandırıcılarda yapılan deneyler, madde parçacıklarının dörtlüsünün (dörtlüsünün) daha fazla hızda en az iki kez tekrarlandığını göstermiştir. yüksek değerler kitleler. İkinci nesilde elektronun yerini müon alır (kütlesi elektronun kütlesinden yaklaşık 200 kat daha büyük, ancak diğer tüm yüklerle aynı değerlere sahip), elektron nötrinosunun yeri şu şekildedir: Müon tarafından alındığında (elektronun elektron nötrinosuna eşlik etmesi gibi zayıf etkileşimlerde müona eşlik eder), Ve-kuark işgal eder İle-kuark ( Charmed), A D-kuark – S-kuark ( garip). Üçüncü nesilde, dörtlü bir tau lepton, bir tau nötrinodan oluşur. T-kuark ve B-kuark.

Ağırlık T-bir kuark en hafif kuarkın kütlesinin yaklaşık 500 katıdır - D-kuark. Deneysel olarak yalnızca üç tür hafif nötrino olduğu tespit edilmiştir. Dolayısıyla dördüncü nesil parçacıklar ya hiç mevcut değil ya da karşılık gelen nötrinolar çok ağır. Bu, dörtten fazla hafif nötrino türünün var olamayacağını söyleyen kozmolojik verilerle tutarlıdır.

Parçacıklarla yapılan deneylerde yüksek enerjiler elektron, müon, tau lepton ve karşılık gelen nötrinolar izole parçacıklar gibi davranır. Renk yükü taşımazlar ve yalnızca zayıf ve elektromanyetik etkileşimlere girerler. Toplu olarak denir leptonlar.

Kuarklar, renk kuvvetlerinin etkisi altında birleşerek, yüksek enerji fiziği deneylerinin çoğuna hakim olan güçlü etkileşime giren parçacıklar halinde birleşir. Bu tür parçacıklara denir hadronlar. İki alt sınıf içerirler: baryonlar(proton ve nötron gibi) üç kuarktan oluşur ve mezonlar bir kuark ve bir antikuarktan oluşur. 1947'de kozmik ışınlar pion (veya pi-meson) adı verilen ilk mezon keşfedildi ve bir süre bu parçacıkların değişiminin gerçekleştiğine inanıldı. ana sebep nükleer kuvvetler. Omega-eksi hadronlar, 1964'te Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'nda (ABD) keşfedildi ve JPS parçacığı ( J/sen-meson), 1974 yılında Brookhaven'da ve Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi'nde (yine ABD'de) eş zamanlı olarak keşfedildi. Omega eksi parçacığının varlığı, M. Gell-Mann tarafından "" S.Ü. Kuarkların var olma ihtimalinin ilk kez ortaya atıldığı (ve onlara bu isim verildiği). On yıl sonra parçacığın keşfi J/sen varlığını doğruladı İle-kuark ve sonunda herkesi hem kuark modeline hem de elektromanyetik ve zayıf kuvvetleri birleştiren teoriye inandırdı ( aşağıya bakın).

İkinci ve üçüncü neslin parçacıkları birinciden daha az gerçek değildir. Doğru, ortaya çıktıktan sonra saniyenin milyonda biri veya milyarda biri kadar bir sürede birinci neslin sıradan parçacıklarına bozunurlar: elektron, elektron nötrino ve ayrıca Ve- Ve D-kuarklar. Doğada neden birkaç nesil parçacığın bulunduğu sorusu hala bir sır olarak kalıyor.

HAKKINDA farklı nesiller Kuarklardan ve leptonlardan sıklıkla (tabii ki biraz eksantrik bir şekilde) parçacıkların farklı "tatları" olarak söz edilir. Bunları açıklama ihtiyacına “lezzet” sorunu denir.

BOSONLAR VE FERMİONLAR, ALAN VE MADDE

Parçacıklar arasındaki temel farklardan biri bozonlar ve fermiyonlar arasındaki farktır. Tüm parçacıklar bu iki ana sınıfa ayrılır. Aynı bozonlar üst üste binebilir veya üst üste gelebilir, ancak aynı fermiyonlar bunu yapamaz. Süperpozisyon ayrık olarak meydana gelir (veya oluşmaz) enerji durumları Kuantum mekaniğinin doğayı böldüğü. Bu devletler şöyle bireysel hücreler içine parçacıklar yerleştirilebilmektedir. Yani bir hücreye istediğiniz kadar özdeş bozon koyabilirsiniz ama yalnızca bir fermiyon.

Örnek olarak, bir atom çekirdeğinin yörüngesinde dönen bir elektron için bu tür hücreleri veya "durumları" düşünün. Gezegenlerin aksine güneş sistemi, yasalara göre elektron kuantum mekaniği herhangi bir eliptik yörüngede dolaşamaz, çünkü yalnızca ayrık seri izin verilen "hareket durumları". Elektronun çekirdeğe olan uzaklığına göre gruplandırılmış bu tür durum kümelerine denir. yörüngeler. İlk yörüngede farklı açısal momentuma sahip iki durum vardır ve dolayısıyla iki izin verilen hücre vardır ve daha yüksek yörüngelerde sekiz veya daha fazla hücre vardır.

