§ 104. Work function ng mga electron na nag-iiwan ng metal
Ipinakikita ng karanasan na ang mga libreng electron ay halos hindi umaalis sa metal sa ordinaryong temperatura. Dahil dito, dapat mayroong isang nagpapabagal na electric field sa ibabaw na layer ng metal, na pumipigil sa mga electron mula sa pagtakas mula sa metal patungo sa nakapalibot na vacuum. Ang gawaing kinakailangan upang alisin ang isang elektron mula sa isang metal patungo sa isang vacuum ay tinatawag function ng trabaho. Ituro natin ang dalawa posibleng dahilan hitsura ng function ng trabaho:
1. Kung ang isang electron ay tinanggal mula sa isang metal para sa ilang kadahilanan, kung gayon ang isang labis na positibong singil ay lumitaw sa lugar kung saan ang electron ay umalis at ang elektron ay naaakit sa positibong singil na dulot ng kanyang sarili.
2. Ang mga indibidwal na electron, na umaalis sa metal, ay lumayo dito sa mga distansya ayon sa pagkakasunud-sunod ng atomic at sa gayon ay lumikha ng isang "electron cloud" sa itaas ng ibabaw ng metal, ang density nito ay mabilis na bumababa sa distansya. Ang ulap na ito, kasama ang panlabas na layer ng mga positibong ion ng sala-sala, ay bumubuo elektrikal na dobleng layer, ang patlang na kung saan ay katulad ng larangan ng isang parallel-plate capacitor. Ang kapal ng layer na ito ay katumbas ng ilang interatomic na distansya (10–10–10–9 m). Hindi ito lumilikha ng electric field sa panlabas na espasyo, ngunit pinipigilan ang mga libreng electron mula sa pagtakas mula sa metal.
Kaya, kapag ang isang electron ay umalis sa metal, dapat nitong malampasan ang electric field ng double layer na nagpapahina nito. Potensyal na pagkakaiba sa layer na ito, tinatawag potensyal na tumalon sa ibabaw, ay tinutukoy ng work function ( A) elektron mula sa metal:
saan e - singil ng elektron. Dahil walang electric field sa labas ng double layer, ang potential ng medium ay zero, at sa loob ng metal ang potential ay positive at katumbas ng . Ang potensyal na enerhiya ng isang libreng elektron sa loob ng isang metal ay - e at negatibong nauugnay sa vacuum. Batay dito, maaari nating ipagpalagay na ang buong dami ng metal para sa mga electron ng pagpapadaloy ay kumakatawan sa isang potensyal na balon na may patag na ilalim, na ang lalim ay katumbas ng function ng trabaho. A.
Ang function ng trabaho ay ipinahayag sa mga electron volts(eV): 1 eV ay katumbas ng gawaing ginawa ng mga puwersa ng field kapag gumagalaw ang isang elementarya na singil sa kuryente (isang singil na katumbas ng singil ng isang electron) kapag ito ay dumaan sa potensyal na pagkakaiba na 1 V. Dahil ang singil ng isang electron ay 1.610 –19 C, pagkatapos ay 1 eV = 1.610 –19 J.
Ang paggana ng trabaho ay nakasalalay sa kemikal na katangian ng mga metal at sa kalinisan ng kanilang ibabaw at nag-iiba sa loob ng ilang electron volts (halimbawa, para sa potassium A= 2.2 eV, para sa platinum A=6.3 eV). Sa pamamagitan ng pagpili ng isang patong sa ibabaw sa isang tiyak na paraan, maaari mong makabuluhang bawasan ang pag-andar ng trabaho. Halimbawa, kung ilalapat mo ang tungsten sa ibabaw (A= 4,5eV) layer ng alkaline earth metal oxide (Ca, Sr, Ba), pagkatapos ay ang work function ay nabawasan sa 2 eV.
§ 105. Emission phenomena at ang kanilang aplikasyon
Kung binibigyan natin ang mga electron sa mga metal ng enerhiya na kinakailangan upang mapagtagumpayan ang function ng trabaho, kung gayon ang ilan sa mga electron ay maaaring umalis sa metal, na nagreresulta sa hindi pangkaraniwang bagay ng paglabas ng elektron, o mga elektronikong emisyon. Depende sa paraan ng pagbibigay ng enerhiya sa mga electron, ang thermionic, photoelectronic, pangalawang electron at field emission ay nakikilala.
1. Thermionic emission ay ang paglabas ng mga electron sa pamamagitan ng pinainit na mga metal. Ang konsentrasyon ng mga libreng electron sa mga metal ay medyo mataas, samakatuwid, kahit na sa average na temperatura, dahil sa pamamahagi ng mga bilis ng elektron (enerhiya), ang ilang mga electron ay may sapat na enerhiya upang malampasan ang potensyal na hadlang sa hangganan ng metal. Sa pagtaas ng temperatura, ang bilang ng mga electron, ang kinetic energy ng thermal motion na mas malaki kaysa sa work function, ay tumataas at ang phenomenon ng thermionic emission ay nagiging kapansin-pansin.
