Pozitīvie un negatīvie lādiņi. Kas ir maksa? Lādiņu veidi un to mijiedarbība

« Fizika - 10. klase"

Vispirms apskatīsim vienkāršāko gadījumu, kad elektriski uzlādēti ķermeņi atrodas miera stāvoklī.

Tiek saukta elektrodinamikas nozare, kas veltīta elektriski lādētu ķermeņu līdzsvara apstākļu izpētei elektrostatika.

Kas ir elektriskais lādiņš?
Kādas maksas ir?

Ar vārdiem elektrība, elektriskais lādiņš, elektriskā strāva tu esi tikusies daudzas reizes un spējusi pie viņiem pierast. Bet mēģiniet atbildēt uz jautājumu: "Kas ir elektriskais lādiņš?" Pati koncepcija maksas- tas ir pamata, primārais jēdziens, kuru mūsu zināšanu pašreizējā attīstības līmenī nevar reducēt uz vienkāršākiem, elementāriem jēdzieniem.

Vispirms mēģināsim noskaidrot, kas ir domāts ar apgalvojumu: "Šim ķermenim vai daļiņai ir elektriskais lādiņš."

Visi ķermeņi ir izgatavoti no sīkas daļiņas, kas ir nedalāmi vienkāršākos un tāpēc tiek saukti elementāri.

Elementārdaļiņām ir masa, un tāpēc tās saskaņā ar likumu tiek piesaistītas viena otrai universālā gravitācija. Palielinoties attālumam starp daļiņām, gravitācijas spēks samazinās apgriezti proporcionāli šī attāluma kvadrātam. Lielākajai daļai elementārdaļiņu, lai gan ne visām, ir arī spēja savstarpēji mijiedarboties ar spēku, kas arī samazinās apgriezti proporcionāli attāluma kvadrātam, taču šis spēks ir daudzkārt lielāks par gravitācijas spēku.

Tātad ūdeņraža atomā, kas shematiski parādīts 14.1. attēlā, elektrons tiek piesaistīts kodolam (protonam) ar spēku, kas 10 39 reizes pārsniedz gravitācijas pievilkšanas spēku.

Ja daļiņas savstarpēji mijiedarbojas ar spēkiem, kas, palielinoties attālumam, samazinās tāpat kā universālā gravitācijas spēki, bet daudzkārt pārsniedz gravitācijas spēkus, tad šīm daļiņām ir elektriskais lādiņš. Pašas daļiņas sauc uzlādēts.

Ir daļiņas bez elektriskā lādiņa, bet nav elektriskā lādiņa bez daļiņas.

Lādētu daļiņu mijiedarbību sauc elektromagnētiskais.

Elektriskais lādiņš nosaka elektromagnētiskās mijiedarbības intensitāti, tāpat kā masa nosaka gravitācijas mijiedarbības intensitāti.

Elementārdaļiņas elektriskais lādiņš nav īpašs mehānisms daļiņā, kuru varēja no tās izņemt, sadalīt sastāvdaļās un salikt no jauna. Elektriskā lādiņa klātbūtne uz elektronu un citām daļiņām nozīmē tikai noteiktu spēku mijiedarbības esamību starp tām.

Mēs būtībā neko nezinām par lādiņu, ja nezinām šīs mijiedarbības likumus. Mūsu idejās par lādiņu ir jāiekļauj zināšanas par mijiedarbības likumiem. Šie likumi nav vienkārši, un tos nav iespējams ieskicēt dažos vārdos. Tāpēc nav iespējams sniegt pietiekami apmierinošu īsa definīcija koncepcija elektriskais lādiņš.

Divas elektrisko lādiņu pazīmes.

Visiem ķermeņiem ir masa, un tāpēc tie piesaista viens otru. Uzlādēti ķermeņi var viens otru gan piesaistīt, gan atgrūst. Šis vissvarīgākais fakts, jums pazīstamais, nozīmē, ka dabā ir daļiņas ar pretēju zīmju elektriskajiem lādiņiem; vienas zīmes lādiņu gadījumā daļiņas atgrūž, un dažādu zīmju gadījumā tās piesaista.

Elementārdaļiņu lādiņš - protoni, kas ir daļa no visiem atomu kodoliem, tiek saukti par pozitīviem un lādiņiem elektroni- negatīvs. Nav iekšēju atšķirību starp pozitīvajiem un negatīvajiem lādiņiem. Ja daļiņu lādiņu pazīmes būtu apgrieztas, tad elektromagnētiskās mijiedarbības raksturs nemaz nemainītos.

Elementārā maksa.

Papildus elektroniem un protoniem ir arī vairāki citi lādētu elementārdaļiņu veidi. Bet tikai elektroni un protoni var pastāvēt brīvā stāvoklī bezgalīgi. Pārējās uzlādētās daļiņas dzīvo mazāk nekā sekundes miljonā. Tie dzimst ātro elementārdaļiņu sadursmes laikā un, pastāvējuši nenozīmīgi īsu laiku, sadalās, pārvēršoties citās daļiņās. Ar šīm daļiņām jūs iepazīsities 11. klasē.

Daļiņas, kurām nav elektriskā lādiņa, ietver neitronu. Tā masa ir tikai nedaudz lielāka par protona masu. Neitroni kopā ar protoniem ir daļa no atoma kodola. Ja elementārdaļiņai ir lādiņš, tad tā vērtība ir stingri noteikta.

Uzlādēti ķermeņi Elektromagnētiskajiem spēkiem dabā ir milzīga loma, jo visos ķermeņos ir elektriski lādētas daļiņas. Atomu veidojošajām daļām - kodoliem un elektroniem - ir elektriskais lādiņš.

Elektromagnētisko spēku tieša darbība starp ķermeņiem netiek atklāta, jo ķermeņi normālā stāvoklī ir elektriski neitrāli.