Elektron bir fermiyon olduğundan her hücre yalnızca bir elektron içerebilir. Bu çok yol açar önemli sonuçlar– tüm kimya, çünkü maddelerin kimyasal özellikleri karşılık gelen atomlar arasındaki etkileşimler tarafından belirlenir. eğer sen de gidersen periyodik tabloÇekirdekteki protonların sayısı birer birer artarak elementlerin bir atomdan diğerine geçmesi (elektronların sayısı da buna göre artacaktır), daha sonra ilk iki elektron ilk yörüngeyi işgal edecek, sonraki sekizi ise çekirdekte yer alacaktır. ikinci vb. Bu tutarlı değişiklikle elektronik yapı Atomların elementten elemente geçmesi ve bunların içindeki kalıpların belirlenmesi kimyasal özellikler.

Eğer elektronlar bozon olsaydı, o zaman bir atomdaki tüm elektronlar minimum enerjiye karşılık gelen aynı yörüngeyi işgal edebilirdi. Bu durumda Evrendeki tüm maddelerin özellikleri tamamen farklı olacak ve Evrenin bildiğimiz haliyle olması mümkün olmayacaktır.

Tüm leptonlar (elektron, müon, tau lepton ve bunlara karşılık gelen nötrinolar) fermiyondur. Aynı şey kuarklar için de söylenebilir. Böylece Evrenin ana dolgusu olan “maddeyi” oluşturan tüm parçacıklar ve görünmez nötrinolar fermiyonlardır. Bu oldukça önemlidir: Fermiyonlar birleşemez, dolayısıyla aynı şey maddi dünyadaki nesneler için de geçerlidir.

Aynı zamanda, etkileşim halindeki malzeme parçacıkları arasında değiş tokuş edilen ve bir kuvvet alanı oluşturan tüm "ölçü parçacıkları" ( yukarıya bakın), bozonlardır ve bu da çok önemlidir. Yani örneğin birçok foton aynı durumda olabilir ve bir mıknatısın etrafında manyetik alan veya bir elektrik yükünün etrafında bir elektrik alanı oluşturabilir. Bu sayede lazer de mümkündür.

Döndürmek.

Bozonlar ve fermiyonlar arasındaki fark, temel parçacıkların başka bir özelliğiyle ilişkilidir: döndürmek. Şaşırtıcı bir şekilde, tüm temel parçacıkların kendi açısal momentumları vardır veya daha basit bir ifadeyle, kendi eksenleri etrafında dönmektedir. Momentum - karakteristik dönme hareketi ve toplam dürtü – öteleme. Herhangi bir etkileşimde açısal momentum ve momentum korunur.

Mikrokozmosta açısal momentum kuantize edilmiştir, yani. kabul eder ayrık değerler. Uygun ölçüm birimlerinde, leptonlar ve kuarkların spini 1/2'dir ve ayar parçacıklarının spini 1'dir (henüz deneysel olarak gözlemlenmemiş olan ancak teorik olarak spini 2 olması gereken graviton hariç). Leptonlar ve kuarklar fermiyonlar ve ayar parçacıkları bozonlar olduğundan, "fermiyonisitenin" spin 1/2 ile, "bosonikliğin" ise spin 1 (veya 2) ile ilişkili olduğunu varsayabiliriz. Aslında hem deney hem de teori, eğer bir parçacığın yarım tam sayı spini varsa fermiyon olduğunu, eğer tam sayı spini varsa bozon olduğunu doğruluyor.

GÖSTERGE TEORİLERİ VE GEOMETRİ

Her durumda kuvvetler, fermiyonlar arasındaki bozon alışverişi nedeniyle ortaya çıkar. Böylece, iki kuark (kuarklar - fermiyonlar) arasındaki etkileşimin renk kuvveti, gluon değişimi nedeniyle ortaya çıkar. Benzer bir değişim protonlarda, nötronlarda ve atom çekirdeğinde sürekli olarak meydana gelir. Benzer şekilde, elektronlar ve kuarklar arasında değiş tokuş edilen fotonlar, elektronları atomda tutan elektriksel çekici kuvvetleri yaratır ve leptonlar ile kuarklar arasında değiş tokuş edilen ara vektör bozonları, protonların nötronlara dönüştürülmesinden sorumlu olan zayıf etkileşim kuvvetlerini yaratır. termonükleer reaksiyonlar yıldızlarda.

Bu alışverişin arkasındaki teori zarif, basit ve muhtemelen doğrudur. Buna denir gösterge teorisi. Ancak şu anda yalnızca güçlü, zayıf ve elektromanyetik etkileşimlere ilişkin bağımsız ayar teorileri ve biraz farklı olmasına rağmen benzer bir yerçekimi ayar teorisi vardır. En önemlilerinden biri fiziksel problemler bunları getirmek bireysel teoriler bir ve aynı anda basit teori, hepsinin içinde olacağı farklı yönler tek bir gerçeklik; tıpkı bir kristalin kenarları gibi.

Ayar teorilerinin en basiti ve en eskisi elektromanyetik etkileşimin ayar teorisidir. İçinde bir elektronun yükü, kendisinden uzaktaki başka bir elektronun yüküyle karşılaştırılır (kalibre edilir). Ücretleri nasıl karşılaştırabilirsiniz? Örneğin ikinci elektronu birinciye yaklaştırabilir ve etkileşim kuvvetlerini karşılaştırabilirsiniz. Fakat bir elektronun yükü uzayda başka bir noktaya hareket ettiğinde değişmez mi? Tek yol kontroller - yakındaki bir elektrondan uzak olana bir sinyal gönderin ve nasıl tepki verdiğini görün. Sinyal bir ayar parçacığıdır, yani bir fotondur. Uzak parçacıkların yükünü test edebilmek için bir fotona ihtiyaç vardır.