Ang pag-aaral ng mga batas ng thermionic emission ay maaaring isagawa gamit ang pinakasimpleng two-electrode lamp - vacuum diode, na isang evacuated cylinder na naglalaman ng dalawang electrodes: isang cathode K at anode A. Sa pinakasimpleng kaso, ang katod ay isang filament na gawa sa isang refractory metal (halimbawa, tungsten), na pinainit ng isang electric current. Ang anode ay kadalasang tumatagal sa anyo ng isang metal na silindro na nakapalibot sa katod. Kung ang diode ay konektado sa circuit, tulad ng ipinapakita sa Fig. 152, pagkatapos ay kapag ang katod ay pinainit at ang isang positibong boltahe ay inilapat sa anode (kamag-anak sa katod), isang kasalukuyang lumitaw sa anode circuit ng diode. Kung babaguhin mo ang polarity ng baterya B at pagkatapos ay huminto ang kasalukuyang, gaano man kainit ang katod ay pinainit. Dahil dito, ang katod ay naglalabas ng mga negatibong particle - mga electron.
Kung pinapanatili namin ang temperatura ng pinainit na katod na pare-pareho at alisin ang pag-asa ng kasalukuyang anode ako at mula sa anode boltahe U A, - katangian ng kasalukuyang-boltahe(Larawan 153), lumalabas na hindi ito linear, iyon ay, para sa isang vacuum diode Ang batas ng Ohm ay hindi nasiyahan. Pag-asa ng thermionic kasalukuyang ako mula sa anode boltahe sa rehiyon ng maliit na positibong halaga U inilarawan ang batas ng tatlong segundo(itinatag ng Russian physicist na si S. A. Boguslavsky (1883-1923) at American physicist na si I. Langmuir (1881-1957)):
saan SA- koepisyent depende sa hugis at sukat ng mga electrodes, pati na rin ang kanilang kamag-anak na posisyon.
Habang tumataas ang boltahe ng anode, ang kasalukuyang pagtaas sa isang tiyak na pinakamataas na halaga ako kami, tinawag kasalukuyang saturation. Nangangahulugan ito na halos lahat ng mga electron na umaalis sa cathode ay umaabot sa anode, kaya ang karagdagang pagtaas sa lakas ng field ay hindi maaaring humantong sa pagtaas ng thermionic current. Dahil dito, ang saturation current density ay nagpapakilala sa emissivity ng cathode material.
Natutukoy ang saturation current density Richardson - Deshman formula, nagmula sa teorya batay sa mga istatistika ng quantum:
saan A- gumagana ang function ng mga electron na umaalis sa cathode, T - thermodynamic na temperatura, SA- pare-pareho, theoretically pantay na paggatas ng lahat ng mga metal (hindi ito kinumpirma ng eksperimento, na tila ipinaliwanag ng mga epekto sa ibabaw). Ang pagbaba sa paggana ng trabaho ay humahantong sa matalim na pagtaas saturation kasalukuyang density. Samakatuwid, ang mga oxide cathode ay ginagamit (halimbawa, nickel coated na may alkaline earth metal oxide), ang work function na kung saan ay 1-1.5 eV.
Sa Fig. Ipinapakita ng 153 ang kasalukuyang-boltahe na mga katangian para sa dalawang temperatura ng katod: T 1 at T 2, at T 2 >T 1 . SA Habang tumataas ang temperatura ng cathode, ang paglabas ng mga electron mula sa cathode ay nagiging mas matindi, at tumataas din ang saturation current. Sa U a =0, ang isang anode current ay sinusunod, ibig sabihin, ang ilang mga electron na ibinubuga ng cathode ay may sapat na enerhiya upang mapagtagumpayan ang work function at maabot ang anode nang hindi nag-aaplay ng electric field.
Ang phenomenon ng thermionic emission ay ginagamit sa mga device kung saan kinakailangan upang makakuha ng daloy ng mga electron sa isang vacuum, halimbawa sa mga vacuum tube, X-ray tubes, electron microscope, atbp. Ang mga electron tube ay malawakang ginagamit sa electrical at radio engineering , automation at telemechanics para sa pagwawasto ng mga alternating currents, amplification electrical signal at alternating currents, pagbuo ng electromagnetic oscillations, atbp. Depende sa layunin, ang mga karagdagang control electrodes ay ginagamit sa mga lamp.
2. Photoelectron emission ay ang paglabas ng mga electron mula sa isang metal sa ilalim ng impluwensya ng liwanag, pati na rin ang short-wave electromagnetic radiation (halimbawa, X-ray). Ang mga pangunahing prinsipyo ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tatalakayin kapag isinasaalang-alang ang photoelectric effect.
3. Pangalawang paglabas ng elektron- ay ang paglabas ng mga electron mula sa ibabaw ng mga metal, semiconductors o dielectrics kapag binomba ng isang sinag ng mga electron. Ang pangalawang daloy ng elektron ay binubuo ng mga electron na sinasalamin ng ibabaw (elastic at inelastically reflected electron), at "totoo" pangalawang electron - mga electron na na-knock out sa metal, semiconductor o dielectric ng mga pangunahing electron.