Jebkuras vielas atoms ir neitrāls, jo tajā esošo elektronu skaits ir vienāds ar protonu skaitu kodolā. Pozitīvi un negatīvi lādētas daļiņas ir savienotas viena ar otru ar elektriskiem spēkiem un veido neitrālas sistēmas.

Makroskopisks ķermenis ir elektriski uzlādēts, ja tajā ir pārmērīgs elementārdaļiņu daudzums ar vienu lādiņa pazīmi. Tādējādi ķermeņa negatīvais lādiņš ir saistīts ar pārmērīgu elektronu skaitu salīdzinājumā ar protonu skaitu, un pozitīvais lādiņš ir saistīts ar elektronu trūkumu.

Lai iegūtu elektriski lādētu makroskopisku ķermeni, tas ir, lai to elektrificētu, ir nepieciešams atdalīt daļu negatīvā lādiņa no pozitīvā lādiņa, kas ar to saistīts vai pārnest negatīvo lādiņu uz neitrālu ķermeni.

To var izdarīt, izmantojot berzi. Ja izlaižat ķemmi cauri sausiem matiem, tad neliela daļa no viskustīgāk lādētajām daļiņām - elektroniem - virzīsies no matiem uz ķemmi un lādēs to negatīvi, un mati uzlādēsies pozitīvi.

Lādiņu vienlīdzība elektrifikācijas laikā

Ar eksperimenta palīdzību var pierādīt, ka, elektrizējot ar berzi, abi ķermeņi iegūst lādiņus, kas pēc zīmes ir pretējas, bet pēc lieluma identiski.

Ņemsim elektrometru, uz kura stieņa ir metāla lode ar caurumu un divas plāksnes gari rokturi: viens ir izgatavots no ebonīta un otrs ir izgatavots no organiskā stikla. Berzējoties viena pret otru, plāksnes elektrizējas.

Ienesīsim vienu no plāksnēm sfēras iekšpusē, nepieskaroties tās sienām. Ja plāksne ir pozitīvi uzlādēta, tad daži elektroni no elektrometra adatas un stieņa tiks piesaistīti plāksnei un savākti iekšējā virsma sfēras. Tajā pašā laikā bultiņa tiks uzlādēta pozitīvi un tiks nospiesta no elektrometra stieņa (14.2. att., a).

Ja sfērā ienesīsi vēl vienu plāksni, vispirms noņemot pirmo, tad sfēras un stieņa elektroni tiks atgrūsti no plāksnes un uz bultiņas uzkrāsies pārpalikumā. Tādējādi bultiņa novirzīsies no stieņa un tādā pašā leņķī kā pirmajā eksperimentā.

Nolaižot abas plāksnes sfēras iekšpusē, mēs vispār nekonstatēsim bultas novirzi (14.2. att., b). Tas pierāda, ka plākšņu lādiņi ir vienādi pēc lieluma un pretēji zīmei.

Ķermeņu elektrifikācija un tās izpausmes. Sintētisko audumu berzes laikā notiek ievērojama elektrifikācija. Novelkot kreklu no sintētiska materiāla sausā gaisā, var dzirdēt raksturīgu sprakšķēšanu. Mazas dzirksteles lec starp berzes virsmu uzlādētajām vietām.

Tipogrāfijās papīrs drukāšanas laikā tiek elektrificēts un loksnes salīp kopā. Lai tas nenotiktu, lādiņa iztukšošanai tiek izmantotas īpašas ierīces. Taču dažkārt tiek izmantota ciešā saskarē esošo ķermeņu elektrifikācija, piemēram, dažādās elektrokopēšanas iekārtās utt.

Elektriskā lādiņa nezūdamības likums.

Pieredze ar plākšņu elektrifikāciju pierāda, ka elektrifikācijas laikā ar berzi notiek esošo lādiņu pārdale starp ķermeņiem, kas iepriekš bija neitrāli. Neliela daļa elektronu pārvietojas no viena ķermeņa uz otru. Šajā gadījumā jaunas daļiņas neparādās, un jau esošās nepazūd.

Kad ķermeņi ir elektrificēti, elektriskā lādiņa nezūdamības likums. Šis likums ir spēkā sistēmai, kurā lādētas daļiņas neietilpst no ārpuses un no kuras tās neiziet, t.i. izolēta sistēma.

Izolētā sistēmā algebriskā summa visu ķermeņu lādiņi ir saglabāti.

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

kur q 1, q 2 utt. ir atsevišķu lādētu ķermeņu lādiņi.

Lādiņa nezūdamības likumam ir dziļa nozīme. Ja lādēto elementārdaļiņu skaits nemainās, tad lādiņu saglabāšanas likuma izpilde ir acīmredzama. Bet elementārdaļiņas var pārveidoties viena par otru, piedzimt un izzust, dodot dzīvību jaunām daļiņām.

Tomēr visos gadījumos lādētas daļiņas dzimst tikai pa pāriem ar vienāda lieluma un pretējās zīmes lādiņiem; Arī uzlādētās daļiņas pazūd tikai pa pāriem, pārvēršoties neitrālos. Un visos šajos gadījumos lādiņu algebriskā summa paliek nemainīga.

Lādiņa nezūdamības likuma spēkā esamību apstiprina novērojumi par milzīgu skaitu elementārdaļiņu transformāciju. Šis likums izsaka vienu no svarīgākajām elektriskā lādiņa īpašībām. Maksas aizturēšanas iemesls joprojām nav zināms.

Mums burtiski jāloba tikko izmazgātas drēbes no žāvētāja citai no citas vai arī tad, kad vienkārši nevaram savest kārtībā savus elektrizējušos un burtiski stāvošos matus. Kurš gan nav mēģinājis pakārt balons pie griestiem pēc tam, kad to berzi pret galvu? Šī pievilcība un atgrūšanās ir izpausme statiskā elektrība. Šādas darbības sauc elektrifikācija.