Matematiksel olarak bu teori son derece doğru ve güzeldir. Yukarıda açıklanan “kalibrasyon ilkesinden” aşağıdakiler çıkar: kuantum elektrodinamiği (kuantum teorisi elektromanyetizma) ve teori elektromanyetik alan Maxwell en büyüklerden biri bilimsel başarılar 19. yüzyıl

Bu kadar basit bir prensip neden bu kadar verimli? Görünüşe göre bir tür korelasyonu ifade ediyor farklı parçalar Evren, Evrende ölçüm yapılmasına olanak sağlar. İÇİNDE matematiksel olarak alan geometrik olarak akla gelebilecek bir "iç" uzayın eğriliği olarak yorumlanır. Yük ölçümü, parçacığın etrafındaki toplam “iç eğriliğin” ölçülmesidir. Güçlünün ölçü teorileri ve zayıf etkileşimler elektromanyetikten farklı gösterge teorisi yalnızca karşılık gelen yükün iç geometrik "yapısı" ile. Buranın tam olarak nerede olduğu sorulduğunda iç mekançok boyutlu cevap vermeye çalışıyorum birleşik teoriler burada ele alınmayan alanlar.

Parçacık fiziği henüz tamamlanmadı. Mevcut verilerin parçacıkların ve kuvvetlerin doğasını tam olarak anlamak için yeterli olup olmadığı henüz net değildir. gerçek doğa ve uzay ve zamanın boyutları. Bunun için 10 15 GeV enerjili deneylere mi ihtiyacımız var, yoksa düşünce çabası yeterli olacak mı? Henüz cevap yok. Ancak son resmin sade, zarif ve güzel olacağını güvenle söyleyebiliriz. Bu kadar çok temel fikrin olmaması mümkündür: ayar ilkesi, daha yüksek boyutlu uzaylar, çökme ve genişleme ve hepsinden önemlisi geometri.

« Fizik - 10. sınıf"

İlk olarak, elektrik yüklü cisimlerin hareketsiz olduğu en basit durumu ele alalım.

Elektrik yüklü cisimlerin denge koşullarının incelenmesine ayrılan elektrodinamik dalına denir. elektrostatik.

Elektrik yükü nedir?
Hangi suçlamalar var?

Kelimelerle elektrik, elektrik yükü, elektrik akımı defalarca karşılaştınız ve alışmayı başardınız. Ancak şu soruyu cevaplamaya çalışın: "Elektrik yükü nedir?" Konseptin kendisi şarj- bu indirgenemeyecek temel, birincil bir kavramdır modern seviye bilgimizin bazı daha basit, temel kavramlara doğru gelişmesi.

Öncelikle “Bu cisim veya parçacığın elektrik yükü vardır” ifadesinden ne kastedildiğini bulmaya çalışalım.

Tüm vücutlar yapılmıştır küçük parçacıklar daha basit olanlara bölünemez ve bu nedenle denir temel.

Temel parçacıklar kütleye sahiptir ve bu nedenle kanuna göre birbirlerini çekerler. evrensel yerçekimi. Parçacıklar arasındaki mesafe arttıkça yerçekimi kuvveti bu mesafenin karesi ile ters orantılı olarak azalır. Hepsi olmasa da temel parçacıkların çoğu, mesafenin karesiyle ters orantılı olarak azalan bir kuvvetle birbirleriyle etkileşime girme yeteneğine de sahiptir, ancak bu kuvvet, yerçekimi kuvvetinden kat kat daha büyüktür.

Böylece, Şekil 14.1'de şematik olarak gösterilen hidrojen atomunda, elektron, çekim kuvvetinden 10 39 kat daha büyük bir kuvvetle çekirdeğe (proton) çekilir.

Parçacıklar, evrensel çekim kuvvetleri gibi mesafe arttıkça azalan, ancak çekim kuvvetlerini birçok kez aşan kuvvetlerle birbirleriyle etkileşime giriyorsa, bu parçacıkların elektrik yüküne sahip olduğu söylenir. Parçacıkların kendilerine denir ücretlendirildi.

Elektrik yükü olmayan parçacıklar vardır, ancak parçacık olmadan elektrik yükü yoktur.

Yüklü parçacıkların etkileşimine denir elektromanyetik.

Elektrik yükü yoğunluğu belirler elektromanyetik etkileşimler Tıpkı kütlenin yerçekimsel etkileşimlerin yoğunluğunu belirlemesi gibi.

Temel bir parçacığın elektrik yükü, parçacıkta ondan ayrılabilecek, bileşen parçalarına ayrılabilecek ve yeniden birleştirilebilecek özel bir mekanizma değildir. Bir elektron ve diğer parçacıklar üzerinde bir elektrik yükünün varlığı, yalnızca aralarında belirli kuvvet etkileşimlerinin varlığı anlamına gelir.

Bu etkileşimlerin yasalarını bilmiyorsak, özünde yük hakkında hiçbir şey bilmiyoruz. Etkileşim yasalarının bilgisi, yük hakkındaki fikirlerimize dahil edilmelidir. Bu yasalar basit değildir ve bunları birkaç kelimeyle özetlemek imkansızdır. Bu nedenle kavramın yeterince tatmin edici kısa bir tanımını vermek mümkün değildir. elektrik yükü.