Pangalawang electron number ratio n 2 sa bilang ng primary n 1 , nagiging sanhi ng paglabas ay tinatawag pangalawang kadahilanan ng paglabas ng elektron:
Coefficient depende sa likas na katangian ng materyal na pang-ibabaw, ang enerhiya ng mga pambobomba na particle at ang kanilang anggulo ng saklaw sa ibabaw. Sa semiconductors at dielectrics higit pa sa mga metal. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa mga metal kung saan ang konsentrasyon ng mga electron ng pagpapadaloy ay mataas, ang mga pangalawang electron, na madalas na nagbabanggaan sa kanila, ay nawawalan ng enerhiya at hindi maaaring umalis sa metal. Sa semiconductors at dielectrics, dahil sa mababang konsentrasyon ng mga conduction electron, ang mga banggaan ng mga pangalawang electron sa kanila ay nangyayari nang mas madalas at ang posibilidad ng mga pangalawang electron na umalis sa emitter ay tumataas nang maraming beses.
Halimbawa sa Fig. Ipinapakita ng 154 ang qualitative dependence ng pangalawang electron emission coefficient mula sa enerhiya E mga electron ng insidente para sa KCl. Sa pagtaas ng enerhiya ng elektron tumataas habang ang mga pangunahing electron ay tumagos nang mas malalim sa kristal na sala-sala at, samakatuwid, nagpapatumba ng higit pang mga pangalawang electron. Gayunpaman, sa ilang enerhiya ng pangunahing mga electron nagsisimula nang bumaba. Ito ay dahil sa ang katunayan na habang ang lalim ng pagtagos ng mga pangunahing electron ay tumataas, nagiging mas mahirap para sa mga pangalawang electron na makatakas sa ibabaw. Ibig sabihin max para sa KCl ay umabot sa12 (para sa mga purong metal ay hindi ito lalampas sa 2).
Ang kababalaghan ng pangalawang paglabas ng elektron ay ginagamit sa mga tubo ng photomultiplier(PMT), naaangkop upang palakasin ang mahinang mga alon ng kuryente. Ang photomultiplier ay isang vacuum tube na may photocathode K at anode A, kung saan mayroong ilang mga electrodes - mga nagpapalabas(Larawan 155). Ang mga electron, na napunit mula sa photocathode sa ilalim ng impluwensya ng liwanag, ay pumasok sa emitter E 1, na dumadaan sa pabilis na potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng K at E 1. Ang E 1 ay na-knock out sa emitter mga electron. Ang daloy ng elektron sa gayon ay pinalakas ay nakadirekta sa emitter E 2, at ang proseso ng pagpaparami ay paulit-ulit sa lahat ng kasunod na mga emitter. Kung naglalaman ang PMT n emitters, pagkatapos ay sa anode A, tinatawag kolektor, lumalakas pala sa n beses ang kasalukuyang photoelectron.
4. Autoelectronic emissions ay ang paglabas ng mga electron mula sa ibabaw ng mga metal sa ilalim ng impluwensya ng isang malakas na panlabas na electric field. Ang mga phenomena na ito ay maaaring maobserbahan sa isang evacuated tube, ang pagsasaayos ng mga electrodes kung saan (cathode - tip, anode - panloob na ibabaw ng tubo) ay nagbibigay-daan, sa mga boltahe na humigit-kumulang 10 3 V, upang makakuha ng mga electric field na may lakas na humigit-kumulang 10 7 V / m. Sa isang unti-unting pagtaas ng boltahe, na nasa lakas ng field sa ibabaw ng katod na humigit-kumulang 10 5 -10 6 V/m, ang isang mahinang kasalukuyang lumitaw dahil sa mga electron na ibinubuga ng katod. Ang lakas ng kasalukuyang pagtaas na ito sa pagtaas ng boltahe sa buong tubo. Ang mga alon ay lumitaw kapag ang katod ay malamig, kaya ang inilarawan na kababalaghan ay tinatawag din malamig na paglabas. Ang isang paliwanag ng mekanismo ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay posible lamang sa batayan ng quantum theory.
Ang mga metal ay naglalaman ng mga conduction electron na bumubuo ng electron gas at nakikilahok sa thermal motion. Dahil ang mga conduction electron ay hawak sa loob ng metal, samakatuwid, malapit sa ibabaw ay may mga puwersang kumikilos sa mga electron at nakadirekta sa metal. Upang ang isang elektron ay umalis sa metal na lampas sa mga limitasyon nito, ang isang tiyak na halaga ng trabaho A ay dapat gawin laban sa mga puwersang ito, na tinatawag na gawain ng pag-alis ng elektron mula sa metal. Ang gawaing ito, natural, ay naiiba para sa iba't ibang mga metal.
Ang potensyal na enerhiya ng isang elektron sa loob ng isang metal ay pare-pareho at katumbas ng:
Wp = -eφ, kung saan ang j ay ang potensyal ng electric field sa loob ng metal.
21. Makipag-ugnayan sa potensyal na pagkakaiba - ito ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga konduktor na nangyayari kapag ang dalawang magkaibang konduktor na may parehong temperatura ay nagkadikit.