Statiskā elektrība ir izskaidrojama ar tās esamību dabā elektriskais lādiņš. Lādiņa ir elementārdaļiņu neatņemama īpašība. Lādiņu, kas parādās uz stikla, kad tas tiek berzēts pret zīdu, parasti sauc pozitīvs, un lādiņš, kas rodas uz ebonīta berzes laikā ar vilnu ir negatīvs.

Apskatīsim atomu. Atoms sastāv no kodola un elektroniem, kas lido ap to (zilas daļiņas attēlā). Kodols sastāv no protoniem (sarkans) un neitroniem (melns).

Negatīvā lādiņa nesējs ir elektrons, pozitīvā lādiņš ir protons. Neitrons ir neitrāla daļiņa un tai nav lādiņa.

Lielums elementārais lādiņš- elektrons vai protons, ir nemainīga vērtība un ir vienāds ar

Viss atoms ir neitrāli uzlādēts, ja protonu skaits sakrīt ar elektronu skaitu. Kas notiek, ja viens elektrons atdalās un aizlido? Atomam būs par vienu protonu vairāk, tas ir, pozitīvo daļiņu būs vairāk nekā negatīvo. Tādu atomu sauc pozitīvais jons. Un, ja pievienojas viens papildu elektrons, mēs iegūstam negatīvs jons. Elektroni, atkāpušies, var nesavienoties, bet kādu laiku brīvi kustēties, radot negatīvu lādiņu. Tādējādi vielā brīvie lādiņu nesēji ir elektroni, pozitīvie joni un negatīvie joni.

Lai būtu brīvs protons, kodols ir jāiznīcina, un tas nozīmē visa atoma iznīcināšanu. Mēs neapsvērsim šādas elektrisko lādiņu iegūšanas metodes.

Ķermenis kļūst uzlādēts, ja tajā ir vienas vai citu lādētu daļiņu (elektronu, pozitīvo vai negatīvie joni).

Ķermeņa lādiņa daudzums ir elementārā lādiņa daudzkārtnis. Piemēram, ja ķermenī ir 25 brīvie elektroni un atlikušie atomi ir neitrāli, tad ķermenis ir negatīvi uzlādēts un tā lādiņš ir . Elementārais lādiņš nav dalāms – šo īpašību sauc diskrētums

Līdzīgi lādiņi (divi pozitīvi vai divi negatīvi) atgrūst, pretējs (pozitīvs un negatīvs) - tiek piesaistīti

Punktu maksa- ir materiāls punkts, kuram ir elektriskais lādiņš.

Elektriskā lādiņa nezūdamības likums

Slēgta ķermeņu sistēma elektroenerģijā ir ķermeņu sistēma, kad starp ārējiem ķermeņiem nenotiek elektrisko lādiņu apmaiņa.

Ķermeņu vai daļiņu elektrisko lādiņu algebriskā summa paliek nemainīga visu procesu laikā, kas notiek elektriski slēgtā sistēmā.

Attēlā parādīts elektriskā lādiņa nezūdamības likuma piemērs. Pirmajā attēlā ir divi pretēju lādiņu ķermeņi. Otrajā attēlā redzami tie paši ķermeņi pēc saskares. Trešajā attēlā trešais neitrāls ķermenis tika ievadīts elektriski slēgtā sistēmā, un ķermeņi tika mijiedarboti viens ar otru.

Katrā situācijā lādiņa algebriskā summa (ņemot vērā lādiņa zīmi) paliek nemainīga.

Galvenais, kas jāatceras

1) Elementārais elektriskais lādiņš - elektrons un protons
2) Elementārā lādiņa lielums ir nemainīgs
3) Pozitīvie un negatīvie lādiņi un to mijiedarbība
4) Brīvie lādiņnesēji ir elektroni, pozitīvie joni un negatīvie joni
5) Elektriskais lādiņš ir diskrēts
6) Elektriskā lādiņa nezūdamības likums

Elektriskais lādiņš– fizikāls lielums, kas raksturo ķermeņu spēju iesaistīties elektromagnētiskajā mijiedarbībā. Mērīts kulonos.

Elementārais elektriskais lādiņš– minimālais elementārdaļiņu lādiņš (protonu un elektronu lādiņš).

Ķermenim ir lādiņš, nozīmē, ka tajā ir papildu vai trūkst elektronu. Šī maksa ir noteikta q=ne. (tas ir vienāds ar elementāro lādiņu skaitu).

Elektrificēt ķermeni– radīt elektronu pārpalikumu un deficītu. Metodes: elektrifikācija ar berzi Un elektrifikācija ar kontaktu.

Punkta rītausma d ir ķermeņa lādiņš, ko var uzskatīt par materiālu punktu.

Pārbaudes maksa() – punkts, neliels lādiņš, vienmēr pozitīvs – izmanto elektriskā lauka pētīšanai.

Lādiņa nezūdamības likums:izolētā sistēmā visu ķermeņu lādiņu algebriskā summa paliek nemainīga jebkurai šo ķermeņu savstarpējai mijiedarbībai.

Kulona likums:divu punktu lādiņu mijiedarbības spēki ir proporcionāli šo lādiņu reizinājumam, apgriezti proporcionāli attāluma kvadrātam starp tiem, ir atkarīgi no vides īpašībām un ir vērsti pa taisni, kas savieno to centrus.

, Kur
F/m, Cl 2 /nm 2 – dielektrisks. ātri. vakuums

- attiecas. dielektriskā konstante (>1)

- absolūtā dielektriskā caurlaidība. vide

Elektriskais lauks– materiāla vide, caur kuru notiek elektrisko lādiņu mijiedarbība.

Elektriskā lauka īpašības:

Elektriskā lauka raksturlielumi:

Spriedze(E) ir vektora lielums, kas vienāds ar spēku, kas iedarbojas uz vienības testa lādiņu, kas novietots noteiktā punktā.