İki elektrik yükü belirtisi.

Bütün cisimlerin kütlesi vardır ve bu nedenle birbirlerini çekerler. Yüklü cisimler birbirini hem çekebilir hem de itebilir. Bu en önemli gerçek size tanıdık geliyor, doğada zıt işaretli elektrik yüklerine sahip parçacıkların olduğu anlamına gelir; Aynı işaretli yüklerde parçacıklar birbirini iter, farklı işaretli yüklerde ise çekerler.

Temel parçacıkların yükü - protonlar hepsine dahil atom çekirdeği, pozitif olarak adlandırılır ve yük elektronlar- negatif. Olumlu ile arası negatif masraflar iç farklılıklar HAYIR. Parçacık yüklerinin işaretleri tersine çevrilseydi, elektromanyetik etkileşimlerin doğası hiç değişmeyecekti.

Temel ücret.

Elektronlara ve protonlara ek olarak, başka türde yüklü temel parçacıklar da vardır. Ancak yalnızca elektronlar ve protonlar süresiz olarak serbest durumda bulunabilirler. Yüklü parçacıkların geri kalanı saniyenin milyonda birinden daha az bir süre yaşar. Hızlı temel parçacıkların çarpışmaları sırasında doğarlar ve çok kısa bir süre boyunca var olduklarından, bozunarak diğer parçacıklara dönüşürler. Bu parçacıklara 11. sınıfta aşina olacaksınız.

Elektrik yükü olmayan parçacıklar şunları içerir: nötron. Kütlesi protonun kütlesinden sadece biraz daha büyüktür. Nötronlar protonlarla birlikte atom çekirdeğinin bir parçasıdır. Temel bir parçacığın yükü varsa, değeri kesin olarak tanımlanır.

Yüklü cisimler Tüm cisimlerin elektrik yüklü parçacıklar içermesi nedeniyle doğadaki elektromanyetik kuvvetler büyük rol oynar. Atomları oluşturan parçalar (çekirdek ve elektronlar) elektrik yüküne sahiptir.

Normal durumdaki cisimler elektriksel olarak nötr olduğundan, cisimler arasındaki elektromanyetik kuvvetlerin doğrudan etkisi tespit edilmez.

Herhangi bir maddenin atomu nötrdür çünkü içindeki elektron sayısı çekirdekteki proton sayısına eşittir. Pozitif ve negatif yüklü parçacıklar birbirine bağlanır elektriksel kuvvetler ve nötr sistemler oluşturur.

Makroskobik bir cisim, herhangi bir yük işaretine sahip aşırı miktarda temel parçacık içeriyorsa, elektrik yüklüdür. Bu nedenle, bir cismin negatif yükü proton sayısına göre elektron sayısının fazlalığından, pozitif yükü ise elektron eksikliğinden kaynaklanmaktadır.

Elektrik yüklü bir makroskobik cisim elde etmek, yani onu elektriklendirmek için, negatif yükün bir kısmını onunla ilişkili pozitif yükten ayırmak veya negatif bir yükü nötr bir cisme aktarmak gerekir.

Bu sürtünme kullanılarak yapılabilir. Tarağı kuru saçın üzerinden geçirirseniz, en hareketli yüklü parçacıkların (elektronlar) küçük bir kısmı saçtan tarağa hareket edecek ve onu negatif olarak yükleyecek ve saç pozitif olarak yüklenecektir.

Elektrifikasyon sırasında ücretlerin eşitliği

Deney yardımıyla, sürtünmeyle elektriklendiğinde her iki cismin de zıt işaretli, ancak büyüklük olarak aynı yükler elde ettiği kanıtlanabilir.

Çubuğu üzerinde delikli metal bir küre ve uzun saplı iki plaka bulunan bir elektrometreyi alalım: biri sert kauçuktan, diğeri pleksiglastan yapılmış. Plakalar birbirine sürtündüğünde elektriklenir.

Plakalardan birini duvarlarına dokunmadan kürenin içerisine getirelim. Plaka pozitif yüklüyse, elektrometrenin iğnesi ve çubuğundan gelen elektronların bir kısmı plakaya çekilecek ve üzerinde toplanacaktır. iç yüzey küreler. Aynı zamanda ok pozitif olarak yüklenecek ve elektrometre çubuğundan uzağa itilecektir (Şekil 14.2, a).

Kürenin içine, ilkini çıkardıktan sonra başka bir plaka getirirseniz, kürenin ve çubuğun elektronları plakadan itilecek ve ok üzerinde fazla miktarda birikecektir. Bu, okun çubuktan sapmasına ve ilk deneydekiyle aynı açıda olmasına neden olacaktır.

Her iki plakayı da kürenin içine indirdikten sonra okun herhangi bir sapmasını tespit etmeyeceğiz (Şekil 14.2, b). Bu, plakalardaki yüklerin büyüklük olarak eşit ve zıt işaretli olduğunu kanıtlar.

Bedenlerin elektrifikasyonu ve tezahürleri. Sentetik kumaşların sürtünmesi sırasında önemli miktarda elektriklenme meydana gelir. Gömleğini üzerinden çıkarıyor sentetik malzeme kuru havada karakteristik bir çatırtı sesi duyabilirsiniz. Sürtünen yüzeylerin yüklü alanları arasında küçük kıvılcımlar sıçrar.

