§ 104. Metaldan çıxan elektronların iş funksiyası
Təcrübə göstərir ki, sərbəst elektronlar adi temperaturda metalı praktiki olaraq tərk etmirlər. Nəticə etibarilə, metalın səth təbəqəsində elektronların metaldan ətrafdakı vakuuma qaçmasının qarşısını alan gecikdirici elektrik sahəsi olmalıdır. Elektronu metaldan vakuuma çıxarmaq üçün tələb olunan işə deyilir iş funksiyası. İkisini qeyd edək ehtimal olunan səbəblər iş funksiyasının görünüşü:
1. Əgər hansısa səbəbdən metaldan elektron çıxarılırsa, o zaman elektronun getdiyi yerdə artıq müsbət yük yaranır və elektron özünün induksiya etdiyi müsbət yükə cəlb olunur.
2. Ayrı-ayrı elektronlar metalı tərk edərək, atom qaydası ilə ondan uzaqlaşır və bununla da metalın səthinin üstündə sıxlığı məsafə ilə tez azalan “elektron buludu” yaradır. Bu bulud şəbəkənin müsbət ionlarının xarici təbəqəsi ilə birlikdə əmələ gəlir ikiqat elektrik qatı, sahəsi paralel lövhəli kondansatörün sahəsinə bənzəyir. Bu təbəqənin qalınlığı bir neçə atomlararası məsafəyə bərabərdir (10–10–10–9 m). Xarici məkanda elektrik sahəsi yaratmır, lakin sərbəst elektronların metaldan qaçmasının qarşısını alır.
Beləliklə, bir elektron metaldan ayrıldıqda, onu gecikdirən ikiqat təbəqənin elektrik sahəsinə qalib gəlməlidir. Potensial fərq adlanan bu təbəqədə səth potensialının sıçrayışı, iş funksiyası ilə müəyyən edilir ( A) metaldan elektron:
Harada e - elektron yükü. İkiqat təbəqədən kənarda elektrik sahəsi olmadığı üçün mühitin potensialı sıfır, metalın daxilində isə potensial müsbət və -ə bərabərdir. . Metal daxilində sərbəst elektronun potensial enerjisi - e və vakuuma nisbətən mənfidir. Buna əsaslanaraq güman edə bilərik ki, keçirici elektronlar üçün metalın bütün həcmi, dərinliyi iş funksiyasına bərabər olan düz dibi olan potensial quyunu təmsil edir. A.
İş funksiyası ilə ifadə olunur elektron volt(eV): 1 eV elementar elektrik yükünü (elektronun yükünə bərabər yük) 1 V potensial fərqindən keçərkən hərəkət etdirərkən sahə qüvvələrinin gördüyü işə bərabərdir. Elektronun yükü 1,610 –19 C, sonra 1 eV = 1,610 –19 J.
İş funksiyası metalların kimyəvi təbiətindən və onların səthinin təmizliyindən asılıdır və bir neçə elektron volt daxilində dəyişir (məsələn, kalium üçün). A= 2,2 eV, platin üçün A=6,3 eV). Müəyyən bir şəkildə bir səth örtüyü seçərək, iş funksiyasını əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilərsiniz. Məsələn, səthə volfram tətbiq etsəniz (A= 4,5eV) qələvi torpaq metal oksidinin təbəqəsi (Ca, Sr, Ba), sonra iş funksiyası 2 eV-ə endirilir.
§ 105. Emissiya hadisələri və onların tətbiqi
Əgər metallardakı elektronları iş funksiyasının öhdəsindən gəlmək üçün lazım olan enerji ilə təmin etsək, onda elektronların bir hissəsi metalı tərk edə bilər, nəticədə elektron emissiyası fenomeni və ya elektron emissiyalar. Elektronlara enerjinin verilməsi üsulundan asılı olaraq termionik, fotoelektronik, ikincili elektron və sahə emissiyası fərqləndirilir.
1. Termion emissiyası qızdırılan metallar tərəfindən elektronların buraxılmasıdır. Metallarda sərbəst elektronların konsentrasiyası kifayət qədər yüksəkdir, buna görə də orta temperaturda belə elektron sürətlərinin (enerjilərin) paylanması səbəbindən bəzi elektronlar metal sərhədindəki potensial maneəni aşmaq üçün kifayət qədər enerjiyə malikdirlər. Temperaturun artması ilə istilik hərəkətinin kinetik enerjisi iş funksiyasından çox olan elektronların sayı artır və termion emissiya fenomeni nəzərə çarpır.
Termion emissiya qanunlarının öyrənilməsi ən sadə iki elektrodlu lampadan istifadə etməklə həyata keçirilə bilər - vakuum diodu, iki elektroddan ibarət evakuasiya edilmiş silindrdir: bir katod K və anod A.Ən sadə halda, katod elektrik cərəyanı ilə qızdırılan odadavamlı metaldan (məsələn, volframdan) hazırlanmış bir filamentdir. Anod ən çox katodu əhatə edən metal silindr şəklini alır. Diod Şəkildə göstərildiyi kimi dövrəyə bağlıdırsa. 152, sonra katod qızdırıldıqda və anoda müsbət bir gərginlik tətbiq edildikdə (katodla müqayisədə) diodun anod dövrəsində bir cərəyan yaranır. Batareyanın polaritesini dəyişdirsəniz B və sonra katod nə qədər isti olsa da, cərəyan dayanır. Nəticədə, katod mənfi hissəciklər - elektronlar buraxır.
Qızdırılan katodun temperaturunu sabit saxlasaq və anod cərəyanının asılılığını aradan qaldırsaq I və anod gərginliyindən U A, - cərəyan gərginliyi xarakteristikası(Şəkil 153), məlum olur ki, o, xətti deyil, yəni vakuum diodu üçün Ohm qanunu təmin edilmir. Termionik cərəyanın asılılığı I kiçik müsbət qiymətlər bölgəsində anod gərginliyindən U təsvir edilmişdir üç saniyə qanunu(rus fiziki S. A. Boquslavski (1883-1923) və amerikalı fizik İ. Lanqmuir (1881-1957) tərəfindən yaradılmışdır):
Harada IN- elektrodların forma və ölçüsündən, habelə onların nisbi mövqeyindən asılı olaraq əmsal.
Anod gərginliyi artdıqca cərəyan müəyyən maksimum dəyərə qədər artır I bizi çağırdı doyma cərəyanı. Bu o deməkdir ki, katoddan çıxan demək olar ki, bütün elektronlar anoda çatır, buna görə də sahə gücünün daha da artması termion cərəyanının artmasına səbəb ola bilməz. Nəticə etibarilə, doyma cərəyanının sıxlığı katod materialının emissiyasını xarakterizə edir.
Doyma cərəyanının sıxlığı müəyyən edilir Riçardson - Deşman düsturu, kvant statistikası əsasında nəzəri olaraq əldə edilir:
Harada A - katoddan çıxan elektronların iş funksiyası, T - termodinamik temperatur, İLƏ- bütün metalların daimi, nəzəri cəhətdən bərabər sağılması (bu, zahirən səth effektləri ilə izah edilən təcrübə ilə təsdiqlənmir). İş funksiyasının azalmasına gətirib çıxarır kəskin artım doyma cərəyanının sıxlığı. Buna görə də, iş funksiyası 1-1,5 eV olan oksid katodları (məsələn, qələvi torpaq metal oksidi ilə örtülmüş nikel) istifadə olunur.
Şəkildə. 153 iki katod temperaturu üçün cərəyan gərginliyi xüsusiyyətlərini göstərir: T 1 və T 2, və T 2 >T 1 . İLƏ Katodun temperaturu artdıqca katoddan elektronların emissiyası daha intensiv olur və doyma cərəyanı da artır. At U a =0, anod cərəyanı müşahidə olunur, yəni katod tərəfindən buraxılan bəzi elektronlar iş funksiyasını aşmaq və elektrik sahəsi tətbiq etmədən anoda çatmaq üçün kifayət qədər enerjiyə malikdir.
Termion emissiya fenomeni vakuumda elektron axını əldə etmək lazım olan cihazlarda, məsələn, vakuum borularında, rentgen borularında, elektron mikroskoplarda və s. Elektron borulardan elektrik və radiotexnikada geniş istifadə olunur. , dəyişən cərəyanların düzəldilməsi üçün avtomatlaşdırma və telemexanika, elektrik siqnallarının və dəyişən cərəyanların gücləndirilməsi, elektromaqnit rəqslərinin yaradılması və s.. Təyinatdan asılı olaraq lampalarda əlavə nəzarət elektrodlarından istifadə olunur.
2. Fotoelektron emissiyası işığın, həmçinin qısa dalğalı elektromaqnit şüalanmasının (məsələn, rentgen şüalarının) təsiri altında metaldan elektronların buraxılmasıdır. Fotoelektrik effekti nəzərdən keçirərkən bu hadisənin əsas prinsipləri müzakirə olunacaq.
3. İkinci dərəcəli elektron emissiyası- elektron şüası ilə bombardman edildikdə metalların, yarımkeçiricilərin və ya dielektriklərin səthindən elektronların buraxılmasıdır. İkincili elektron axını səthdən əks olunan elektronlardan (elastik və qeyri-elastik şəkildə əks olunan elektronlar) və "əsl" ikincil elektronlardan - ilkin elektronlar tərəfindən metaldan, yarımkeçiricidən və ya dielektrikdən çıxarılan elektronlardan ibarətdir.