Mērīts N/C.

Virziens– tāds pats kā darbības spēkam.

Spriedze nav atkarīga ne pēc pārbaudes lādiņa stipruma, ne lieluma.

Elektrisko lauku superpozīcija: vairāku lādiņu radītais lauka stiprums ir vienāds ar katra lādiņa lauka intensitātes vektoru summu:

Grafiski Elektroniskais lauks tiek attēlots, izmantojot spriegojuma līnijas.

Spriegojuma līnija– taisne, kuras pieskare katrā punktā sakrīt ar spriedzes vektora virzienu.

Spriegojuma līniju īpašības: tie nekrustojas, caur katru punktu var novilkt tikai vienu līniju; tie nav slēgti, tie atstāj pozitīvu lādiņu un ieiet negatīvā vai izkliedējas bezgalībā.

Lauku veidi:

Homogēns elektriskais lauks – lauks, kura intensitātes vektors katrā punktā ir vienāds pēc lieluma un virziena.

Nevienmērīgs elektriskais lauks– lauks, kura intensitātes vektors katrā punktā ir nevienāds pēc lieluma un virziena.

Pastāvīgs elektriskais lauks– spriedzes vektors nemainās.

Mainīgs elektriskais lauks– mainās spriedzes vektors.

Darbs, ko veic elektriskais lauks, lai pārvietotu lādiņu.

, kur F ir spēks, S ir pārvietojums, - leņķis starp F un S.

Vienmērīgam laukam: spēks ir nemainīgs.

Darbs nav atkarīgs no trajektorijas formas; darbs, kas veikts, lai pārvietotos pa slēgtu ceļu, ir nulle.

Neviendabīgam laukam:

Elektriskā lauka potenciāls– darba, ko lauks veic, pārvietojot testa elektrisko lādiņu uz bezgalību, attiecība pret šī lādiņa lielumu.

-potenciāls– laukam raksturīgā enerģija. Mērīts voltos

Iespējamā atšķirība:

Ja
, Tas

, Līdzekļi

-potenciālais gradients.

Vienmērīgam laukam: potenciālu starpība – spriegums:

. To mēra voltos, ierīces ir voltmetri.

Elektriskā jauda– ķermeņu spēja uzkrāt elektrisko lādiņu; lādiņa attiecība pret potenciālu, kas konkrētajam vadītājam vienmēr ir nemainīga.

.

Nav atkarīgs no uzlādes un nav atkarīgs no potenciāla. Bet tas ir atkarīgs no vadītāja izmēra un formas; par barotnes dielektriskajām īpašībām.

, kur r ir izmērs,
- vides caurlaidība ap ķermeni.

Elektriskā jauda palielinās, ja tuvumā atrodas kādi ķermeņi - vadītāji vai dielektriķi.

Kondensators– ierīce lādiņa uzkrāšanai. Elektriskā jauda:

Plakans kondensators– divas metāla plāksnes ar dielektriķi starp tām. Plakanā kondensatora elektriskā jauda:

, kur S ir plākšņu laukums, d ir attālums starp plāksnēm.

Uzlādēta kondensatora enerģija vienāds ar elektriskā lauka veikto darbu, pārnesot lādiņu no vienas plāksnes uz otru.

Neliela maksas pārskaitījums
, spriegums mainīsies uz
, darbs ir padarīts
. Jo
, un C = nemainīgs,
. Tad
. Integrēsim:

Elektriskā lauka enerģija:
, kur V = Sl ir elektriskā lauka aizņemtais tilpums

Nevienmērīgam laukam:
.

Tilpuma elektriskā lauka blīvums:
. Mērīts J/m 3.

Elektriskais dipols– sistēma, kas sastāv no diviem vienādiem, bet pēc zīmes pretējiem punktveida elektriskiem lādiņiem, kas atrodas zināmā attālumā viens no otra (dipola plecs -l).

Dipola galvenā īpašība ir dipola moments– vektors, kas vienāds ar lādiņa un dipola pleca reizinājumu, kas virzīts no negatīvā lādiņa uz pozitīvo. Norādīts
. Mērīts kulonu metros.

Dipols vienmērīgā elektriskajā laukā.

Uz katru dipola lādiņu iedarbojas šādi spēki:
Un
. Šie spēki ir vērsti pretēji un rada spēku pāra momentu - griezes momentu:, kur

M – griezes moments F – spēki, kas iedarbojas uz dipolu

d – sliekšņa roka – dipola plecs

p – dipola moments E – spriegums

- leņķis starp p Eq – lādiņš

Griezes momenta ietekmē dipols griezīsies un izlīdzinās spriegojuma līniju virzienā. Vektori p un E būs paralēli un vienvirziena.

Dipols nevienmērīgā elektriskā laukā.

Ir griezes moments, kas nozīmē, ka dipols griezīsies. Bet spēki būs nevienlīdzīgi, un dipols pārvietosies tur, kur spēks ir lielāks.

-spriedzes gradients. Jo lielāks ir spriedzes gradients, jo lielāks ir sānu spēks, kas velk dipolu. Dipols ir orientēts pa spēka līnijām.

Dipola iekšējais lauks.

Bet . Pēc tam:

.

Ļaujiet dipolam atrasties punktā O un tā plecs ir mazs. Pēc tam:

.

Formula tika iegūta, ņemot vērā:

Tādējādi potenciālu starpība ir atkarīga no pusleņķa sinusa, pie kura ir redzami dipola punkti, un dipola momenta projekcijas uz taisnes, kas savieno šos punktus.

Dielektriķi elektriskajā laukā.

Dielektrisks- viela, kurai nav brīvu lādiņu, un tāpēc tā nevada elektrisko strāvu. Tomēr patiesībā vadītspēja pastāv, taču tā ir niecīga.