Matbaalarda baskı sırasında kağıt elektriklendirilir ve sayfalar birbirine yapışır. Bunun olmasını önlemek için şarjı boşaltmak için özel cihazlar kullanılır. Ancak yakın temas halindeki cisimlerin elektrifikasyonu bazen örneğin çeşitli elektrokopi kurulumlarında vb. kullanılır.

Elektrik yükünün korunumu kanunu.

Plakaların elektrifikasyonu ile ilgili deneyimler, sürtünme yoluyla elektrifikasyon sırasında, daha önce nötr olan gövdeler arasında mevcut yüklerin yeniden dağılımının meydana geldiğini kanıtlamaktadır. Elektronların küçük bir kısmı bir vücuttan diğerine hareket eder. Bu durumda yeni parçacıklar ortaya çıkmaz ve önceden var olanlar kaybolmaz.

Bedenler elektriklendiğinde elektrik yükünün korunumu kanunu. Bu kanun, yüklü parçacıkların dışarıdan girmediği ve çıkmadığı bir sistem için geçerlidir. izole sistem.

İÇİNDE izole sistem cebirsel toplam tüm cisimlerin yükleri korunur.

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

burada q 1, q 2 vb. bireysel yüklü cisimlerin ücretleridir.

Yükün korunumu kanunu vardır derin anlam. Yüklü temel parçacıkların sayısı değişmezse, yükün korunumu yasasının yerine geldiği açıktır. Ancak temel parçacıklar birbirlerine dönüşebilir, doğup yok olabilir, yeni parçacıklara hayat verebilir.

Bununla birlikte, her durumda, yüklü parçacıklar yalnızca aynı büyüklükte ve zıt işaretli yüklere sahip çiftler halinde doğarlar; Yüklü parçacıklar da yalnızca çiftler halinde kaybolarak nötr olanlara dönüşür. Ve tüm bu durumlarda yüklerin cebirsel toplamı aynı kalır.

Yükün korunumu yasasının geçerliliği, temel parçacıkların çok sayıda dönüşümünün gözlemlenmesiyle doğrulanır. Bu yasa en çok bunlardan birini ifade ediyor temel özellikler elektrik yükü. Yük tasarrufunun nedeni hala bilinmiyor.

“Elektrik”, “elektrik yükü”, “elektrik akımı” kelimelerine birçok kez rastlamışsınızdır ve alışmayı başarmışsınızdır. Ancak şu soruyu cevaplamaya çalışın: "Elektrik yükü nedir?" - ve her şeyin o kadar basit olmadığını göreceksiniz. Gerçek şu ki, ücret kavramı, bilgimizin mevcut gelişim düzeyinde daha basit, temel kavramlara indirgenemeyecek temel, birincil bir kavramdır.

Öncelikle şu ifadeyle ne kastedildiğini bulmaya çalışalım: Belirli bir cisim veya parçacığın elektrik yükü vardır.

Tüm cisimlerin, daha basit (bilimin artık bildiği kadarıyla) parçacıklara bölünemeyen küçük parçacıklardan oluştuğunu ve bu nedenle bunlara temel adı verildiğini biliyorsunuz. Tüm temel parçacıklar kütleye sahiptir ve bu nedenle evrensel çekim yasasına göre, aralarındaki mesafe arttıkça mesafenin karesi ile ters orantılı olarak nispeten yavaş yavaş azalan bir kuvvetle birbirlerine çekilirler. Hepsi olmasa da temel parçacıkların çoğu, mesafenin karesiyle ters orantılı olarak azalan bir kuvvetle birbirleriyle etkileşime girme yeteneğine de sahiptir, ancak bu kuvvet çok büyük sayı yer çekimi kuvvetinden kat kat daha büyüktür. Bu yüzden. Şekil 91'de şematik olarak gösterilen hidrojen atomunda elektron, çekim kuvvetinden 101" kat daha büyük bir kuvvetle çekirdeğe (proton) çekilir.

Parçacıklar birbirleriyle, mesafe arttıkça yavaş yavaş azalan ve yerçekimi kuvvetinden kat kat daha büyük kuvvetlerle etkileşime giriyorsa, bu parçacıkların elektrik yüküne sahip olduğu söylenir. Parçacıkların kendilerine yüklü denir. Elektrik yükü olmayan parçacıklar vardır, ancak parçacık olmadan elektrik yükü yoktur.

Yüklü parçacıklar arasındaki etkileşimlere elektromanyetik denir. Elektrik yükü - fiziksel miktar Tıpkı kütlenin yerçekimsel etkileşimlerin yoğunluğunu belirlemesi gibi, elektromanyetik etkileşimlerin yoğunluğunu da belirler.

Temel bir parçacığın elektrik yükü, parçacıkta ondan ayrılabilecek, bileşen parçalarına ayrılabilecek ve yeniden birleştirilebilecek özel bir "mekanizma" değildir. Bir elektron ve diğer parçacıklar üzerinde bir elektrik yükünün varlığı, yalnızca varlığın varlığı anlamına gelir.

aralarında belirli kuvvet etkileşimleri vardır. Ancak özünde bu etkileşimlerin yasalarını bilmiyorsak yük hakkında hiçbir şey bilmiyoruz. Etkileşim yasalarının bilgisi, yük hakkındaki fikirlerimize dahil edilmelidir. Bu kanunlar basit değil; birkaç kelimeyle ifade etmek mümkün değil. Bu nedenle yeterince tatmin edici bir sonuç vermek imkansızdır. kısa tanım elektrik yükü nedir?