İkincili elektron sayı nisbəti nİlkin sayına 2 n 1 , emissiyaya səbəb olan adlanır ikincili elektron emissiya faktoru:
Əmsal səth materialının təbiətindən, bombardman edən hissəciklərin enerjisindən və onların səthə düşmə bucağından asılıdır. Yarımkeçiricilərdə və dielektriklərdə metallardan daha çox. Bu onunla izah olunur ki, keçirici elektronların konsentrasiyası yüksək olan metallarda tez-tez onlarla toqquşan ikinci dərəcəli elektronlar enerjilərini itirir və metalı tərk edə bilmirlər. Yarımkeçiricilərdə və dielektriklərdə keçirici elektronların az konsentrasiyası səbəbindən ikincili elektronların onlarla toqquşması daha az baş verir və ikincil elektronların emitentdən çıxma ehtimalı bir neçə dəfə artır.
Məsələn, Şek. 154 ikincili elektron emissiya əmsalının keyfiyyət asılılığını göstərir enerjidən E KCl üçün hadisə elektronları. Artan elektron enerjisi ilə ilkin elektronlar kristal qəfəsə daha dərindən nüfuz etdikcə artır və buna görə də daha çox ikincili elektronları sıradan çıxarır. Bununla belə, ilkin elektronların bəzi enerjilərində azalmağa başlayır. Bu onunla əlaqədardır ki, ilkin elektronların nüfuzetmə dərinliyi artdıqca ikinci dərəcəli elektronların səthə çıxması getdikcə çətinləşir. Məna maks KCl üçün12-ə çatır (saf metallar üçün 2-dən çox deyil).
İkinci elektron emissiya fenomenindən istifadə olunur fotoçoğaltıcı borular(PMT), zəif elektrik cərəyanlarını gücləndirmək üçün tətbiq olunur. Fotoçoğaltıcı, fotokatod K və anod A olan vakuum borusudur, onların arasında bir neçə elektrod var - emitentlər(Şəkil 155). İşığın təsiri altında fotokatoddan qoparılan elektronlar K və E 1 arasındakı sürətləndirici potensial fərqindən keçərək E 1 emitentinə daxil olurlar. E 1 emitentdən çıxarılır elektronlar. Beləliklə gücləndirilmiş elektron axını E 2 emitentinə yönəldilir və vurma prosesi bütün sonrakı emitentlərdə təkrarlanır. PMT ehtiva edərsə n emitentlər, sonra A anodunda çağırılır kollektor, gücləndirildiyi ortaya çıxır n dəfə fotoelektron cərəyanı.
4. Avtoelektron emissiyalar güclü xarici elektrik sahəsinin təsiri altında metalların səthindən elektronların buraxılmasıdır. Bu hadisələri evakuasiya edilmiş boruda müşahidə etmək olar, onun elektrodlarının konfiqurasiyası (katod - uc, anod - borunun daxili səthi) təxminən 10 3 V gərginlikdə təxminən 10 gücündə elektrik sahələrini əldə etməyə imkan verir. 7 V / m. Gərginliyin tədricən artması ilə, artıq təxminən 10 5 -10 6 V / m katod səthində bir sahə gücündə, katodun buraxdığı elektronlar səbəbindən zəif bir cərəyan yaranır. Bu cərəyanın gücü borudakı gərginliyin artması ilə artır. Katod soyuq olduqda cərəyanlar yaranır, buna görə də təsvir olunan fenomen də adlanır soyuq emissiya. Bu hadisənin mexanizminin izahı yalnız kvant nəzəriyyəsi əsasında mümkündür.
Metallarda elektron qaz əmələ gətirən və istilik hərəkətində iştirak edən keçirici elektronlar var. Keçirici elektronlar metalın içərisində saxlandığından, səthin yaxınlığında elektronlara təsir edən və metala yönəldilmiş qüvvələr var. Elektronun metalı öz hüdudlarından kənara çıxarması üçün bu qüvvələrə qarşı müəyyən miqdarda A iş görülməlidir ki, bu da elektronun metaldan ayrılması işi adlanır. Bu iş, təbii olaraq, müxtəlif metallar üçün fərqlidir.
Metalın içərisindəki elektronun potensial enerjisi sabit və bərabərdir:
Wp = -eφ, burada j metal daxilindəki elektrik sahəsi potensialıdır.
21. Kontakt potensial fərqi - bu, eyni temperatura malik iki fərqli keçiricinin təmasda olması zamanı baş verən keçiricilər arasındakı potensial fərqdir.
Müxtəlif iş funksiyalarına malik iki keçirici təmasda olduqda, keçiricilərdə elektrik yükləri görünür. Və onların sərbəst ucları arasında potensial fərq yaranır. Keçiricilərdən kənarda, onların səthinə yaxın nöqtələr arasındakı potensial fərqə təmas potensialı fərqi deyilir. Keçiricilər eyni temperaturda olduğundan, tətbiq olunan gərginlik olmadıqda sahə yalnız sərhəd təbəqələrində mövcud ola bilər (Volta qaydası). Daxili potensial fərqi (metallar təmasda olduqda) və xarici (boşluqda) var. Xarici kontakt potensialı fərqinin dəyəri elektron yükü ilə əlaqəli iş funksiyalarının fərqinə bərabərdir. Konduktorlar bir halqaya birləşdirilirsə, onda halqadakı emf 0-a bərabər olacaqdır fərqli cütlər Metallar üçün kontakt potensial fərqinin dəyəri voltun onda birindən volt vahidlərinə qədər dəyişir.
Termoelektrik generatorun işləməsi termoelektrik effektin istifadəsinə əsaslanır, bunun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, iki müxtəlif metalın qovşağı (qovşağı) qızdırıldıqda, onların daha aşağı temperatura malik olan sərbəst ucları arasında potensial fərq yaranır. və ya sözdə termoelektromotor qüvvə (termo-EMF). Əgər belə bir termoelementi (termocüt) xarici müqavimətə bağlasanız, onda elektrik cərəyanı dövrədən keçəcək (şəkil 1). Beləliklə, termoelektrik hadisələr zamanı istilik enerjisinin elektrik enerjisinə birbaşa çevrilməsi baş verir.
Termoelektromotor qüvvənin böyüklüyü təxminən E = a(T1 – T2) düsturu ilə müəyyən edilir.
22. Bir maqnit sahəsi - hərəkət vəziyyətindən asılı olmayaraq, hərəkət edən elektrik yüklərinə və maqnit momenti olan cisimlərə təsir edən qüvvə sahəsi; elektro maqnit komponenti maqnit sahəsi
Hərəkət yükü q, öz ətrafında maqnit sahəsi yaradır, onun induksiyası
elektronun sürəti haradadır, elektrondan müəyyən bir sahə nöqtəsinə qədər olan məsafə, μ - mühitin nisbi maqnit keçiriciliyi; μ 0 = 4π ·10 -7 Gn/m- maqnit sabiti.
Maqnit induksiyası- vektor kəmiyyəti, yəni güc xüsusiyyəti kosmosda müəyyən bir nöqtədə maqnit sahəsi (yüklü hissəciklərə təsiri). Sürətlə hərəkət edən yükə maqnit sahəsinin təsir etdiyi qüvvəni təyin edir.
Daha dəqiq desək, bu elə bir vektordur ki, sürətlə hərəkət edən yükə maqnit sahəsindən təsir edən Lorentz qüvvəsi bərabərdir.
23. Bio-Savart-Laplas qanununa görə kontur elementi dl cərəyanın keçdiyi I, öz ətrafında bir maqnit sahəsi yaradır, induksiyası müəyyən bir nöqtədə K
nöqtədən məsafə haradadır K cari elementə dl, α – radius vektoru ilə cari element arasındakı bucaq dl.
Vektorun istiqaməti ilə tapıla bilər Maksvell qaydası(gimlet): dirijor elementindəki cərəyan istiqamətində sağ iplə gimletə vida etsəniz, gimlet sapının hərəkət istiqaməti maqnit induksiya vektorunun istiqamətini göstərəcəkdir.
Biot-Savart-Laplas qanununun konturlara tətbiqi müxtəlif növlər, alırıq:
· radiusun dairəvi dönüşünün mərkəzində R cari gücü ilə I maqnit induksiyası
dairəvi cərəyanın oxunda maqnit induksiyası 
Harada a– axtarılan nöqtədən məsafə B dairəvi cərəyanın müstəvisinə,
· məsafədə sonsuz uzunluqda cərəyan keçirən keçiricinin yaratdığı sahə r dirijordan
· məsafədə sonlu uzunluqlu keçiricinin yaratdığı sahə r dirijordan (şək. 15) 
· toroid və ya sonsuz uzun solenoid daxilində sahə n- solenoidin (toroid) vahid uzunluğuna düşən növbələrin sayı
Maqnit induksiya vektoru maqnit sahəsinin gücü ilə əlaqə ilə bağlıdır
Volumetrik enerji sıxlığı maqnit sahəsi:
25 .İnduksiya ilə maqnit sahəsində hərəkət edən yüklü hissəcikdə B sürəti ilə υ , maqnit sahəsindən adlı bir qüvvə var Lorentz qüvvəsi
və bu qüvvənin modulu bərabərdir 
.