Dielektriskās klases:

ar polārām molekulām (ūdens, nitrobenzols): molekulas nav simetriskas, pozitīvo un negatīvo lādiņu masas centri nesakrīt, kas nozīmē, ka tām ir dipola moments arī tad, ja nav elektriskā lauka.

ar nepolārām molekulām (ūdeņradis, skābeklis): molekulas ir simetriskas, pozitīvo un negatīvo lādiņu masas centri sakrīt, kas nozīmē, ka tām nav dipola momenta, ja nav elektriskā lauka.

kristālisks (nātrija hlorīds): divu apakšrežģu kombinācija, no kurām viena ir pozitīvi, bet otra negatīvi lādēta; ja nav elektriskā lauka, kopējais dipola moments ir nulle.

Polarizācija– lādiņu telpiskās atdalīšanas process, saistīto lādiņu parādīšanās uz dielektriķa virsmas, kas noved pie lauka pavājināšanās dielektriķa iekšpusē.

Polarizācijas metodes:

1. metode – elektroķīmiskā polarizācija:

Uz elektrodiem – katjonu un anjonu kustība pret tiem, vielu neitralizācija; veidojas pozitīvo un negatīvo lādiņu apgabali. Strāva pakāpeniski samazinās. Neitralizācijas mehānisma izveidošanas ātrumu raksturo relaksācijas laiks - tas ir laiks, kurā polarizācijas emf palielinās no 0 līdz maksimumam no lauka iedarbināšanas brīža. = 10 -3 -10 -2 s.

2. metode – orientācijas polarizācija:

Uz dielektriķa virsmas veidojas nekompensēti polārie, t.i. notiek polarizācijas fenomens. Spriegums dielektriķa iekšpusē ir mazāks par ārējo spriegumu. Atpūtas laiks: = 10 -13 -10 -7 s. Frekvence 10 MHz.

3. metode – elektroniskā polarizācija:

Raksturīgas nepolārām molekulām, kas kļūst par dipoliem. Relaksācijas laiks: = 10 -16 -10 -14 s. Frekvence 10 8 MHz.

4. metode – jonu polarizācija:

Divi režģi (Na un Cl) ir pārvietoti viens pret otru.

Atpūtas laiks:

5. metode – mikrostrukturālā polarizācija:

Raksturīgs bioloģiskajām struktūrām, kad mainās uzlādēti un neuzlādēti slāņi. Notiek jonu pārdale uz daļēji caurlaidīgām vai jonu necaurlaidīgām starpsienām.

Atpūtas laiks: =10 -8 -10 -3 s. Frekvence 1KHz

Polarizācijas pakāpes skaitliskās īpašības:

Elektrība– tā ir pasūtīta bezmaksas maksas kustība matērijā vai vakuumā.

Elektriskās strāvas pastāvēšanas nosacījumi:

bezmaksas maksas klātbūtne

elektriskā lauka klātbūtne, t.i. spēki, kas iedarbojas uz šiem lādiņiem

Pašreizējais spēks- vērtība, kas vienāda ar lādiņu, kas iet caur jebkuru vadītāja šķērsgriezumu laika vienībā (1 sekunde)

Mērīts ampēros.

n – lādiņa koncentrācija

q – uzlādes vērtība

S – vadītāja šķērsgriezuma laukums

- daļiņu virziena kustības ātrums.

Lādētu daļiņu kustības ātrums elektriskajā laukā ir neliels - 7 * 10 -5 m/s, elektriskā lauka izplatīšanās ātrums ir 3 * 10 8 m/s.

Strāvas blīvums– lādiņa daudzums, kas 1 sekundē iziet cauri 1 m2 šķērsgriezumam.

. Mērīts A/m2.

- spēks, kas iedarbojas uz jonu no elektriskā lauka, ir vienāds ar berzes spēku

- jonu mobilitāte

- jonu virziena kustības ātrums = mobilitāte, lauka stiprums

Jo lielāka ir jonu koncentrācija, to lādiņš un kustīgums, jo lielāka ir elektrolīta īpatnējā vadītspēja. Paaugstinoties temperatūrai, palielinās jonu kustīgums un palielinās elektrovadītspēja.

Es domāju, ka neesmu vienīgais, kurš gribēja un joprojām vēlas apvienot formulu, kas apraksta ķermeņu gravitācijas mijiedarbību (Gravitācijas likums) , ar formulu, kas veltīta elektrisko lādiņu mijiedarbībai (Kulona likums ). Tātad darīsim to!

Starp jēdzieniem ir jāliek vienādības zīme svars Un pozitīvs lādiņš , kā arī starp jēdzieniem antimasa Un negatīvs lādiņš .

Pozitīvs lādiņš (vai masa) raksturo Iņ daļiņas (ar Pievilcības laukiem) – t.i. absorbējot ēteri no apkārtējā ēteriskā lauka.

Un negatīvs lādiņš (vai antimasa) raksturo Jaņ daļiņas (ar Atgrūšanas laukiem) - t.i. ētera izstarošana apkārtējā ēteriskajā laukā.

Stingri sakot, masa (vai pozitīvais lādiņš), kā arī antimasa (vai negatīvais lādiņš) mums norāda, ka dotā daļiņa absorbē (vai izstaro) ēteri.

Kas attiecas uz elektrodinamikas pozīciju, ka notiek vienas zīmes lādiņu (gan negatīvo, gan pozitīvo) atgrūšana un dažādu zīmju lādiņu piesaiste viens otram, tā nav gluži precīza. Un iemesls tam ir ne gluži pareiza elektromagnētisma eksperimentu interpretācija.

Daļiņas ar pievilcīgiem laukiem (pozitīvi uzlādētas) viena otru nekad neatgrūdīs. Viņi vienkārši piesaista. Bet daļiņas ar atgrūšanas laukiem (negatīvi uzlādētas) patiešām vienmēr atgrūž viena otru (arī no magnēta negatīvā pola).