Kapag nagkadikit ang dalawang konduktor na may magkaibang mga pag-andar sa trabaho, lumilitaw ang mga singil sa kuryente sa mga konduktor. At ang isang potensyal na pagkakaiba ay lumitaw sa pagitan ng kanilang mga libreng dulo. Ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga punto na matatagpuan sa labas ng mga konduktor, malapit sa kanilang ibabaw, ay tinatawag na potensyal na pagkakaiba sa pakikipag-ugnay. Dahil ang mga konduktor ay nasa parehong temperatura, sa kawalan ng isang inilapat na boltahe ang patlang ay maaari lamang umiral sa mga layer ng hangganan (Volta's Rule). Mayroong panloob na potensyal na pagkakaiba (kapag ang mga metal ay nakipag-ugnay) at isang panlabas (sa isang puwang). Ang halaga ng potensyal na pagkakaiba sa panlabas na pakikipag-ugnay ay katumbas ng pagkakaiba sa mga function ng trabaho na nauugnay sa singil ng elektron. Kung ang mga konduktor ay konektado sa isang singsing, kung gayon ang emf sa singsing ay magiging katumbas ng 0. Para sa magkaibang mag-asawa Para sa mga metal, ang halaga ng contact potential difference ay mula sa tenths ng isang volt hanggang sa mga unit ng volts.
Ang pagpapatakbo ng isang thermoelectric generator ay batay sa paggamit ng thermoelectric effect, ang kakanyahan nito ay kapag ang junction (junction) ng dalawang magkaibang mga metal ay pinainit, ang isang potensyal na pagkakaiba ay lumitaw sa pagitan ng kanilang mga libreng dulo, na may mas mababang temperatura, o ang tinatawag na thermoelectromotive force (thermo-EMF). Kung isasara mo ang naturang thermoelement (thermocouple) sa isang panlabas na pagtutol, pagkatapos ay isang electric current ang dadaloy sa circuit (Larawan 1). Kaya, sa panahon ng thermoelectric phenomena, ang isang direktang conversion ng thermal energy sa elektrikal na enerhiya ay nangyayari.
Ang magnitude ng thermoelectromotive force ay tinutukoy ng humigit-kumulang sa pamamagitan ng formula E = a(T1 – T2)
22. Isang magnetic field - isang puwersang patlang na kumikilos sa paglipat ng mga singil sa kuryente at sa mga katawan na may magnetic moment, anuman ang estado ng kanilang paggalaw; magnetic component ng electro magnetic field
Paglipat ng bayad q, ay lumilikha ng magnetic field sa paligid nito, ang induction nito
kung saan ang bilis ng electron, ay ang distansya mula sa electron sa isang ibinigay na field point, μ - kamag-anak na magnetic permeability ng daluyan, μ 0 = 4π ·10 -7 Gn/m- magnetic constant.
Magnetic induction- dami ng vector, na katangian ng kapangyarihan magnetic field (epekto nito sa mga naka-charge na particle) sa isang partikular na punto sa espasyo. Tinutukoy ang puwersa kung saan kumikilos ang isang magnetic field sa isang singil na gumagalaw nang mabilis.
Higit na partikular, ito ay isang vector na ang puwersa ng Lorentz na kumikilos mula sa magnetic field sa isang singil na gumagalaw nang may bilis ay katumbas ng
23. Ayon sa batas ng Biot-Savart-Laplace elemento ng tabas dl, kung saan dumadaloy ang kasalukuyang ako, ay lumilikha ng magnetic field sa paligid nito, ang induction nito sa isang tiyak na punto K
saan ang distansya mula sa punto K sa kasalukuyang elemento dl, α – anggulo sa pagitan ng radius vector at ng kasalukuyang elemento dl.
Ang direksyon ng vector ay matatagpuan sa pamamagitan ng Ang tuntunin ni Maxwell(gimlet): kung i-screw mo ang isang gimlet na may isang kanang kamay na sinulid sa direksyon ng kasalukuyang sa elemento ng konduktor, ang direksyon ng paggalaw ng hawakan ng gimlet ay magsasaad ng direksyon ng magnetic induction vector.
Paglalapat ng batas ng Biot-Savart-Laplace sa mga contour iba't ibang uri, nakukuha namin ang:
· sa gitna ng isang pabilog na pagliko ng radius R na may kasalukuyang lakas ako magnetic induction
magnetic induction sa axis ng circular current 
saan a– distansya mula sa punto kung saan naghahanap ang isa B sa eroplano ng pabilog na kasalukuyang,
· isang field na nilikha ng isang walang katapusan na mahabang konduktor na nagdadala ng kasalukuyang nasa malayo r mula sa konduktor
· field na nilikha ng isang conductor na may hangganan ang haba sa layo r mula sa konduktor (Larawan 15) 
· field sa loob ng isang toroid o walang katapusan na mahabang solenoid n– bilang ng mga pagliko sa bawat yunit ng haba ng solenoid (toroid)
Ang magnetic induction vector ay nauugnay sa lakas ng magnetic field sa pamamagitan ng kaugnayan
Densidad ng volumetric na enerhiya magnetic field:
25 .Sa isang may charge na particle na gumagalaw sa magnetic field na may induction B sa bilis υ , mula sa magnetic field ay may tinatawag na puwersa Lorentz force
at ang modulus ng puwersang ito ay katumbas ng 
.