Lorentz qüvvəsinin istiqaməti ilə müəyyən edilə bilər sol əl qaydası: qoysanız sol əl belə ki, sürətə perpendikulyar olan induksiya vektorunun komponenti ovucuna daxil olur və dörd barmaq müsbət yükün hərəkət sürəti istiqamətində (yaxud mənfi yükün sürəti istiqamətində) yerləşsin, sonra əyilmiş baş barmaq Lorentz qüvvəsinin istiqamətini göstərəcək
26 .Siklik yüklü hissəcik sürətləndiricilərinin iş prinsipi.
Maqnit sahəsində yüklü hissəciyin T fırlanma dövrünün müstəqilliyindən Amerika alimi Lourens siklotron - yüklü hissəcik sürətləndiricisi ideyasında istifadə etmişdir.
Siklotron iki dees D 1 və D 2 - yüksək vakuumda yerləşdirilən içi boş metal yarım silindrlərdən ibarətdir. Deylər arasındakı boşluqda sürətlənən elektrik sahəsi yaranır. Bu boşluğa daxil olan yüklü hissəcik sürətini artırır və yarımsilindr (dee) boşluğuna uçur. Deelər sabit bir maqnit sahəsinə yerləşdirilir və zərrəciklərin içərisindəki hissəciklərin traektoriyası bir dairədə əyiləcəkdir. Zərrəcik ikinci dəfə deylər arasındakı boşluğa daxil olduqda, elektrik sahəsinin polaritesi dəyişir və yenidən sürətlənir. Sürətin artması traektoriyanın radiusunun artması ilə müşayiət olunur. Təcrübədə deyelərə ν= 1/T=(B/2π)(q/m) tezliyi olan alternativ sahə tətbiq edilir. Elektrik sahəsinin təsiri altında zərrəciklərin sürəti hər dəfə deylər arasındakı intervalda artır.
27.Amper gücü cərəyanın keçdiyi keçiriciyə təsir edən qüvvədir I, maqnit sahəsində yerləşir
Δ l- dirijorun uzunluğu və istiqaməti keçiricidəki cərəyanın istiqaməti ilə üst-üstə düşür.
Amper güc modulu: 
.
Cərəyanları daşıyan iki paralel sonsuz uzun düz keçirici mən 1 Və mən 2 qüvvə ilə bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqə
Harada l- keçirici hissəsinin uzunluğu, r- keçiricilər arasındakı məsafə.
28. Paralel cərəyanların qarşılıqlı təsiri - Amper qanunu
İndi iki paralel cərəyan arasında qarşılıqlı təsir gücünü hesablamaq üçün bir düstur asanlıqla əldə edə bilərsiniz.
Beləliklə, bir-birindən R məsafəsində yerləşən iki uzun düz paralel keçirici (Şəkil 440) vasitəsilə (bu, keçiricilərin uzunluqlarından çox, 15 dəfə azdır) birbaşa cərəyanlar I 1, I 2 axır.
Sahə nəzəriyyəsinə görə, keçiricilərin qarşılıqlı təsiri aşağıdakı kimi izah olunur: birinci keçiricidəki elektrik cərəyanı ikinci keçiricidəki elektrik cərəyanı ilə qarşılıqlı təsir edən bir maqnit sahəsi yaradır. Birinci dirijorda hərəkət edən bir qüvvənin ortaya çıxmasını izah etmək üçün dirijorların "rollarını dəyişdirmək" lazımdır: ikincisi birinciyə təsir edən bir sahə yaradır. Sağ vidayı zehni olaraq fırladın, sol əlinizlə fırladın (və ya çarpaz məhsuldan istifadə edin) və cərəyanlar bir istiqamətdə axdıqda keçiricilərin cəlb olunduğuna, cərəyanlar əks istiqamətdə axdıqda isə keçiricilərin itməsinə əmin olun1.
Beləliklə, ikinci keçiricinin Δl uzunluğunda kəsiyinə təsir edən qüvvə Amper qüvvəsidir, ona bərabərdir.
burada B1 birinci keçiricinin yaratdığı maqnit sahəsinin induksiyasıdır. Bu düsturu yazarkən B1 induksiya vektorunun ikinci keçiriciyə perpendikulyar olması nəzərə alınır. İkincinin yerində birinci keçiricidə birbaşa cərəyanın yaratdığı sahənin induksiyası bərabərdir
Düsturlardan (1), (2) belə çıxır ki, ikinci keçiricinin seçilmiş hissəsinə təsir edən qüvvə bərabərdir.
29. Maqnit sahəsində cərəyanı olan bobin.
Bir maqnit sahəsinə bir keçirici deyil, cərəyanı olan bir sarğı (və ya sarğı) yerləşdirsəniz və onu şaquli olaraq yerləşdirsəniz, sol qaydanı bobinin yuxarı və aşağı tərəflərinə tətbiq edərək, elektromaqnit qüvvələrinin F olduğunu alırıq. onlar üzrə fəaliyyət müxtəlif istiqamətlərə yönəldiləcəkdir. Bu iki qüvvənin təsiri nəticəsində bobinin dönməsinə səbəb olacaq M elektromaqnit fırlanma anı yaranır. bu halda saat yönünde. Bu an
burada D rulonun tərəfləri arasındakı məsafədir.
Bobin maqnit sahəsinin xətlərinə perpendikulyar mövqe tutana qədər maqnit sahəsində fırlanacaq (şək. 50, b). Bu vəziyyətdə ən böyük maqnit axını rulondan keçəcəkdir. Nəticə etibarı ilə, xarici maqnit sahəsinə cərəyan daxil olan bobin və ya bobin həmişə elə bir mövqe tutmağa meyllidir ki, mümkün olan ən böyük maqnit axını bobindən keçsin.
Maqnit momenti, maqnit dipol momenti- maddənin maqnit xassələrini xarakterizə edən əsas kəmiyyət (maqnitizm mənbəyinə görə klassik nəzəriyyə elektromaqnit hadisələri elektrik makro və mikro cərəyanlardır; Maqnitizmin elementar mənbəyi qapalı cərəyan hesab olunur). Elementar hissəciklərin maqnit momenti var, atom nüvələri, atomların və molekulların elektron qabıqları. Maqnit momenti elementar hissəciklər(elektronlar, protonlar, neytronlar və başqaları), kvant mexanikasının göstərdiyi kimi, öz mexaniki momentinin - spinin mövcudluğu ilə bağlıdır.
30. Maqnit axını - fiziki kəmiyyət, sonsuz kiçik sahədən keçən sahə xətlərinin axınının sıxlığına bərabərdir dS. Axın F in maqnit induksiya vektorunun inteqralı kimi IN sonlu səth vasitəsilə S Səth üzərindəki inteqral vasitəsilə müəyyən edilir.
31. Maqnit sahəsində cərəyan keçiricinin hərəkət etdirilməsi işi
Sabit naqillər və onlar boyu sürüşən l uzunluğunda daşınan tullanandan əmələ gələn cərəyan keçirən dövrəni nəzərdən keçirək (şək. 2.17). Bu dövrə dövrənin müstəvisinə perpendikulyar olan xarici vahid maqnit sahəsində yerləşir.
Uzunluğu l olan I cərəyan elementinə (hərəkət edən naqil) sağa yönəlmiş Amper qüvvəsi təsir edir:
l keçiricisi dx məsafədə özünə paralel hərəkət etsin. Bu, aşağıdakıları edəcək:
dA=Fdx=IBldx=IBdS=IdФ
Bir keçiricinin hərəkət edərkən cərəyan üzərində gördüyü iş ədədi olaraq bu keçiricinin kəsişdiyi cərəyanın və maqnit axınının məhsuluna bərabərdir.
İstənilən formalı keçirici maqnit induksiya vektorunun xətlərinə hər hansı bucaq altında hərəkət edərsə, formula qüvvədə qalır.
32. Maddənin maqnitləşməsi . Daimi maqnitlər yalnız nisbətən az sayda maddədən hazırlana bilər, lakin maqnit sahəsində yerləşdirilən bütün maddələr maqnitləşir, yəni onlar özləri maqnit sahəsinin mənbəyinə çevrilirlər. Nəticədə maddənin mövcudluğunda maqnit induksiya vektoru vakuumdakı maqnit induksiya vektorundan fərqlənir.
Atomun maqnit anı onun tərkibinə daxil olan elektronların orbital və daxili momentlərindən, həmçinin nüvənin maqnit momentindən (nüvəyə daxil olan elementar hissəciklərin - protonların və atomların maqnit momentləri ilə müəyyən edilir) ibarətdir. neytronlar). Nüvənin maqnit momenti elektronların anlarından çox kiçikdir; buna görə də bir çox məsələlərə baxılarkən, onu nəzərdən qaçırmaq olar və atomun maqnit momentinin elektronların maqnit momentlərinin vektor cəminə bərabər olduğunu güman etmək olar. Molekulun maqnit momenti də nəzərə alına bilər məbləğinə bərabərdir onun tərkibinə daxil olan elektronların maqnit momentləri.
Beləliklə, atom mürəkkəb bir maqnit sistemidir və bütövlükdə atomun maqnit momenti bütün elektronların maqnit momentlərinin vektor cəminə bərabərdir.