Daļiņas ar pievilcīgiem laukiem (pozitīvi lādētas) piesaista sev jebkuras daļiņas: gan negatīvi lādētas (ar atgrūšanas laukiem), gan pozitīvi lādētas (ar pievilcīgiem laukiem). Tomēr, ja abām daļiņām ir Pievilcīgais lauks, tad tā, kuras Pievilcīgais lauks ir lielāks, pārvietos otru daļiņu pret sevi lielākā mērā nekā daļiņa ar mazāku Pievilcības lauku.

Matērija – antimatērija.

Fizikā jautājums sauc par ķermeņiem, un arī ķīmiskie elementi, no kā šie ķermeņi ir uzbūvēti, un arī elementārdaļiņas. Kopumā var uzskatīt, ka termina lietošana šādā veidā ir aptuveni pareiza. Galu galā Matērija , no ezotēriskā viedokļa tie ir spēka centri, elementārdaļiņu sfēras. Ķīmiskie elementi ir veidoti no elementārdaļiņām, un ķermeņi ir izgatavoti no ķīmiskajiem elementiem. Bet beigās izrādās, ka viss sastāv no elementārdaļiņām. Bet precīzāk sakot, mums apkārt mēs redzam nevis Matēriju, bet Dvēseles – t.i. elementārdaļiņas. Elementārā daļiņa atšķirībā no spēka centra (t.i., Dvēsele, pretstatā Matērijai), ir apveltīta ar īpašību – Ēteris tajā rodas un pazūd.

Koncepcija viela var uzskatīt par sinonīmu fizikā lietotajam matērijas jēdzienam. Viela tiešā nozīmē ir tas, no kā sastāv lietas ap cilvēku, t.i. ķīmiskie elementi un to savienojumi. Un ķīmiskie elementi, kā jau norādīts, sastāv no elementārdaļiņām.

Vielai un matērijai zinātnē ir antonīmi jēdzieni - antimatērija Un antimatērija , kas ir sinonīmi viens otram.

Zinātnieki atzīst antimatērijas esamību. Tomēr tas, ko viņi domā par antimateriālu, patiesībā nav antimatērija. Faktiski antimatērija vienmēr ir bijusi pie rokas zinātnē un ir netieši atklāta jau sen, kopš sākās eksperimenti ar elektromagnētismu. Un mēs nemitīgi varam just tās eksistences izpausmes apkārtējā pasaulē. Antimatērija radās Visumā kopā ar matēriju tieši tajā brīdī, kad parādījās elementārdaļiņas (Dvēseles). Viela – tās ir Iņ daļiņas (t.i., daļiņas ar pievilcības laukiem). Antimatērija (antimatērija) ir Jaņ daļiņas (daļiņas ar atgrūšanas laukiem).

Iņ un Jaņ daļiņu īpašības ir tieši pretējas, un tāpēc tās ir lieliski piemērotas meklētās matērijas un antimatērijas lomai.

Ēteris, kas piepilda elementārdaļiņas, ir to virzošais faktors

“Elementārdaļiņas spēka centrs vienmēr cenšas kustēties kopā ar ēteri, kas iekšā Šis brīdis aizpilda šo daļiņu (un veido to) tajā pašā virzienā un ar tādu pašu ātrumu."

Ēteris ir elementārdaļiņu virzošais faktors. Ja ēteris, kas piepilda daļiņu, atrodas miera stāvoklī, tad pati daļiņa būs miera stāvoklī. Un, ja daļiņas ēteris kustas, daļiņa arī kustēsies.

Tādējādi, ņemot vērā to, ka nav atšķirības starp Visuma ēteriskā lauka ēteri un daļiņu ēteri, visi ētera uzvedības principi ir piemērojami elementārdaļiņām. Ja daļiņai piederošais ēteris šobrīd virzās uz ētera trūkuma rašanos (saskaņā ar pirmo ētera uzvedības principu - “Ēteriskajā laukā nav ēterisku tukšumu”) vai attālinās. no pārpalikuma (saskaņā ar otro ētera uzvedības principu - "Ēteriskajā laukā nav apgabalu ar pārmērīgu ētera blīvumu"), daļiņa pārvietosies ar to tajā pašā virzienā un ar tādu pašu ātrumu. .

Kas ir Spēks? Spēku klasifikācija

Viens no fundamentālajiem lielumiem fizikā kopumā un jo īpaši vienā no tās apakšnodaļām - mehānikā, ir Spēks . Bet kas tas ir, kā to var raksturot un atbalstīt ar kaut ko, kas pastāv patiesībā?

Vispirms atvērsim jebkuru fizisko Enciklopēdiskā vārdnīca un izlasi definīciju.

« Spēks mehānikā - citu ķermeņu mehāniskās iedarbības mērs uz doto materiālo ķermeni" (FES, "Spēks", rediģējis A. M. Prohorovs).

Kā redzat, Spēks mūsdienu fizikā nenes informāciju par kaut ko konkrētu, materiālu. Taču tajā pašā laikā Spēka izpausmes ir vairāk nekā specifiskas. Lai situāciju labotu, mums uz Spēku jāskatās no okultisma perspektīvas.

No ezotēriskā viedokļa Spēks – tas nav nekas vairāk kā Gars, Ēteris, Enerģija. Un Dvēsele, kā jūs atceraties, arī ir Gars, tikai “iekļauts gredzenā”. Tādējādi gan brīvais Gars ir Spēks, gan Dvēsele (bloķētais gars) ir Spēks. Šī informācija mums ļoti noderēs nākotnē.

Neskatoties uz zināmām neskaidrībām Spēka definīcijā, tam ir pilnīgi materiāls pamats. Tas nepavisam nav abstrakts jēdziens, kā tas šobrīd parādās fizikā.