Ang direksyon ng puwersa ng Lorentz ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng panuntunan sa kaliwang kamay: kung ilalagay mo kaliwang kamay upang ang bahagi ng induction vector na patayo sa bilis ay pumasok sa palad, at ang apat na daliri ay matatagpuan sa direksyon ng bilis ng paggalaw ng positibong singil (o laban sa direksyon ng bilis ng negatibong singil), pagkatapos ay ang nakayuko hinlalaki ay magsasaad ng direksyon ng puwersa ng Lorentz
26 .Prinsipyo ng pagpapatakbo ng cyclic charged particle accelerators.
Ang kalayaan ng panahon ng pag-ikot T ng isang sisingilin na particle sa isang magnetic field ay ginamit ng Amerikanong siyentipiko na si Lawrence sa ideya ng isang cyclotron - isang sisingilin na particle accelerator.
Cyclotron ay binubuo ng dalawang dees D 1 at D 2 - guwang na metal na kalahating silindro na inilagay sa isang mataas na vacuum. Ang isang accelerating electric field ay nilikha sa pagitan ng mga dees. Ang isang sisingilin na particle na pumapasok sa puwang na ito ay nagpapataas ng bilis nito at lumilipad sa espasyo ng kalahating silindro (dee). Ang mga dees ay inilalagay sa isang pare-parehong magnetic field, at ang tilapon ng particle sa loob ng mga dees ay magiging hubog sa isang bilog. Kapag ang particle ay pumasok sa puwang sa pagitan ng mga dees sa pangalawang pagkakataon, ang polarity ng electric field ay nagbabago at ito ay muling nagiging accelerating. Ang isang pagtaas sa bilis ay sinamahan ng isang pagtaas sa radius ng tilapon. Sa pagsasagawa, ang isang alternating field na may dalas na ν= 1/T=(B/2π)(q/m) ay inilalapat sa mga dees. Ang bilis ng particle ay tumataas sa bawat oras sa pagitan ng mga dees sa ilalim ng impluwensya ng electric field.
27.Kapangyarihan ng ampere ay ang puwersa na kumikilos sa isang konduktor kung saan dumadaloy ang kasalukuyang ako, na matatagpuan sa isang magnetic field
Δ l– haba ng konduktor, at direksyon tumutugma sa direksyon ng kasalukuyang sa konduktor.
Ampere power module: 
.
Dalawang parallel na walang katapusan na mahabang tuwid na conductor na nagdadala ng mga alon ako 1 At ako 2 nakikipag-ugnayan sa bawat isa nang may puwersa
saan l- haba ng seksyon ng konduktor, r- distansya sa pagitan ng mga konduktor.
28. Pakikipag-ugnayan ng magkatulad na alon - batas ng Ampere
Ngayon ay madali kang makakuha ng formula para sa pagkalkula ng puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang magkatulad na alon.
Kaya, sa pamamagitan ng dalawang mahabang tuwid na parallel conductor (Larawan 440), na matatagpuan sa layo na R mula sa isa't isa (na marami, 15 beses na mas mababa kaysa sa haba ng mga conductor), ang mga direktang alon I 1, I 2 ay dumadaloy.
Ayon sa teorya ng larangan, ang pakikipag-ugnayan ng mga konduktor ay ipinaliwanag tulad ng sumusunod: ang isang electric current sa unang konduktor ay lumilikha ng isang magnetic field na nakikipag-ugnayan sa isang electric current sa pangalawang konduktor. Upang ipaliwanag ang paglitaw ng puwersa na kumikilos sa unang konduktor, kinakailangan na "lumipat ng mga tungkulin" ng mga konduktor: ang pangalawa ay lumilikha ng isang patlang na kumikilos sa una. Iikot sa isip ang kanang turnilyo, paikutin gamit ang iyong kaliwang kamay (o gamitin ang cross product) at siguraduhing kapag ang mga alon ay dumadaloy sa isang direksyon, ang mga konduktor ay umaakit, at kapag ang mga agos ay dumadaloy sa magkasalungat na direksyon, ang mga konduktor ay nagtataboy1.
Kaya, ang puwersa na kumikilos sa isang seksyon ng haba Δl ng pangalawang konduktor ay ang puwersa ng Ampere, ito ay katumbas ng
kung saan ang B1 ay ang induction ng magnetic field na nilikha ng unang conductor. Kapag isinusulat ang formula na ito, isinasaalang-alang na ang induction vector B1 ay patayo sa pangalawang konduktor. Ang induction ng field na nilikha ng direktang kasalukuyang sa unang konduktor, sa lokasyon ng pangalawa, ay katumbas ng
Mula sa mga formula (1), (2) sumusunod na ang puwersa na kumikilos sa napiling seksyon ng pangalawang konduktor ay katumbas ng
29. Isang coil na may kasalukuyang sa isang magnetic field.
Kung inilagay mo sa isang magnetic field hindi isang conductor, ngunit isang coil (o coil) na may kasalukuyang at ilagay ito patayo, pagkatapos, paglalapat ng left-hand rule sa upper at lower side ng coil, nakuha namin na ang electromagnetic forces F ang pagkilos sa mga ito ay ididirekta sa iba't ibang direksyon. Bilang resulta ng pagkilos ng dalawang puwersang ito, lumilitaw ang isang electromagnetic torque M, na magiging sanhi ng pag-ikot ng coil, sa sa kasong ito clockwise. Sa sandaling ito
kung saan ang D ay ang distansya sa pagitan ng mga gilid ng coil.