Maqnit və xarici maqnit sahəsində maqnitləşə bilən maddələr adlanır, yəni. öz maqnit sahəsini yaratmağa qadirdir. Maddələrin daxili sahəsi onların atomlarının maqnit xüsusiyyətlərindən asılıdır. Bu mənada maqnitlər dielektriklərin maqnit analoqlarıdır.
Klassik anlayışlara görə, atom müsbət yüklü nüvə ətrafında orbitlərdə hərəkət edən elektronlardan, o da öz növbəsində proton və neytronlardan ibarətdir.
Bütün maddələr maqnitdir, yəni. bütün maddələr xarici maqnit sahəsində maqnitlənir, lakin maqnitləşmənin təbiəti və dərəcəsi fərqlidir. Bundan asılı olaraq bütün maqnitlər üç növə bölünür: 1) diamaqnit; 2) paramaqnit materialları; 3) ferromaqnitlər.
Diamaqnitlər. - bunlara bir çox metallar (məsələn, mis, sink, gümüş, civə, vismut), əksər qazlar, fosfor, kükürd, kvars, su, böyük əksəriyyəti daxildir. üzvi birləşmələr və s.
Diamaqnitlər aşağıdakı xüsusiyyətlərlə xarakterizə olunur:
2) öz maqnit sahəsi xaricinə qarşı yönəldilir və onu bir qədər zəiflədir (m<1);
3) qalıq maqnitizm yoxdur (xarici sahə çıxarıldıqdan sonra diamaqnitin öz maqnit sahəsi yox olur).
İlk iki xassə göstərir ki, diamaqnit materialların nisbi maqnit keçiriciliyi m 1-dən bir qədər azdır. Məsələn, diamaqnit materialların ən güclüsü olan vismut m = 0,999824-ə malikdir.
Paramaqnitlər- Bunlara qələvi və qələvi torpaq metalları, alüminium, volfram, platin, oksigen və s.
Paramaqnit materialları aşağıdakı xüsusiyyətlərlə xarakterizə olunur:
1) xarici maqnit sahəsində çox zəif maqnitləşmə;
2) öz maqnit sahəsi xarici sahə boyunca yönəldilir və onu bir qədər artırır (m>1);
3) qalıq maqnitsizlik yoxdur.
İlk iki xassədən belə çıxır ki, m-nin dəyəri 1-dən bir qədər böyükdür. Məsələn, ən güclü paramaqnitlərdən biri - platin üçün nisbi maqnit keçiriciliyi m = 1,00036-dır.
33.Ferromaqnitlər - Bunlara dəmir, nikel, kobalt, qadolinium, onların ərintiləri və birləşmələri, həmçinin bəzi ərintilər və manqan və xromun qeyri-ferromaqnit elementləri ilə birləşmələri daxildir. Bütün bu maddələr yalnız kristal vəziyyətdə ferromaqnit xüsusiyyətlərə malikdir.
Ferromaqnitlər aşağıdakı xüsusiyyətlərlə xarakterizə olunur:
1) çox güclü maqnitləşmə;
2) öz maqnit sahəsi xarici sahəyə yönəldilir və onu əhəmiyyətli dərəcədə artırır (m dəyərləri bir neçə yüzdən bir neçə yüz minə qədər dəyişir);
3) nisbi maqnit keçiriciliyi m maqnitləşmə sahəsinin böyüklüyündən asılıdır;
4) qalıq maqnetizm var.
Domen- spontan homojen maqnitləşmə vektorunun və ya antiferromaqnetizm vektorunun oriyentasiyasının (müvafiq olaraq Küri və ya Neel nöqtəsindən aşağı temperaturda) müəyyən - ciddi qaydada - fırlandığı və ya yerdəyişdiyi maqnit kristalında makroskopik bölgə, yəni. , qütbləşmiş, qonşu domenlərdə müvafiq vektorun istiqamətlərinə nisbətən.
Domenlər çoxlu sayda [sifarişli] atomlardan ibarət birləşmələrdir və bəzən çılpaq gözlə görünür (ölçüləri 10−2 sm3).
Domenlər ferro- və antiferromaqnit, ferroelektrik kristallarda və kortəbii uzunmüddətli nizama malik digər maddələrdə mövcuddur.
Küri nöqtəsi və ya Küri temperaturu,- maddənin simmetriya xassələrinin kəskin dəyişməsi ilə əlaqəli ikinci dərəcəli faza keçidinin temperaturu (məsələn, maqnit - ferromaqnitlərdə, elektrik - ferroelektriklərdə, kristal kimyəvi - sifarişli ərintilərdə). P.Kürinin şərəfinə adlandırılmışdır. Küri Q nöqtəsindən aşağı olan T temperaturda ferromaqnitlər spontan maqnitləşməyə və müəyyən bir maqnit-kristal simmetriyaya malikdirlər. Küri nöqtəsində (T=Q) ferromaqnit atomlarının istilik hərəkətinin intensivliyi onun spontan maqnitləşməsini (“maqnit nizamı”) məhv etmək və simmetriyasını dəyişmək üçün kifayətdir, nəticədə ferromaqnit paramaqnit olur. Eynilə, T=Q-da (antiferromaqnit Küri nöqtəsi və ya Neel nöqtəsi adlanan yerdə) antiferromaqnitlər üçün onların xarakterik maqnit strukturu (maqnit alt qəfəsləri) məhv olur və antiferromaqnitlər paramaqnit olur. T=Q-da ferroelektriklərdə və antiferroelektriklərdə atomların istilik hərəkəti kristal qəfəsin elementar hüceyrələrinin elektrik dipollarının kortəbii nizamlı oriyentasiyasını sıfıra endirir. Sifarişli ərintilərdə, Küri nöqtəsində (ərintilər vəziyyətində, buna nöqtə də deyilir.
Maqnit histerezisi maqnitlə nizamlanmış maddələrdə (müəyyən bir temperatur diapazonunda), məsələn, ferromaqnitlərdə müşahidə olunur, adətən spontan (kortəbii) maqnitləşmə bölgəsinin domenlərinə bölünür, burada maqnitləşmənin miqyası (vahid həcmdə maqnit momenti) eynidir; amma istiqamətlər fərqlidir.
Xarici maqnit sahəsinin təsiri altında sahənin maqnitləşdiyi domenlərin sayı və ölçüsü digər domenlərin hesabına artır. Fərdi domenlərin maqnitləşmə vektorları sahə boyunca dönə bilər. Kifayət qədər güclü bir maqnit sahəsində ferromaqnit doyma dərəcəsinə qədər maqnitlənir və o, xarici H sahəsi boyunca yönəldilmiş doyma maqnitləşməsi JS olan bir domendən ibarətdir.
Histerez vəziyyətində maqnitləşmənin maqnit sahəsindən tipik asılılığı
34. Yerin maqnit sahəsi
Bildiyiniz kimi, maqnit sahəsi maqnit xassələri olan cisimlərə, eləcə də hərəkət edən elektrik yüklərinə təsir edən xüsusi bir güc sahəsidir. Müəyyən dərəcədə maqnit sahəsi elektrik yükləri və maqnit momenti olan cisimlər arasında məlumat ötürən xüsusi bir maddə növü hesab edilə bilər. Müvafiq olaraq, Yerin maqnit sahəsi ilə əlaqəli amillər səbəbiylə yaranan bir maqnit sahəsidir funksional xüsusiyyətlər planetimizin. Yəni, geomaqnit sahəsi xarici mənbələr tərəfindən deyil, Yerin özü tərəfindən yaradılır, baxmayaraq ki, sonuncu planetin maqnit sahəsinə müəyyən təsir göstərir.
Beləliklə, Yerin maqnit sahəsinin xüsusiyyətləri istər-istəməz onun mənşəyinin xüsusiyyətlərindən asılıdır. Bu güc sahəsinin meydana gəlməsini izah edən əsas nəzəriyyə planetin maye metal nüvəsində cərəyanların axını ilə bağlıdır (nüvədəki temperatur o qədər yüksəkdir ki, metallar maye vəziyyətdədir). Yerin maqnit sahəsinin enerjisi elektrik cərəyanlarının çoxistiqamətliliyi və asimmetriyası nəticəsində yaranan hidromaqnit dinamo mexanizmi adlanan mexanizm tərəfindən yaradılır. Onlar artan elektrik boşalmaları yaradır, bu da istilik enerjisinin sərbəst buraxılmasına və yeni maqnit sahələrinin yaranmasına səbəb olur. Maraqlıdır ki, hidromaqnit dinamo mexanizmi "özünü həyəcanlandırmaq" qabiliyyətinə malikdir, yəni yerin nüvəsindəki aktiv elektrik fəaliyyəti daim xarici təsir olmadan geomaqnit sahəsi yaradır.
35.Maqnitləşmə - makroskopik fiziki cismin maqnit vəziyyətini xarakterizə edən vektor fiziki kəmiyyət. O, adətən M ilə təyin olunur. Maddənin vahid həcminin maqnit momenti kimi müəyyən edilir:
Burada M maqnitləşmə vektorudur; - maqnit momentinin vektoru; V - həcm.