İki elektrik yükü belirtisi. Bütün cisimlerin kütlesi vardır ve bu nedenle birbirlerini çekerler. Yüklü cisimler birbirini hem çekebilir hem de itebilir. Fizik dersinden aşina olduğunuz bu en önemli gerçek VII sınıfı, doğada zıt işaretli elektrik yüklerine sahip parçacıkların olduğu anlamına gelir. Şu tarihte: aynı işaretler parçacıklar birbirini iter, ancak farklı olduklarında çekilirler.

Tüm atom çekirdeklerinin bir parçası olan temel parçacıkların - protonların yüküne pozitif, elektronların yüküne ise negatif denir. Pozitif ve negatif yükler arasında hiçbir iç fark yoktur. Parçacık yüklerinin işaretleri tersine çevrilseydi, elektromanyetik etkileşimlerin doğası hiç değişmeyecekti.

Temel ücret. Elektronlara ve protonlara ek olarak, başka türde yüklü temel parçacıklar da vardır. Ancak yalnızca elektronlar ve protonlar süresiz olarak serbest durumda bulunabilirler. Yüklü parçacıkların geri kalanı saniyenin milyonda birinden daha az bir süre yaşar. Hızlı temel parçacıkların çarpışmaları sırasında doğarlar ve çok kısa bir süre boyunca var olduklarından, bozunarak diğer parçacıklara dönüşürler. Bu parçacıklarla X sınıfında tanışacaksınız.

Nötronlar elektrik yükü olmayan parçacıklardır. Kütlesi protonun kütlesinden sadece biraz daha büyüktür. Nötronlar protonlarla birlikte atom çekirdeğinin bir parçasıdır.

Temel bir parçacığın yükü varsa, o zaman değeri, çok sayıda deneyin gösterdiği gibi, kesinlikle kesindir (bu tür deneylerden biri - Millikan ve Ioffe'nin deneyi - VII. sınıf ders kitabında anlatılmıştır)

Tüm yüklü temel parçacıkların sahip olduğu, temel adı verilen bir minimum yük vardır. Temel parçacıkların yükleri yalnızca işaret bakımından farklılık gösterir. Yükün bir kısmını örneğin bir elektrondan ayırmak imkansızdır.

719. Elektrik yükünün korunumu kanunu

720. Elektrik yüklü cisimler farklı işaret, …

Birbirlerinden etkileniyorlar.

721. Zıt yüklerle (q 1 = 4q ve q 2 = -8q) yüklenen özdeş metal toplar temas ettirildi ve aynı mesafeye kadar birbirinden uzaklaştırıldı. Topların her birinin bir yükü vardır

q 1 = -2q ve q 2 = -2q

723.Pozitif yüke (+2e) sahip bir damlacık aydınlatıldığında bir elektron kaybetmiştir. Düşüşün yükü eşitlendi

724. q 1 = 4q, q 2 = - 8q ve q 3 = - 2q yükleriyle yüklü özdeş metal toplar birbirine temas ettirildi ve aynı mesafeye kadar birbirinden uzaklaştırıldı. Topların her birinin bir yükü olacak

q 1 = - 2q, q 2 = - 2q ve q 3 = - 2q

725. q 1 = 5q ve q 2 = 7q yükleri ile yüklenen özdeş metal toplar birbirine temas ettirildi ve aynı mesafeye kadar uzaklaştırıldı, ardından q 3 = -2q yüküne sahip ikinci ve üçüncü toplar birbirine temas ettirilip ayrıldı. aynı mesafeye. Topların her birinin bir yükü olacak

q 1 = 6q, q 2 = 2q ve q 3 = 2q

726. q 1 = - 5q ve q 2 = 7q yükleriyle yüklü özdeş metal toplar temas ettirildi ve aynı mesafeye kadar uzaklaştırıldı, ardından q 3 = 5q yüküyle ikinci ve üçüncü toplar birbirine temas ettirilip ayrıldı. aynı mesafeye. Topların her birinin bir yükü olacak

q 1 =1q, q 2 = 3q ve q 3 = 3q

727. Yükleri q 1 = 5q, q 2 = 7q, q 3 = -3q ve q 4 = -1q olan dört özdeş metal top vardır. İlk olarak, q 1 ve q 2 yükleri (1. yük sistemi) temas ettirildi ve aynı mesafeye kadar uzaklaştırıldı ve ardından q 4 ve q 3 yükleri (2. yük sistemi) temas ettirildi. Daha sonra 1. ve 2. sistemden birer yük alıp onları birbirine temas ettirdiler ve birbirlerinden aynı mesafeye uzaklaştırdılar. Bu iki topun yükü olacak

728. Yükleri q 1 = -1q, q 2 = 5q, q 3 = 3q ve q 4 = -7q olan dört özdeş metal top vardır. İlk olarak, q 1 ve q 2 yükleri (1 yük sistemi) temas ettirildi ve aynı mesafeye kadar uzaklaştırıldı ve ardından q 4 ve q 3 yükleri (yük 2 sistemi) temas ettirildi. Daha sonra 1. ve 2. sistemden birer yük alıp onları birbirine temas ettirdiler ve birbirlerinden aynı mesafeye uzaklaştırdılar. Bu iki topun yükü olacak

729. Bir atomun pozitif yükü vardır

Çekirdek.