Spēks- tas ir iemesls, kas liek ēteram tuvoties savam trūkumam vai attālināties no tā pārpalikuma. Mūs interesē elementārdaļiņās (dvēselēs) esošais ēteris, tāpēc mums Spēks, pirmkārt, ir iemesls, kas mudina daļiņas kustēties. Jebkura elementārdaļiņa ir spēks, jo tā tieši vai netieši ietekmē citas daļiņas.

Jūs varat izmērīt spēku, izmantojot ātrumu, ar kuru daļiņas Ēteris kustētos šī Spēka ietekmē, ja uz daļiņu neiedarbotos citi Spēki. Tie. ēteriskās plūsmas ātrums, kas izraisa daļiņu kustību, ir šī Spēka lielums.

Klasificēsim visus daļiņās radušos spēku veidus atkarībā no cēloņa, kas tos izraisa.

Pievilcības spēks (Striving of Attraction).

Šī Spēka rašanās iemesls ir jebkurš Ētera trūkums, kas rodas jebkur Visuma ēteriskajā laukā.

Tie. daļiņā pievilcīgā spēka rašanās cēlonis ir jebkura cita daļiņa, kas absorbē Ēteri, t.i. veidojot pievilcības lauku.

Atgrūšanas spēks (atgrūšanas tendence).

Šī Spēka rašanās iemesls ir jebkurš Ētera pārpalikums, kas rodas jebkur Visuma ēteriskajā laukā.

Sastopams dabā fiziski procesi ne vienmēr ir izskaidrojamas ar molekulārās kinētiskās teorijas, mehānikas vai termodinamikas likumiem. Ir arī elektromagnētiskie spēki, kas darbojas attālumā un nav atkarīgi no ķermeņa masas.

To izpausmes pirmo reizi tika aprakstītas sengrieķu zinātnieku darbos, kad tie piesaistīja vieglas, nelielas atsevišķu vielu daļiņas ar dzintaru, kas ierīvēts uz vilnas.

Zinātnieku vēsturiskais ieguldījums elektrodinamikas attīstībā

Eksperimentus ar dzintaru detalizēti pētīja angļu pētnieks Viljams Gilberts. IN pēdējos gados 16. gadsimtā viņš sagatavoja ziņojumu par savu darbu un apzīmēja objektus, kas spēj piesaistīt citus ķermeņus no attāluma, izmantojot terminu "elektrificēts".

Franču fiziķis Šarls Dufejs noteica lādiņu esamību ar pretējām zīmēm: daži no tiem veidojās stikla priekšmetu berzes rezultātā uz zīda auduma, bet citi ar sveķiem uz vilnas. Tā viņš tos sauca: stikls un sveķi. Pēc pētījuma pabeigšanas Bendžamins Franklins Tika ieviests negatīvo un pozitīvo lādiņu jēdziens.

Čārlzs Kulons saprata iespēju izmērīt lādiņu spēku, izmantojot sava izgudrojuma vērpes svarus.

Roberts Millikans, pamatojoties uz virkni eksperimentu, noteica jebkuras vielas elektrisko lādiņu diskrēto raksturu, pierādot, ka tie sastāv no noteikta skaita elementārdaļiņu. (Nejaukt ar citu šī termina jēdzienu - sadrumstalotība, pārtrauktība.)

Šo zinātnieku darbi kalpoja par pamatu mūsdienu zināšanas par procesiem un parādībām, kas notiek elektriskās un magnētiskie lauki, ko rada elektriskie lādiņi un to kustība, pētīta elektrodinamika.

Maksas definīcija un to mijiedarbības principi

Elektriskais lādiņš raksturo vielu īpašības, kas nodrošina tām spēju radīt elektriskie lauki un mijiedarbojas elektromagnētiskajos procesos. To sauc arī par elektroenerģijas daudzumu un definē kā fizisku skalāru lielumu. Lai apzīmētu lādiņu, tiek izmantoti simboli “q” vai “Q”, un mērījumos tiek izmantota vienība “Coulomb”, kas nosaukta franču zinātnieka vārdā, kurš izstrādāja unikālu tehniku.

Viņš izveidoja ierīci, kuras korpusā tika izmantotas bumbiņas, kas bija piekārtas uz plānas kvarca pavediena. Tie bija noteiktā veidā orientēti telpā, un to atrašanās vieta tika reģistrēta attiecībā pret graduētu skalu ar vienādiem dalījumiem.

Caur speciālu atveri vākā šīm bumbiņām tika atnesta vēl viena bumbiņa ar papildu lādiņu. Jaunie mijiedarbības spēki lika bumbiņām novirzīties un pagriezt savu jūgu. Nolasījumu starpības lielums skalā pirms un pēc maksas ieviešanas ļāva novērtēt elektroenerģijas daudzumu testa paraugos.

1 kulona lādiņu SI sistēmā raksturo 1 ampēra strāva, kas iet caur vadītāja šķērsgriezumu laikā, kas vienāds ar 1 sekundi.

Mūsdienu elektrodinamika visus elektriskos lādiņus iedala:

pozitīvs;

negatīvs.

Kad tie mijiedarbojas viens ar otru, tie attīsta spēkus, kuru virziens ir atkarīgs no esošās polaritātes.

Viena veida lādiņi, pozitīvi vai negatīvi, vienmēr atgrūž pretējos virzienos, cenšoties pārvietoties pēc iespējas tālāk viens no otra. Un pretējo zīmju lādiņiem ir spēki, kas mēdz tos tuvināt un apvienot vienā veselumā.

Superpozīcijas princips

Ja noteiktā tilpumā ir vairāki lādiņi, uz tiem attiecas superpozīcijas princips.

Tā nozīme ir tāda, ka katrs lādiņš noteiktā veidā, saskaņā ar iepriekš aprakstīto metodi, mijiedarbojas ar visiem pārējiem, tos piesaista dažāda veida lādiņi un atgrūž viena veida lādiņi. Piemēram, pozitīvu lādiņu q1 ietekmē pievilkšanās spēks F31 pret negatīvo lādiņu q3 un atgrūšanas spēks F21 no q2.