IN ümumi hal(qeyri-bərabər halda, bu və ya digər səbəbdən, orta) maqnitləşmə kimi ifadə edilir
və koordinatların funksiyasıdır. DV həcmində molekulların ümumi maqnit anı haradadır? Diamaqnit və paramaqnit materiallarda M ilə maqnit sahəsinin gücü H arasındakı əlaqə adətən xətti olur (ən azı maqnitləşmə sahəsi çox böyük olmadıqda):
burada χm maqnit həssaslıq adlanır. Ferromaqnit materiallarda maqnit histerezinə görə M və H arasında birmənalı əlaqə yoxdur və asılılığı təsvir etmək üçün maqnit həssaslıq tensorundan istifadə olunur.
Maqnit sahəsinin gücü(standart təyin H) maqnit induksiya vektoru B ilə maqnitləşmə vektoru M arasındakı fərqə bərabər olan vektor fiziki kəmiyyətdir.
IN Beynəlxalq sistem vahidlər (SI): H = (1/µ 0)B - M burada µ 0 maqnit sabitidir.
Maqnit keçiriciliyi- maddədə maqnit induksiyası B ilə maqnit sahəsinin gücü H arasındakı əlaqəni xarakterizə edən fiziki kəmiyyət, əmsal (mühitin xassələrindən asılı olaraq). Bu əmsal müxtəlif mühitlər üçün fərqlidir, buna görə də onlar müəyyən bir mühitin maqnit keçiriciliyindən danışırlar (onun tərkibi, vəziyyəti, temperaturu və s. nəzərdə tutulur).
Adətən yunan µ hərfi ilə işarələnir. O, ya skalyar (izotrop maddələr üçün) və ya tenzor (anizotrop maddələr üçün) ola bilər.
Ümumiyyətlə, maqnit keçiriciliyi vasitəsilə maqnit induksiyası və maqnit sahəsinin gücü arasındakı əlaqə aşağıdakı kimi təqdim olunur.
və burada ümumi halda komponent qeydində uyğun gələn tenzor kimi başa düşülməlidir
Elektrik sahəsindəki hər bir yük üçün bu yükü hərəkət etdirə bilən bir qüvvə vardır. Mənfi yükün Q elektrik sahəsinin qüvvələri tərəfindən yerinə yetirilən müsbət yükün q nöqtəsini O nöqtəsindən n nöqtəsinə köçürmək üçün A işini təyin edin. Kulon qanununa görə yükü hərəkət etdirən qüvvə dəyişkəndir və ona bərabərdir.
Burada r yüklər arasındakı dəyişən məsafədir.
. Bu ifadəni belə əldə etmək olar:
Kəmiyyət elektrik sahəsinin müəyyən bir nöqtəsində yükün potensial enerjisini W p ifadə edir:
(-) işarəsi göstərir ki, yük bir sahə ilə hərəkət etdikdə onun potensial enerjisi azalaraq hərəkət işinə çevrilir.
Vahid müsbət yükün potensial enerjisinə bərabər olan qiymətə (q = +1) elektrik sahəsinin potensialı deyilir.
Sonra 
. q = +1 üçün.
Beləliklə, sahənin iki nöqtəsi arasındakı potensial fərq vahid müsbət yükü bir nöqtədən digərinə köçürmək üçün sahə qüvvələrinin işinə bərabərdir.
Elektrik sahəsi nöqtəsinin potensialı vahid müsbət yükü verilmiş nöqtədən sonsuzluğa köçürmək üçün görülən işə bərabərdir: . Ölçü vahidi - Volt = J/C.
Elektrik sahəsində yükün hərəkət etdirilməsi işi yolun formasından asılı deyil, yalnız yolun başlanğıc və son nöqtələri arasındakı potensial fərqdən asılıdır.
Bütün nöqtələrində potensialı eyni olan səthə ekvipotensial deyilir.
Sahənin gücü onun güc xarakteristikasıdır, potensial isə onun enerji xarakteristikasıdır.
Sahənin gücü ilə onun potensialı arasındakı əlaqə düsturla ifadə edilir
,
(-) işarəsi sahənin gücünün potensialın azalması, potensialın isə artması istiqamətində yönəlməsi ilə əlaqədardır.
5. Elektrik sahələrinin tibbdə istifadəsi.
Franklinizasiya, və ya “elektrostatik duş”, xəstənin bədəninin və ya onun müəyyən hissələrinin daimi yüksək gərginlikli elektrik sahəsinə məruz qaldığı terapevtik üsuldur.
Ümumi ifşa proseduru zamanı sabit elektrik sahəsi 50 kV-ə çata bilər yerli təsir 15 – 20 kV.
Terapevtik təsir mexanizmi. Franklinizasiya proseduru xəstənin başı və ya bədəninin başqa bir hissəsi kondansatör plitələrindən birinə bənzəyəcək şəkildə həyata keçirilir, ikincisi isə başın üstündə asılmış və ya 6 məsafədə məruz qalma yerindən yuxarıda quraşdırılmış bir elektroddur. - 10 sm. Elektroda bərkidilmiş iynələrin ucları altında yüksək gərginliyin təsiri altında hava ionlarının, ozon və azot oksidlərinin əmələ gəlməsi ilə havanın ionlaşması baş verir.
Ozon və hava ionlarının inhalyasiyası damar şəbəkəsində reaksiyaya səbəb olur. Qan damarlarının qısa müddətli spazmından sonra kapilyarlar təkcə səthi toxumalarda deyil, həm də dərin toxumalarda genişlənir. Nəticədə, metabolik və trofik proseslər yaxşılaşdırılır və toxuma zədələnməsi olduqda, regenerasiya və funksiyaların bərpası prosesləri stimullaşdırılır.
Qan dövranının yaxşılaşması, normallaşması nəticəsində metabolik proseslər və sinir funksiyası, baş ağrılarında azalma var, artıb qan təzyiqi, artdı damar tonu, ürək dərəcəsinin azalması.
Franklinizasiyanın istifadəsi göstərilir funksional pozğunluqlar sinir sistemi
Problemin həlli nümunələri
1. Franklinizasiya aparatı işləyərkən hər saniyədə 1 sm 3 havada 500.000 yüngül hava ionu əmələ gəlir. Müalicə seansı (15 dəqiqə) zamanı 225 sm 3 havada eyni miqdarda hava ionları yaratmaq üçün tələb olunan ionlaşma işini təyin edin. Hava molekullarının ionlaşma potensialı 13,54 V, hava isə şərti olaraq homojen qaz hesab edilir.
- ionlaşma potensialı, A - ionlaşma işi, N - elektronların sayı.
2. Elektrostatik duş ilə müalicə edərkən, elektrik maşınının elektrodlarına 100 kV-lik potensial fərq tətbiq olunur. Elektrik sahəsi qüvvələrinin 1800 J iş gördüyü məlumdursa, bir müalicə proseduru zamanı elektrodlar arasında nə qədər yük keçdiyini müəyyən edin.
Buradan 
Tibbdə elektrik dipolu
Elektrokardioqrafiyanın əsasını təşkil edən Eynthovenin nəzəriyyəsinə görə, ürəkdir elektrik dipolu, təpələri şərti olaraq hesab edilə bilən bərabərtərəfli üçbucağın (Einthoven üçbucağı) mərkəzində yerləşir. 
da,-də yerləşən sağ əl, sol qol və sol ayaq.
ərzində ürək dövrü həm dipolun kosmosdakı vəziyyəti, həm də dipol momenti dəyişir. Eynthoven üçbucağının təpələri arasındakı potensial fərqin ölçülməsi ürəyin dipol momentinin üçbucağın tərəflərinə proyeksiyaları arasındakı əlaqəni aşağıdakı kimi müəyyən etməyə imkan verir:
U AB, U BC, U AC gərginliklərini bilməklə, dipolun üçbucağın tərəflərinə nisbətən necə yönəldildiyini müəyyən edə bilərsiniz.
Elektrokardioqrafiyada bədənin iki nöqtəsi arasındakı potensial fərq (bu halda Eynxoven üçbucağının təpələri arasında) qurğuşun adlanır.
Vaxtdan asılı olaraq potensial fərqin qeydə alınması deyilir elektrokardioqramma.
Ürək dövrü zamanı dipol moment vektorunun son nöqtələrinin həndəsi yeri deyilir vektor kardioqramı.
4 nömrəli mühazirə
Əlaqə hadisələri
1. Kontakt potensial fərqi. Volta qanunları.
2. Termoelektrik.
3. Termocüt, onun tibbdə istifadəsi.
4. İstirahət potensialı. Fəaliyyət potensialı və onun paylanması.
- Kontakt potensial fərqi. Volta qanunları.
Bənzər olmayan metallar sıx təmasda olduqda, yalnız onlardan asılı olaraq onlar arasında potensial fərq yaranır kimyəvi birləşmə və temperatur (Voltanın birinci qanunu). Bu potensial fərq əlaqə adlanır.
Metaldan ayrılıb ətraf mühitə keçmək üçün elektron metala cəlbedici qüvvələrə qarşı iş görməlidir. Bu işə metaldan çıxan elektronun iş funksiyası deyilir.