730. Sekiz elektron, bir oksijen atomunun çekirdeği etrafında hareket eder. Oksijen atomunun çekirdeğindeki proton sayısı

731. Bir elektronun elektrik yükü

-1,6 · 10 -19 Cl.

732. Bir protonun elektrik yükü

1,6 · 10 -19 Cl.

733. Lityum atomunun çekirdeği 3 proton içerir. Çekirdeğin etrafında 3 elektron dönüyorsa, o zaman

Atom elektriksel olarak nötrdür.

734. Flor çekirdeğinde 9'u proton olmak üzere 19 parçacık vardır. Çekirdekteki nötronların sayısı ve nötr bir flor atomundaki elektronların sayısı

Nötronlar ve 9 elektron.

735. Herhangi bir cisimdeki proton sayısı ise daha fazla sayı elektronlar, sonra bir bütün olarak vücut

Pozitif yüklü.

736. Pozitif yükü +3e olan bir damlacık ışınlandığında 2 elektron kaybetti. Düşüşün yükü eşitlendi

8.10 -19 Cl.

737. Bir atomdaki negatif yük şunları taşır:

Kabuk.

738.Eğer bir oksijen atomu dönüşürse pozitif iyon, sonra o

Bir elektron kaybettim.

739.Büyük bir kütleye sahiptir

Negatif iyon hidrojen.

740.Sürtünme sonucu cam çubuğun yüzeyinden 5·10 10 elektron koptu. Çubuktaki elektrik yükü

(e = -1,6 10 -19 C)

8·10 -9 Cl.

741. Sürtünme sonucu ebonit çubuk 5·10 10 elektron aldı. Çubuktaki elektrik yükü

(e = -1,6 10 -19 C)

-8·10 -9 Cl.

742.Güç Coulomb etkileşimi Aralarındaki mesafe 2 kat azaldığında iki noktadaki elektrik yükleri

4 kat artacak.

743.İki nokta elektrik yükünün aralarındaki mesafe 4 kat azaldığında Coulomb etkileşiminin kuvveti

16 kat artacak.

744.İki nokta elektrik yükü Coulomb yasasına göre 1N kuvvetle birbirine etki ediyor. Aralarındaki mesafe 2 kat artarsa, bu yüklerin Coulomb etkileşiminin kuvveti eşit olacaktır.

745.İki nokta yükü birbirine 1N kuvvetle etki ediyor. Her bir yükün büyüklüğü 4 kat arttırılırsa Coulomb etkileşiminin gücü eşit olacaktır.

746. İki nokta yükü arasındaki etkileşim kuvveti 25 N'dir. Aralarındaki mesafe 5 kat azalırsa, bu yüklerin etkileşim kuvveti eşit olacaktır.

747.İki nokta yükünün aralarındaki mesafe 2 kat arttığında Coulomb etkileşiminin kuvveti

4 kat azalacak.

748.İki nokta elektrik yükünün aralarındaki mesafe 4 kat arttığında Coulomb etkileşiminin kuvveti

16 kat azalacak.

749. Coulomb yasasının formülü

.

750. +q ve +q yüklerine sahip 2 özdeş metal top temas ettirilir ve aynı mesafeye doğru hareket ettirilirse, etkileşim kuvvetinin modülü

Değişmeyecek.

751. +q ve -q yüklerine sahip 2 özdeş metal top birbirine temas ettirilir ve aynı mesafeye doğru hareket ettirilirse etkileşim kuvveti oluşur.

0'a eşit olacak.

752.İki yük havada etkileşime giriyor. Aralarındaki mesafe değişmeden suya yerleştirilirse (ε = 81), Coulomb etkileşiminin kuvveti

81 kat azalacak.

753.Havada birbirinden 3 cm uzaklıkta bulunan, her biri 10 nC'lik iki yük arasındaki etkileşim kuvveti eşittir

()

754. 1 µC ve 10 nC'lik yükler havada 9 mN'lik bir kuvvetle etkileşir.

()

755. Birbirinden 3·10 -8 cm uzaklıkta bulunan iki elektron ( ; e = - 1,6 10 -19C)

2,56·10 -9 K.

756. Yüke olan mesafe 3 kat arttığında elektrik alan şiddeti artar

9 kat azalacak.

757.Bir noktadaki alan kuvveti 300 N/C'dir. Yük 1·10 -8 C ise noktaya olan mesafe

()

758.Eğer uzaklık puan ücreti, bir elektrik alanı oluşturarak 5 kat artacak, ardından elektrik alan şiddeti artacaktır

25 kat azalacak.

759.Bir nokta yükünün belirli bir noktadaki alan kuvveti 4 N/C'dir. Yüke olan mesafe iki katına çıkarsa voltaj eşit olur

760.Genel durumda elektrik alan kuvveti formülünü belirtiniz.

761.Elektrik alanlarının üst üste binmesi ilkesinin matematiksel gösterimi

762.Q noktasal elektrik yükünün yoğunluğunun formülünü belirtiniz.

.

763. Yükün bulunduğu noktadaki elektrik alan kuvvet modülü

1·10 -10 C, 10 V/m'ye eşittir. Yüke etki eden kuvvet eşittir

1·10 -9 K.