Ang likid ay iikot sa magnetic field hanggang sa kumuha ito ng isang posisyon na patayo sa mga linya ng magnetic field (Larawan 50, b). Sa posisyong ito, ang pinakamalaking magnetic flux ay dadaan sa coil. Dahil dito, ang isang coil o kasalukuyang-carrying coil na ipinakilala sa isang panlabas na magnetic field ay palaging may posibilidad na sumakop sa isang posisyon na ang pinakamalaking posibleng magnetic flux ay dumadaan sa coil.
Magnetic moment, magnetic dipole moment- ang pangunahing dami na nagpapakilala sa mga magnetic na katangian ng isang sangkap (ang pinagmulan ng magnetism, ayon sa teoryang klasiko electromagnetic phenomena ay electric macro- at microcurrents; ang saradong kasalukuyang ay itinuturing na elementarya na pinagmumulan ng magnetism). Ang mga elemento ng elementarya ay may magnetic moment, atomic nuclei, mga elektronikong shell ng mga atom at molekula. Magnetic na sandali elementarya na mga particle(mga electron, proton, neutron at iba pa), tulad ng ipinakita ng quantum mechanics, ay dahil sa pagkakaroon ng kanilang sariling mekanikal na sandali - spin.
30. Magnetic flux - pisikal na bilang, katumbas ng density ng flux ng mga linya ng field na dumadaan sa isang infinitesimal na lugar dS. Daloy F sa bilang integral ng magnetic induction vector SA sa pamamagitan ng isang may hangganang ibabaw S Natukoy sa pamamagitan ng isang integral sa ibabaw ng ibabaw.
31. Ang gawain ng paglipat ng isang kasalukuyang nagdadala ng conductor sa isang magnetic field
Isaalang-alang natin ang isang kasalukuyang-carrying circuit na nabuo ng mga nakapirming wire at isang movable jumper na may haba l na dumudulas sa kanila (Larawan 2.17). Ang circuit na ito ay matatagpuan sa isang panlabas na unipormeng magnetic field na patayo sa eroplano ng circuit.
Ang kasalukuyang elemento I (gumagalaw na kawad) ng haba l ay inaaksyunan ng isang puwersa ng Ampere na nakadirekta sa kanan:
Hayaang gumalaw ang konduktor l parallel sa sarili nito sa layo na dx. Gagawin nito ang sumusunod:
dA=Fdx=IBldx=IBdS=IdФ
Ang gawaing ginawa ng isang konduktor sa isang kasalukuyang kapag gumagalaw ay ayon sa bilang na katumbas ng produkto ng kasalukuyang at ang magnetic flux na tinawid ng konduktor na ito.
Ang formula ay nananatiling wasto kung ang isang konduktor ng anumang hugis ay gumagalaw sa anumang anggulo sa mga linya ng magnetic induction vector.
32. Magnetization ng bagay . Ang mga permanenteng magnet ay maaaring gawin mula sa medyo kaunting mga sangkap, ngunit ang lahat ng mga sangkap na inilagay sa isang magnetic field ay magnetized, ibig sabihin, sila mismo ay nagiging mga mapagkukunan ng isang magnetic field. Bilang isang resulta, ang magnetic induction vector sa pagkakaroon ng bagay ay naiiba mula sa magnetic induction vector sa isang vacuum.
Ang magnetic moment ng isang atom ay binubuo ng mga orbital at intrinsic na sandali ng mga electron na kasama sa komposisyon nito, pati na rin ang magnetic moment ng nucleus (na tinutukoy ng magnetic moments ng elementary particles na kasama sa nucleus - mga proton at mga neutron). Ang magnetic moment ng nucleus ay mas maliit kaysa sa mga sandali ng mga electron; samakatuwid, kapag isinasaalang-alang ang maraming mga isyu, maaari itong mapabayaan at maaari itong ipagpalagay na ang magnetic moment ng isang atom ay katumbas ng vector sum ng magnetic moments ng mga electron. Ang magnetic moment ng isang molekula ay maaari ding isaalang-alang katumbas ng halaga magnetic moments ng mga electron na kasama sa komposisyon nito.
Kaya, ang isang atom ay isang kumplikadong magnetic system, at ang magnetic moment ng atom sa kabuuan ay katumbas ng vector sum ng magnetic moments ng lahat ng electron.
Magnetics at tinatawag na mga sangkap na maaaring ma-magnetize sa isang panlabas na magnetic field, i.e. may kakayahang lumikha ng kanilang sariling magnetic field. Ang intrinsic na larangan ng mga sangkap ay nakasalalay sa mga magnetic na katangian ng kanilang mga atomo. Sa ganitong kahulugan, ang mga magnet ay magnetic analogues ng dielectrics.
Ayon sa mga klasikal na konsepto, ang isang atom ay binubuo ng mga electron na gumagalaw sa mga orbit sa paligid ng isang positibong sisingilin na nucleus, na kung saan ay binubuo ng mga proton at neutron.