Müvafiq olaraq A 1 və A 2 iş funksiyasına və A 1 olan iki müxtəlif metal 1 və 2-ni təmasda tutaq.< A 2 . Очевидно, что свободный электрон, попавший в процессе теплового движения на поверхность раздела металлов, будет втянут во второй металл, так как со стороны этого металла на электрон действует большая сила притяжения (A 2 >A 1). Nəticə etibarilə, metalların təması vasitəsilə sərbəst elektronlar birinci metaldan ikinciyə “pompa olunur”, nəticədə birinci metal müsbət, ikincisi isə mənfi yüklənir. Bu vəziyyətdə yaranan potensial fərq, E intensivliyinin elektrik sahəsini yaradır, bu da elektronların daha da "nasoslanmasını" çətinləşdirir və kontakt potensialı fərqinə görə elektronun hərəkət etdirilməsi işi tamamilə dayanır. iş funksiyaları:
(1)
İndi A 1 = A 2 olan, sərbəst elektronların müxtəlif konsentrasiyaları n 01 > n 02 olan iki metalı təmasda saxlayaq. Sonra sərbəst elektronların birinci metaldan ikinciyə üstünlüklə köçürülməsi başlayacaq. Nəticədə, birinci metal müsbət, ikincisi mənfi yüklənəcəkdir. Metallar arasında potensial fərq yaranacaq ki, bu da elektron ötürülməsini dayandıracaq. Yaranan potensial fərq aşağıdakı ifadə ilə müəyyən edilir:
, (2)
burada k Boltsman sabitidir.
Həm iş funksiyası, həm də sərbəst elektronların konsentrasiyası ilə fərqlənən metallar arasında ümumi təmasda cr.r.p. (1) və (2) aşağıdakılara bərabər olacaq:
(3)
Ardıcıl birləşdirilmiş keçiricilərin kontakt potensial fərqlərinin cəminin son keçiricilərin yaratdığı təmas potensialı fərqinə bərabər olduğunu və aralıq keçiricilərdən asılı olmadığını göstərmək asandır:
Bu mövqe Voltanın ikinci qanunu adlanır.
Əgər biz indi birbaşa son keçiriciləri birləşdirsək, onda onlar arasında mövcud olan potensial fərq 1 və 4-cü kontaktda yaranan bərabər potensial fərqi ilə kompensasiya edilir. Buna görə də c.r.p. eyni temperatura malik olan metal keçiricilərin qapalı dövrəsində cərəyan yaratmır.
2. Termoelektrik təmas potensialı fərqinin temperaturdan asılılığıdır.
Bir-birinə bənzəməyən iki metal keçiricinin 1 və 2-nin qapalı dövrəsini çəkək.
a və b kontaktlarının temperaturları müxtəlif temperaturlarda saxlanılacaq T a > T b . Sonra (3) düsturuna əsasən c.r.p. isti qovşaqda soyuq qovşaqdan daha çox: . Nəticədə a və b qovşaqları arasında termoelektromotor qüvvə adlanan potensial fərq yaranır və (3) düsturundan istifadə edərək cərəyan I axacaq
Harada 
hər bir metal cütü üçün.
- Termocüt, onun tibbdə istifadəsi.
Keçiricilər arasında təmas temperaturlarının fərqinə görə cərəyan yaradan keçiricilərin qapalı dövrəsi deyilir termocüt.
(4) düsturundan belə çıxır ki, termocütün termoelektromotor qüvvəsi qovşaqların (kontaktların) temperatur fərqi ilə mütənasibdir.
Formula (4) Selsi şkalası üzrə temperaturlar üçün də etibarlıdır:
Termocüt yalnız temperatur fərqlərini ölçə bilər. Tipik olaraq bir keçid 0ºC-də saxlanılır. Buna soyuq qovşaq deyilir. Digər qovşaq isti və ya ölçmə qovşağı adlanır.
Termocüt civə termometrləri ilə müqayisədə əhəmiyyətli üstünlüklərə malikdir: həssasdır, ətalətsizdir, kiçik obyektlərin temperaturunu ölçməyə imkan verir və uzaqdan ölçməyə imkan verir.
İnsan bədəninin temperatur sahəsi profilinin ölçülməsi.
İnsan bədən istiliyinin sabit olduğuna inanılır, lakin bu sabitlik nisbidir, çünki bədənin müxtəlif hissələrində temperatur eyni deyil və asılı olaraq dəyişir. funksional vəziyyət bədən.
Dərinin temperaturunun özünəməxsus yaxşı müəyyən edilmiş topoqrafiyası var. Onlar ən aşağı temperatura malikdirlər (23-30º) distal bölmələrətraflar, burun ucu, qulaqlar. Ən çox istilik- V aksiller sahə, perineumda, boyunda, dodaqlarda, yanaqlarda. Qalan ərazilərdə 31 - 33,5 ºС temperatur var.
U sağlam insan Temperaturun paylanması bədənin orta xəttinə nisbətən simmetrikdir. Bu simmetriyanın pozulması təmas cihazlarından istifadə edərək temperatur sahəsi profilini quraraq xəstəliklərin diaqnozu üçün əsas meyar rolunu oynayır: termocüt və müqavimət termometri.
4. İstirahət potensialı. Fəaliyyət potensialı və onun paylanması.
Hüceyrənin səthi membranı müxtəlif ionlar üçün eyni dərəcədə keçirici deyil. Bundan əlavə, hər hansı bir xüsusi ionların konsentrasiyası membranın müxtəlif tərəflərində fərqlidir, ionların ən əlverişli tərkibi hüceyrə daxilində saxlanılır; Bu amillər normal fəaliyyət göstərən hüceyrədə sitoplazma ilə potensial fərqin yaranmasına səbəb olur mühit(istirahət potensialı)
Həyəcanlandıqda hüceyrə ilə ətraf mühit arasında potensial fərq dəyişir, sinir liflərində yayılan fəaliyyət potensialı yaranır.
Sinir lifi boyunca fəaliyyət potensialının yayılma mexanizmi yayılma ilə analoji olaraq nəzərdən keçirilir elektromaqnit dalğası iki telli xətt vasitəsilə. Lakin bu bənzətmə ilə yanaşı, əsaslı fərqlər də var.
Mühitdə yayılan elektromaqnit dalğası enerjisi dağıldıqca zəifləyir və molekulyar-istilik hərəkətinin enerjisinə çevrilir. Elektromaqnit dalğasının enerji mənbəyi onun mənbəyidir: generator, qığılcım və s.
Həyəcan dalğası dağılmır, çünki o, enerjini yayıldığı mühitdən (yüklənmiş membranın enerjisi) alır.
Beləliklə, bir sinir lifi boyunca fəaliyyət potensialının yayılması avtodalğa şəklində baş verir. Aktiv mühit həyəcanlı hüceyrələrdir.
Problemin həlli nümunələri
1. İnsan bədəninin səthinin temperatur sahəsinin profilini qurarkən, müqaviməti r 1 = 4 Ohm olan termocüt və r 2 = 80 Ohm müqavimətli bir qalvanometrdən istifadə olunur; ºС keçid temperatur fərqində I=26 µA. Termocüt sabiti nədir?
Termocütdə yaranan termogüc -ə bərabərdir, burada termocütlər qovşaqlar arasındakı temperatur fərqidir.
Ohm qanununa görə, U kimi qəbul edilən dövrənin bir hissəsi üçün. Sonra
5 nömrəli mühazirə
Elektromaqnetizm
1. Maqnitizmin təbiəti.
2. Vakuumda cərəyanların maqnit qarşılıqlı təsiri. Amper qanunu.
4. Dia-, para- və ferromaqnit maddələr. Maqnit keçiriciliyi və maqnit induksiyası.
5. Bədən toxumalarının maqnit xüsusiyyətləri.
1. Maqnitizmin təbiəti.
Hərəkət edən elektrik yükləri (cərəyanlar) ətrafında bir maqnit sahəsi yaranır ki, bu yüklər maqnit və ya digər hərəkət edən elektrik yükləri ilə qarşılıqlı əlaqədə olur.
Maqnit sahəsi güc sahəsidir və maqnit qüvvə xətləri ilə təmsil olunur. Elektrik sahə xətlərindən fərqli olaraq, maqnit sahəsi xətləri həmişə bağlıdır.
Maddənin maqnit xassələri bu maddənin atom və molekullarında elementar dairəvi cərəyanlar nəticəsində yaranır.
2 . Vakuumda cərəyanların maqnit qarşılıqlı təsiri. Amper qanunu.
Cərəyanların maqnit qarşılıqlı təsiri hərəkətli naqil dövrələrindən istifadə etməklə tədqiq edilmişdir. Amper müəyyən etdi ki, 1 və 2 keçiricilərin iki kiçik bölməsi arasında cərəyanlarla qarşılıqlı təsir qüvvəsinin böyüklüyü bu bölmələrin uzunluqlarına, onlarda cərəyan gücləri I 1 və I 2 ilə mütənasibdir və məsafənin kvadratına tərs mütənasibdir. r bölmələr arasında:
Məlum oldu ki, birinci hissənin ikinciyə təsir qüvvəsi onların nisbi mövqeyindən asılıdır və bucaqların sinusları ilə mütənasibdir.
burada r 12 arasındakı bucaq və radius vektoru ilə birləşdirən r 12 və kəsiyi və radius vektoru r 12 olan Q müstəvisi ilə normal n arasındakı bucaqdır.
(1) və (2)-ni birləşdirərək və k mütənasiblik əmsalını tətbiq edərək, Amper qanununun riyazi ifadəsini əldə edirik:
(3)
Gücün istiqaməti də gimlet qaydası ilə müəyyən edilir: sapı normal n 1-dən fırlanan gimletin tərcümə hərəkət istiqaməti ilə üst-üstə düşür.