Iegūto spēku F1, kas iedarbojas uz q1, nosaka vektoru F31 un F21 ģeometriskā saskaitīšana. (F1= F31+ F21).

To pašu metodi izmanto, lai noteiktu radušos spēkus F2 un F3 attiecīgi uz lādiņiem q2 un q3.

Izmantojot superpozīcijas principu, tika secināts, ka noteiktam lādiņu skaitam slēgtā sistēmā starp visiem tās ķermeņiem iedarbojas vienmērīgi elektrostatiskie spēki, un potenciāls jebkurā konkrētā šīs telpas punktā ir vienāds ar potenciālu summu no visiem. individuāli piemērotās maksas.

Šo likumu iedarbību apstiprina izveidotās ierīces elektroskops un elektrometrs, kurām ir vispārējs princips strādāt.

Elektroskops sastāv no diviem identiskiem plānas folijas asmeņiem, kas ir piekārti izolētā telpā ar vadošu pavedienu, kas piestiprināts pie metāla lodītes. Normālā stāvoklī lādiņi uz šo bumbiņu neiedarbojas, tāpēc ziedlapiņas brīvi karājas telpā ierīces spuldzes iekšpusē.

Kā lādiņu var pārnest starp ķermeņiem?

Ja uz elektroskopa lodītes ienesat uzlādētu ķermeni, piemēram, nūju, lādiņš pa vadošu vītni nonāks cauri lodītei līdz ziedlapiņām. Viņi saņems tādu pašu lādiņu un sāks attālināties viens no otra par leņķi, kas ir proporcionāls pielietotajam elektroenerģijas daudzumam.

Elektrometram ir tas pats pamata ierīce, taču tai ir nelielas atšķirības: viena ziedlapiņa ir nekustīga, bet otrā stiepjas no tās un ir aprīkota ar bultiņu, kas ļauj nolasīt no graduētas skalas.

Lai pārsūtītu lādiņu no attālināta, stacionāra un uzlādēta ķermeņa uz elektrometru, varat izmantot starpnesējus.

Mērījumus, kas veikti ar elektrometru, nav augstas klases precizitāte un uz to pamata ir grūti analizēt spēkus, kas darbojas starp lādiņiem. To izpētei piemērotāki ir Kulona vērpes līdzsvara. Viņi izmanto bumbiņas, kuru diametrs ir ievērojami mazāks par attālumu viena no otras. Tiem piemīt punktveida lādiņu īpašības – lādēti ķermeņi, kuru izmēri neietekmē ierīces precizitāti.

Kulona veiktie mērījumi apstiprināja viņa minējumu, ka punktveida lādiņš no uzlādēta ķermeņa tiek pārnests uz ķermeni ar tādām pašām īpašībām un masu, bet neuzlādētu tā, lai tas vienmērīgi sadalītos starp tiem, samazinoties 2 reizes. avots. Tādā veidā bija iespējams samazināt maksas apmēru divas, trīs vai citas reizes.

Spēkus, kas pastāv starp stacionāriem elektriskiem lādiņiem, sauc par Kulonu jeb statisko mijiedarbību. Tos pēta elektrostatika, kas ir viena no elektrodinamikas nozarēm.

Elektrisko lādiņnesēju veidi

Mūsdienu zinātne par mazāko negatīvi lādēto daļiņu uzskata elektronu, bet pozitronu par mazāko pozitīvi lādēto daļiņu. Viņiem ir vienāda masa 9,1·10-31 kg. Elementārdaļiņas protonam ir tikai viens pozitīvs lādiņš un tā masa ir 1,7·10-27 kg. Dabā pozitīvo un negatīvo lādiņu skaits ir līdzsvarots.

Metālos elektronu kustība rada, un pusvadītājos tā lādiņu nesēji ir elektroni un caurumi.

Gāzēs strāvu rada jonu kustība - lādētas neelementāras daļiņas (atomi vai molekulas) ar pozitīviem lādiņiem, ko sauc par katjoniem vai negatīviem lādiņiem - anjoniem.

Joni veidojas no neitrālām daļiņām.

Pozitīvu lādiņu rada daļiņa, kas ir zaudējusi elektronu spēcīgas elektriskās izlādes, gaismas vai radioaktīvā starojuma, vēja plūsmas, ūdens masu kustības vai vairāku citu iemeslu ietekmē.

Negatīvie joni veidojas no neitrālām daļiņām, kas papildus saņēmušas elektronu.

Jonizācijas izmantošana medicīniskiem nolūkiem un ikdienas dzīvē

Pētnieki jau sen ir pamanījuši negatīvo jonu spēju ietekmēt cilvēka ķermeni, uzlabot skābekļa patēriņu gaisā, ātrāk nogādāt to audos un šūnās, kā arī paātrināt serotonīna oksidēšanos. Tas viss kopā būtiski uzlabo imunitāti, uzlabo garastāvokli, mazina sāpes.

Tika izsaukts pirmais jonizators, ko izmantoja cilvēku ārstēšanai Čiževska lustras, par godu padomju zinātniekam, kurš radīja ierīci, kas labvēlīgi ietekmē cilvēka veselību.

Mūsdienu elektroierīcēs darbam dzīves apstākļi Jūs varat atrast iebūvētos jonizatorus putekļsūcējos, gaisa mitrinātājos, matu žāvētājos, žāvētājos...

Īpaši gaisa jonizatori attīra gaisu un samazina putekļu un kaitīgo piemaisījumu daudzumu.

Ūdens jonizatori var samazināt ķīmisko reaģentu daudzumu tā sastāvā. Tos izmanto baseinu un dīķu tīrīšanai, piesātinot ūdeni ar vara vai sudraba joniem, kas samazina aļģu augšanu un iznīcina vīrusus un baktērijas.