765. Yarıçapı 0,2 m olan bir metal topun yüzeyine 4·10 -8 C'lik bir yük dağıtılırsa yük yoğunluğu

2,5·10 -7 C/m2.

766. Dikey olarak yönlendirilmiş düzgün bir elektrik alanında, kütlesi 1·10 -9 g ve yükü 3,2·10-17 C olan bir toz zerresi vardır. Bir toz tanesinin yerçekimi elektrik alanın gücüyle dengeleniyorsa alan gücü şuna eşittir:

3·10 5 N/Cl.

767. Bir kenarı 0,4 m olan bir karenin üç köşesinde her biri 5·10 -9 C olan özdeş pozitif yükler vardır. Dördüncü köşedeki gerilimi bulun

() 540 N/Cl.

768. Eğer iki yük 5·10 -9 ve 6·10 -9 C ise ve 12·10 -4 N kuvvetle itiyorlarsa, o zaman aralarında mesafe vardır

768. Bir nokta yükün modülü 2 kat azaltılırsa ve yüke olan mesafe 4 kat azaltılırsa, belirli bir noktadaki elektrik alan şiddeti

8 kat artacak.

Azalır.

770. Elektron yükü ile potansiyelin çarpımı şu boyuta sahiptir:

Enerji.

771.Elektrik alanının A noktasındaki potansiyeli 100V, B noktasındaki potansiyeli 200V'tur. 5 mC'lik bir yükü A noktasından B noktasına hareket ettirirken elektrik alan kuvvetlerinin yaptığı iş şuna eşittir:

-0,5 J.

772. E yoğunluğu ve potansiyeli olan bir elektrik alanının noktalarında bulunan +q yükü ve m kütlesine sahip bir parçacık ivmeye sahiptir.

773. Bir elektron, bir noktadan itibaren bir gerilim çizgisi boyunca düzgün bir elektrik alanında hareket eder. büyük potansiyel daha az potansiyele sahip bir noktaya. Onun hızı

Artan.

774. Çekirdeğinde bir proton bulunan atom bir elektron kaybeder. Bu yaratır

Hidrojen iyonu.

775. Boşlukta bir elektrik alanı dört nokta tarafından yaratılır. pozitif yükler, kenarı a olan karenin köşelerine yerleştirilir. Meydanın ortasındaki potansiyel

776. Bir nokta yüke olan mesafe 3 kat azalırsa alan potansiyeli

3 kat artacak.

777. Bir nokta elektrik yükü q, potansiyel farkı 12 V olan noktalar arasında hareket ettiğinde 3 J'lik iş yapılır. Bu durumda yük hareket eder.

778.Yük q noktasından taşındı elektrostatik alan potansiyeli olan bir noktaya. Aşağıdaki formüllerden hangisine göre:

1) 2) ; 3) iş taşıma ücretini bulabilirsiniz.

779. Gücü 2 N/C olan düzgün bir elektrik alanında, 3 C'lik bir yük alan çizgileri boyunca 0,5 m mesafede hareket eder. Elektrik alan kuvvetlerinin yükü hareket ettirmek için yaptığı iş şuna eşittir:

780.Elektrik alanı, kenarı a olan bir karenin köşelerine yerleştirilen dört nokta farklı yük tarafından yaratılır. Masraflar olduğu gibi zıt köşeler. Meydanın ortasındaki potansiyel

781. Aynı üzerinde bulunan noktalar arasındaki potansiyel fark Güç hattı birbirinden 6 cm mesafede 60 V'a eşittir. Alan tekdüze ise gücü

782.Potansiyel farkın birimi

1 V = 1 J/1 C.

783. Yükün, E = 2 V/m yoğunluğundaki düzgün bir alanda 0,2 m'lik bir alan çizgisi boyunca hareket etmesine izin verin. Bu potansiyeller arasındaki farkı bulun.

U = 0,4 V.

784. Planck'ın hipotezine göre kesinlikle siyah gövde enerji yayar

Porsiyonlar halinde.

785. Foton enerjisi formülle belirlenir

1. E =pс 2. E=hv/c 3. E=h 4. E=mc2. 5. E=hv. 6.E=hc/

1, 4, 5, 6.

786. Bir kuantumun enerjisi iki katına çıkarsa radyasyonun frekansı

2 kat arttı.

787.Eğer 6 eV enerjili fotonlar bir tungsten plakanın yüzeyine düşerse, onlar tarafından devre dışı bırakılan elektronların maksimum kinetik enerjisi 1,5 eV'dir. Tungsten için fotoelektrik etkinin mümkün olduğu minimum foton enerjisi şuna eşittir:

788.Aşağıdaki ifade doğrudur:

1. Fotonun hızı ışık hızından büyüktür.

2. Herhangi bir maddedeki fotonun hızı, ışık hızından azdır.

3. Fotonun hızı her zaman ışığın hızına eşittir.

4. Fotonun hızı ışık hızından büyük veya ona eşittir.

5. Herhangi bir maddedeki fotonun hızı, ışık hızından küçük veya ona eşittir.

789. Radyasyon fotonlarının büyük bir itici gücü vardır

Mavi.

790. Isıtılan bir cismin sıcaklığı düştüğünde maksimum radyasyon yoğunluğu

©2015-2019 sitesi
Tüm hakları yazarlarına aittir. Bu site yazarlık iddiasında bulunmaz, ancak ücretsiz kullanım sağlar.
Sayfa oluşturulma tarihi: 2016-02-13