Cari element, dirijorun dl uzunluğunda sonsuz kiçik bir hissəsinin İdl məhsuluna və içindəki cərəyan gücünə I bərabər olan və bu cərəyan boyunca yönəldilmiş bir vektordur. Sonra (3) kiçikdən sonsuz kiçik dl-ə keçərək, Amper qanununu yaza bilərik. diferensial forma:
. (4)
k əmsalı kimi təmsil oluna bilər
maqnit sabiti (və ya vakuumun maqnit keçiriciliyi) haradadır.
(5) və (4) nəzərə alınmaqla səmərələşdirmə üçün dəyər formada yazılacaqdır
. (6)
3 . Maqnit sahəsinin gücü. Amper düsturu. Bio-Savart-Laplas qanunu.
Elektrik cərəyanları bir-biri ilə maqnit sahələri vasitəsilə qarşılıqlı təsirdə olduğundan, bu qarşılıqlı təsir əsasında maqnit sahəsinin kəmiyyət xarakteristikasını - Amper qanununu təyin etmək olar. Bunun üçün I cərəyanlı l keçiricisini bir çox elementar bölmələrə bölürük dl. Kosmosda bir sahə yaradır.
Bu sahənin dl-dən r məsafədə yerləşən O nöqtəsində I 0 dl 0 yerləşdiririk. Sonra Amper qanununa (6) uyğun olaraq bu elementə qüvvə təsir edəcək.
(7)
burada dl kəsiyində cərəyanın I istiqaməti (sahənin yaradılması) ilə r radius vektorunun istiqaməti arasındakı bucaq və cərəyanın istiqaməti I 0 dl 0 ilə normal n arasında olan bucaq Q müstəvisinə daxildir. dl və r.
(7) düsturunda cari elementdən asılı olmayan hissəni seçirik I 0 dl 0, onu dH ilə işarələyirik:
Bio-Savart-Laplas qanunu (8)
dH dəyəri yalnız maqnit sahəsi yaradan cari element Idl və O nöqtəsinin mövqeyindən asılıdır.
DH dəyəri maqnit sahəsinin kəmiyyət xarakteristikasıdır və maqnit sahəsinin gücü adlanır. (8)-i (7) ilə əvəz edərək, alırıq
burada cərəyanın istiqaməti I 0 və maqnit sahəsi dH arasındakı bucaqdır. Formula (9) Amper düsturu adlanır və maqnit sahəsinin içərisində yerləşən cərəyan elementinə I 0 dl 0 təsir edən qüvvənin bu sahənin gücündən asılılığını ifadə edir. Bu qüvvə Q müstəvisində dl 0-a perpendikulyar yerləşir. Onun istiqaməti “sol əl qaydası” ilə müəyyən edilir.
(9) -də =90º fərz etsək, alırıq:
Bunlar. Maqnit sahəsinin gücü sahə xəttinə tangensial olaraq yönəldilir və böyüklüyünə görə sahənin vahid cərəyan elementinə təsir etdiyi qüvvənin maqnit sabitinə nisbətinə bərabərdir.
4 . Diamaqnit, paramaqnit və ferromaqnit maddələr. Maqnit keçiriciliyi və maqnit induksiyası.
Maqnit sahəsinə yerləşdirilən bütün maddələr maqnit xüsusiyyətləri əldə edir, yəni. maqnitlənir və buna görə də xarici sahəni dəyişir. Bu zaman bəzi maddələr xarici sahəni zəiflədir, bəziləri isə gücləndirir. Birincilər adlanır diamaqnit, ikinci - paramaqnit maddələr. Paramaqnit maddələr arasında xarici sahədə çox böyük artıma səbəb olan bir qrup maddələr kəskin şəkildə fərqlənir. Bu ferromaqnitlər.
Diamaqnitlər- fosfor, kükürd, qızıl, gümüş, mis, su, üzvi birləşmələr.
Paramaqnitlər- oksigen, azot, alüminium, volfram, platin, qələvi və qələvi torpaq metalları.
Ferromaqnitlər– dəmir, nikel, kobalt, onların ərintiləri.
Həndəsi cəmi elektronların orbital və spin maqnit momentləri və nüvənin daxili maqnit momenti maddənin atomunun (molekulunun) maqnit momentini təşkil edir.
Diamaqnit materiallarında atomun (molekulun) ümumi maqnit momenti sıfırdır, çünki maqnit momentləri bir-birini ləğv edir. Bununla belə, xarici maqnit sahəsinin təsiri altında bu atomlarda xarici sahənin əksinə yönəlmiş bir maqnit momenti yaranır. Nəticədə, diamaqnit mühiti maqnitləşir və öz maqnit sahəsini yaradır, xaricinə qarşı yönəldilir və onu zəiflədir.
Diamaqnit atomlarının induksiya edilmiş maqnit momentləri xarici maqnit sahəsi mövcud olduğu müddətcə saxlanılır. Xarici sahə aradan qaldırıldıqda, atomların induksiya edilmiş maqnit momentləri yox olur və diamaqnit material demaqnitsizləşir.
Paramaqnit atomlarda orbital, spin və nüvə momentləri bir-birini kompensasiya etmir. Bununla belə, atom maqnit momentləri təsadüfi düzülür, buna görə də paramaqnit mühit maqnit xüsusiyyətlərini nümayiş etdirmir. Xarici sahə paramaqnit atomları elə fırladır ki, onların maqnit momentləri əsasən sahə istiqamətində qurulsun. Nəticədə, paramaqnit material maqnitləşir və öz maqnit sahəsini yaradır, xarici ilə üst-üstə düşür və onu gücləndirir.
(4), burada mühitin mütləq maqnit keçiriciliyidir. Vakuumda =1, , və
Ferromaqnitlərdə atomlarının eyni yönümlü maqnit momentləri olan bölgələr (~10 -2 sm) var. Bununla belə, domenlərin öz oriyentasiyası müxtəlifdir. Buna görə də, xarici maqnit sahəsi olmadıqda, ferromaqnit maqnitləşmir.
Xarici sahənin görünüşü ilə bu sahənin istiqamətinə yönəldilmiş domenlər maqnit momentinin müxtəlif istiqamətlərinə malik olan qonşu domenlər səbəbindən həcmdə artmağa başlayır; ferromaqnit maqnitləşir. Kifayət qədər güclü bir sahə ilə bütün domenlər sahə boyunca yenidən istiqamətləndirilir və ferromaqnit tez doyma səviyyəsinə qədər maqnitlənir.
Xarici sahə aradan qaldırıldıqda, ferromaqnit tamamilə demaqnitləşdirilmir, lakin qalıq maqnit induksiyasını saxlayır, çünki istilik hərəkəti domenləri poza bilməz. Demaqnitləşməyə qızdırmaq, silkələmək və ya əks sahə tətbiq etməklə nail olmaq olar.
Küri nöqtəsinə bərabər olan bir temperaturda istilik hərəkəti domenlərdəki atomları yönləndirməyə qadirdir, nəticədə ferromaqnit paramaqnitə çevrilir.
Müəyyən bir S səthindən keçən maqnit induksiyası axını bu səthə nüfuz edən induksiya xətlərinin sayına bərabərdir:
(5)
Ölçü vahidi B – Tesla, F-Weber.
Elektron iş funksiyası üçün düstur
Metallarda elektron qaz əmələ gətirən və istilik hərəkətində iştirak edən keçirici elektronlar var. Keçirici elektronlar metalın içərisində saxlandığından, səthin yaxınlığında elektronlara təsir edən və metala yönəldilmiş qüvvələr var. Elektronun metalı öz hüdudlarından kənara çıxarması üçün bu qüvvələrə qarşı müəyyən miqdarda A işi görülməlidir ki, bu da adlanır. elektron iş funksiyası metaldan hazırlanmışdır. Bu iş, təbii olaraq, müxtəlif metallar üçün fərqlidir.
Metalın içərisindəki elektronun potensial enerjisi sabit və bərabərdir:
W p = -eφ , burada j metalın daxilindəki elektrik sahəsinin potensialıdır.
Elektron səthin elektron təbəqəsindən keçdikdə, potensial enerji iş funksiyası ilə sürətlə azalır və metaldan kənarda sıfır olur. Metal daxilində elektron enerjisinin paylanması potensial quyu kimi təqdim edilə bilər.
Yuxarıda müzakirə edilən şərhdə elektron iş funksiyası potensial quyunun dərinliyinə bərabərdir, yəni.
Aout = eφ
Bu nəticə metallarda elektronların sürətinin Maksvellin paylanma qanununa tabe olduğunu və mütləq sıfır temperaturda sıfır olduğunu qəbul edən metalların klassik elektron nəzəriyyəsinə uyğundur. Bununla birlikdə, reallıqda keçirici elektronlar Fermi-Dirac kvant statistikasına tabe olur, buna görə mütləq sıfırda elektronların sürəti və müvafiq olaraq onların enerjisi sıfırdan fərqlidir.
Elektronların mütləq sıfırda malik olduğu maksimum enerji dəyərinə Fermi enerjisi E F deyilir. Bu statistikaya əsaslanan metalların keçiriciliyinin kvant nəzəriyyəsi iş funksiyasının fərqli şərhini verir. Elektron iş funksiyası metaldan eφ potensial maneənin hündürlüyü ilə Fermi enerjisi arasındakı fərqə bərabərdir.
A çıxış = eφ" - E F
burada φ" metal daxilindəki elektrik sahəsi potensialının orta qiymətidir.
Sadə maddələrdən elektronların iş funksiyası cədvəli
Cədvəldə səthi kalsinasiya və ya mexaniki müalicə ilə vakuumda təmizlənmiş polikristal nümunələr üçün elektron iş funksiyası dəyərləri göstərilir. Kifayət qədər etibarlı olmayan məlumatlar mötərizə içərisindədir.
|
Maddə |
Maddə formulası |
Elektron iş funksiyası (W, eV) |
|
alüminium |
||
|
berilyum |
||
|
karbon (qrafit) |
||
|
germanium |
||
|
manqan |
||
|
molibden |
||
|
palladium |
||
|
praseodimium |
||
|
qalay (γ-forma) |
||
|
qalay (β forması) |
||
|
stronsium |
||
|
volfram |
||
|
sirkonium |
Gərginlik tam olaraq nədir? Bu, elektrik sahəsinin gücünü təsvir etmək və ölçmək üsuludur. Gərginliyin özü müsbət və mənfi yüklərin ətrafında elektron sahəsi olmadan mövcud ola bilməz. Necə ki, maqnit sahəsi Şimal və Cənub qütblərini əhatə edir.
By müasir anlayışlar, elektronlar bir-birinə təsir etmir. Elektrik sahəsi bir yükdən gələn bir şeydir və onun varlığı digəri tərəfindən hiss edilə bilər.
Eyni şeyi gərginlik anlayışı haqqında da demək olar! Bu, bizə elektrik sahəsinin necə görünə biləcəyini təsəvvür etməyə kömək edir. Düzünü desəm, nə forması var, nə ölçüsü var, nə də elə bir şey. Lakin sahə elektronlar üzərində müəyyən bir qüvvə ilə işləyir.
Qüvvələr və onların yüklü hissəcik üzərində hərəkəti
Yüklənmiş elektron müəyyən sürətlənmə ilə bir qüvvəyə məruz qalır və bu, onun daha sürətli və daha sürətli hərəkət etməsinə səbəb olur. Bu qüvvə elektronu hərəkət etdirmək üçün işləyir.
Qüvvət xətləri yüklərin ətrafında görünən xəyali formalardır (elektrik sahəsi ilə müəyyən edilir) və bu sahəyə hər hansı bir yük yerləşdirsək, bir qüvvə yaşayacaqdır.
Elektrik xətlərinin xüsusiyyətləri:
- şimaldan cənuba səyahət;
- qarşılıqlı kəsişmələri yoxdur.
Niyə iki qüvvə xətti kəsişmir? Çünki bu, baş vermir həqiqi həyat. Deyilənlər fiziki bir modeldir və başqa bir şey deyil. Fiziklər onu elektrik sahəsinin davranışını və xüsusiyyətlərini təsvir etmək üçün icad etdilər. Model bu işdə çox yaxşıdır. Ancaq bunun sadəcə bir model olduğunu xatırlasaq, belə xətlərin nə üçün lazım olduğunu bilməliyik.
Sahə xətləri göstərir:
- elektrik sahələrinin istiqamətləri;
- gərginlik. Xətlər nə qədər yaxın olsa, sahə gücü bir o qədər çox olar və əksinə.
Modelimizin çəkilmiş qüvvə xətləri kəsişirsə, aralarındakı məsafə sonsuz kiçik olacaqdır. Enerji forması kimi sahənin gücünə görə və ona görə əsas qanunlar fizika bu mümkün deyil.
Potensial nədir?
Potensial yüklü hissəciyi potensialı sıfır olan birinci nöqtədən ikinci nöqtəyə köçürmək üçün sərf olunan enerjidir.
A və B nöqtələri arasındakı potensial fərq müəyyən müsbət elektronu A-dan B-yə ixtiyari bir yol boyunca hərəkət etdirmək üçün qüvvələrin gördüyü işdir.
Elektronun potensialı nə qədər böyük olarsa, vahid sahəyə düşən axının sıxlığı da bir o qədər çox olar. Bu fenomen cazibə qüvvəsinə bənzəyir. Kütlə nə qədər böyükdürsə, potensial bir o qədər böyükdür, vahid sahəyə düşən qravitasiya sahəsi bir o qədər sıx və sıxdır.
Aşağıdakı şəkildə aşağı axın sıxlığı ilə kiçik bir aşağı potensial yük göstərilmişdir.
Və aşağıda yüksək potensiala və axının sıxlığına malik bir yük var.
Məsələn: tufan zamanı elektronlar bir nöqtədə tükənir, digərində isə toplanaraq elektrik sahəsi əmələ gəlir. Qüvvət dielektrik sabitini qırmaq üçün kifayət olduqda, ildırım (elektronlardan ibarət) yaranır. Potensial fərq bərabərləşdirildikdə, elektrik sahəsi məhv olur.
Elektrostatik sahə
Bu, hərəkət etməyən yüklərdən əmələ gələn, zamanla sabit olan elektrik sahəsinin bir növüdür. Bir elektronun hərəkət etdirilməsi işi əlaqələrlə müəyyən edilir,
burada r1 və r2 q yükünün hərəkət trayektoriyasının başlanğıc və son nöqtələrinə qədər olan məsafələridir. Alınan düsturdan görünür ki, yükü bir nöqtədən nöqtəyə köçürərkən görülən iş trayektoriyadan asılı deyil, yalnız hərəkətin başlanğıcı və sonundan asılıdır.
Hər bir elektron bir qüvvəyə məruz qalır və buna görə də elektron bir sahədən keçərkən müəyyən bir iş yerinə yetirilir.
Elektrostatik sahədə iş trayektoriyadan deyil, yalnız səyahətin son nöqtələrindən asılıdır. Buna görə, qapalı bir döngə boyunca hərəkət baş verdikdə, yük orijinal vəziyyətinə qayıdır və işin miqdarı sıfıra bərabər olur. Bu, potensial düşmənin sıfır olması səbəbindən baş verir (çünki elektron eyni nöqtəyə qayıdır). Potensial fərq sıfır olduğundan, xalis iş də sıfır olacaq, çünki düşmə potensialı kulonlarda ifadə olunan yükün dəyərinə bölünən işə bərabərdir.
Vahid elektrik sahəsi haqqında
Gərginlik xətlərinin bir-birinə paralel olduğu iki əks yüklü yastı metal lövhələr arasındakı elektrik sahəsi homojen adlanır.
Niyə belə bir sahədə yükün qüvvəsi həmişə eyni olur? Simmetriya sayəsində. Sistem simmetrik olduqda və yalnız bir ölçü dəyişikliyi olduqda, bütün asılılıq yox olur. Cavab üçün bir çox başqa əsas səbəblər var, lakin simmetriya amili ən sadədir.
Müsbət yükün hərəkət etdirilməsi işi
Elektrik sahəsi– bu, regionda yüksək gərginliyə səbəb olan elektronların “+”dan “-”-ə keçməsidir.
Axın ondan keçən elektrik sahə xətlərinin sayıdır. Müsbət elektronlar hansı istiqamətdə hərəkət edəcək? Cavab: elektrik sahəsinin müsbət (yüksək potensial) mənfi (aşağı potensial) istiqamətində. Buna görə də müsbət yüklü hissəcik bu istiqamətdə hərəkət edəcək.
İstənilən nöqtədə sahənin intensivliyi həmin nöqtədə yerləşdirilən müsbət yükə təsir edən qüvvə kimi müəyyən edilir.
İş elektron hissəcikləri keçirici boyunca daşımaqdır. Ohm qanununa görə, hesablamanı həyata keçirmək üçün düsturların müxtəlif varyasyonlarından istifadə edərək işi müəyyən edə bilərsiniz.
Enerjinin saxlanması qanunundan belə çıxır ki, iş zəncirin ayrı bir hissəsində enerjinin dəyişməsidir. Müsbət yükü elektrik sahəsinə qarşı hərəkət etdirmək iş tələb edir və potensial enerjinin qazanılması ilə nəticələnir.
Nəticə
From məktəb kurikulumu Yüklü hissəciklərin ətrafında elektrik sahəsinin əmələ gəldiyini xatırlayırıq. Elektrik sahəsindəki hər hansı bir yük qüvvəyə məruz qalır və nəticədə yük hərəkət etdikdə müəyyən iş görülür. Daha böyük yük daha sıx və ya daha güclü elektrik sahəsi yaradan daha böyük potensial yaradır. Bu o deməkdir ki, vahid sahəyə daha çox axın və sıxlıq var.
Əhəmiyyətli məqam odur ki, yükü yüksək potensialdan aşağıya keçirmək üçün müəyyən bir qüvvə tərəfindən iş görülməlidir. Bu, qütblər arasındakı yük fərqini azaldır. Elektronları cərəyandan nöqtəyə köçürmək enerji tələb edir.
Məqaləyə şərhlər, əlavələr yazın, bəlkə nəyisə qaçırdım. Baxın, mənim haqqımda başqa faydalı bir şey tapsanız, şad olaram.