Ang lahat ng mga sangkap ay magnetic, i.e. lahat ng mga sangkap ay magnetized sa isang panlabas na magnetic field, ngunit ang likas na katangian at antas ng magnetization ay naiiba. Depende dito, ang lahat ng magnet ay nahahati sa tatlong uri: 1) diamagnetic; 2) paramagnetic na materyales; 3) ferromagnets.
Mga diamagnet. - Kabilang dito ang maraming mga metal (halimbawa, tanso, sink, pilak, mercury, bismuth), karamihan sa mga gas, posporus, asupre, kuwarts, tubig, ang karamihan mga organikong compound atbp.
Ang mga diamagnet ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na katangian:
2) ang sarili nitong magnetic field ay nakadirekta laban sa panlabas at bahagyang nagpapahina nito (m<1);
3) walang natitirang magnetism (ang sariling magnetic field ng diamagnetic ay nawawala pagkatapos maalis ang panlabas na field).
Ang unang dalawang katangian ay nagpapahiwatig na ang kamag-anak na magnetic permeability m ng diamagnetic na materyales ay bahagyang mas mababa sa 1. Halimbawa, ang pinakamalakas sa diamagnetic na materyales, bismuth, ay may m = 0.999824.
Mga Paramagnet- Kabilang dito ang mga metal na alkali at alkaline earth, aluminyo, tungsten, platinum, oxygen, atbp.
Ang mga paramagnetic na materyales ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na katangian:
1) napakahina na magnetization sa isang panlabas na magnetic field;
2) ang sariling magnetic field ay nakadirekta kasama ang panlabas na isa at bahagyang pinahuhusay ito (m>1);
3) walang natitirang magnetism.
Mula sa unang dalawang pag-aari ay sumusunod na ang halaga ng m ay bahagyang mas malaki kaysa sa 1. Halimbawa, para sa isa sa pinakamalakas na paramagnets - platinum - ang kamag-anak na magnetic permeability m = 1.00036.
33.Ferromagnets - Kabilang dito ang iron, nickel, cobalt, gadolinium, ang kanilang mga haluang metal at compound, pati na rin ang ilang mga haluang metal at compound ng manganese at chromium na may mga non-ferromagnetic na elemento. Ang lahat ng mga sangkap na ito ay may ferromagnetic properties lamang sa mala-kristal na estado.
Ang mga ferromagnets ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na katangian:
1) napakalakas na magnetization;
2) ang sariling magnetic field ay nakadirekta kasama ang panlabas at makabuluhang pinahusay ito (ang mga halaga ng m ay mula sa ilang daan hanggang ilang daang libo);
3) relatibong magnetic permeability m ay depende sa magnitude ng magnetizing field;
4) mayroong natitirang magnetism.
Domain- isang macroscopic na rehiyon sa isang magnetic crystal kung saan ang oryentasyon ng spontaneous homogeneous magnetization vector o ang antiferromagnetism vector (sa temperatura sa ibaba ng Curie o Néel point, ayon sa pagkakabanggit) sa isang tiyak na - mahigpit na iniutos - paraan ay pinaikot o inililipat, iyon ay , polarized, nauugnay sa mga direksyon ng kaukulang vector sa mga kalapit na domain.
Ang mga domain ay mga pormasyon na binubuo ng napakalaking bilang ng [nakaayos] na mga atomo at kung minsan ay nakikita ng mata (mga sukat sa pagkakasunud-sunod ng 10−2 cm3).
Umiiral ang mga domain sa ferro- at antiferromagnetic, ferroelectric crystals at iba pang substance na may spontaneous long-range order.
Curie point, o temperatura ng Curie,- ang temperatura ng isang second-order phase transition na nauugnay sa isang biglaang pagbabago sa mga katangian ng symmetry ng isang substance (halimbawa, magnetic - sa ferromagnets, electric - sa ferroelectrics, crystal chemical - sa ordered alloys). Pinangalanan sa P. Curie. Sa temperaturang T sa ibaba ng Curie point Q, ang mga ferromagnets ay may kusang magnetization at isang partikular na magnetic-crystalline symmetry. Sa Curie point (T=Q), sapat na ang intensity ng thermal motion ng mga atom ng isang ferromagnet upang sirain ang kusang magnetization nito ("magnetic order") at baguhin ang symmetry nito, bilang resulta ang ferromagnet ay nagiging paramagnetic. Katulad nito, para sa mga antiferromagnets sa T=Q (sa tinatawag na antiferromagnetic Curie point o Néel point), ang kanilang katangian na magnetic structure (magnetic sublattices) ay nawasak, at ang mga antiferromagnetic ay nagiging paramagnetic. Sa ferroelectrics at antiferroelectrics sa T=Q, binabawasan ng thermal motion ng atoms sa zero ang spontaneous ordered orientation ng mga electric dipoles ng elementary cells ng crystal lattice. Sa mga iniutos na haluang metal, sa punto ng Curie (sa kaso ng mga haluang metal, tinatawag din itong punto.
Magnetic hysteresis sinusunod sa magnetically ordered substances (sa isang tiyak na hanay ng temperatura), halimbawa, sa ferromagnets, kadalasang nahahati sa mga domain ng isang rehiyon ng spontaneous (spontaneous) magnetization, kung saan ang magnitude ng magnetization (magnetic moment per unit volume) ay pareho, ngunit ang mga direksyon ay naiiba.
Sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na magnetic field, ang bilang at laki ng mga domain na na-magnetize ng field ay tumataas sa kapinsalaan ng iba pang mga domain. Ang mga magnetization vector ng mga indibidwal na domain ay maaaring paikutin sa kahabaan ng field. Sa isang sapat na malakas na magnetic field, ang ferromagnet ay na-magnetize sa saturation, at binubuo ito ng isang domain na may saturation magnetization na JS na nakadirekta sa panlabas na field H.
Karaniwang pag-asa ng magnetization sa magnetic field sa kaso ng hysteresis
34. Magnetic field ng Earth
Tulad ng alam mo, ang magnetic field ay isang espesyal na uri ng force field na nakakaapekto sa mga katawan na may magnetic properties, pati na rin ang paglipat ng mga electric charge. Sa isang tiyak na lawak, ang isang magnetic field ay maaaring ituring na isang espesyal na uri ng bagay na nagpapadala ng impormasyon sa pagitan ng mga electric charge at mga katawan na may magnetic moment. Alinsunod dito, ang magnetic field ng Earth ay isang magnetic field na nilikha dahil sa mga salik na nauugnay sa functional na mga tampok ng ating planeta. Iyon ay, ang geomagnetic field ay nilikha ng Earth mismo, at hindi ng mga panlabas na mapagkukunan, kahit na ang huli ay may isang tiyak na epekto sa magnetic field ng planeta.
Kaya, ang mga katangian ng magnetic field ng Earth ay hindi maiiwasang nakasalalay sa mga katangian ng pinagmulan nito. Ang pangunahing teorya na nagpapaliwanag sa paglitaw ng patlang ng puwersa na ito ay nauugnay sa daloy ng mga alon sa likidong metal na core ng planeta (ang temperatura sa core ay napakataas na ang mga metal ay nasa likidong estado). Ang enerhiya ng magnetic field ng Earth ay nabuo sa pamamagitan ng tinatawag na hydromagnetic dynamo mechanism, na sanhi ng multidirectionality at asymmetry ng electric currents. Bumubuo sila ng mas mataas na mga paglabas ng kuryente, na humahantong sa pagpapalabas ng thermal energy at ang paglitaw ng mga bagong magnetic field. Kapansin-pansin, ang mekanismo ng hydromagnetic dynamo ay may kakayahang "mag-self-excite," ibig sabihin, ang aktibong aktibidad ng kuryente sa loob ng core ng lupa ay patuloy na bumubuo ng isang geomagnetic field na walang panlabas na impluwensya.
35.Magnetization - pisikal na dami ng vector na nagpapakilala sa magnetic state ng isang macroscopic na pisikal na katawan. Ito ay karaniwang itinalagang M. Ito ay tinukoy bilang magnetic moment ng isang unit volume ng isang substance:
Dito, ang M ay ang magnetization vector; - magnetic moment vector; V - dami.
SA pangkalahatang kaso(sa kaso ng isang hindi uniporme, para sa isang kadahilanan o iba pa, medium) magnetization ay ipinahayag bilang
at ito ay isang function ng mga coordinate. Nasaan ang kabuuang magnetic moment ng mga molekula sa volume dV Ang ugnayan sa pagitan ng M at ang lakas ng magnetic field H sa diamagnetic at paramagnetic na mga materyales ay karaniwang linear (hindi bababa sa kapag ang magnetizing field ay hindi masyadong malaki):
kung saan ang χm ay tinatawag na magnetic suceptibility. Sa mga ferromagnetic na materyales ay walang malinaw na relasyon sa pagitan ng M at H dahil sa magnetic hysteresis, at ang magnetic susceptibility tensor ay ginagamit upang ilarawan ang pagtitiwala.
Lakas ng magnetic field(standard designation H) ay isang vector physical quantity na katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng magnetic induction vector B at ng magnetization vector M.
SA Internasyonal na sistema units (SI): H = (1/µ 0)B - M kung saan ang µ 0 ay ang magnetic constant.
Magnetic permeability- isang pisikal na dami, isang koepisyent (depende sa mga katangian ng daluyan) na nagpapakilala sa kaugnayan sa pagitan ng magnetic induction B at lakas ng magnetic field H sa isang sangkap. Ang koepisyent na ito ay naiiba para sa iba't ibang media, kaya pinag-uusapan nila ang magnetic permeability ng isang partikular na daluyan (ibig sabihin ang komposisyon, estado, temperatura, atbp.).
Karaniwang tinutukoy ng letrang Griyego na µ. Ito ay maaaring alinman sa isang scalar (para sa isotropic substance) o isang tensor (para sa anisotropic substance).
Sa pangkalahatan, ang ugnayan sa pagitan ng magnetic induction at lakas ng magnetic field sa pamamagitan ng magnetic permeability ay ipinakilala bilang
at sa pangkalahatang kaso dito dapat itong maunawaan bilang isang tensor, na sa notasyon ng bahagi ay tumutugma sa
Para sa bawat singil sa isang electric field ay may puwersa na maaaring ilipat ang singil na ito. Tukuyin ang gawain A ng paglipat ng isang puntong positibong singil q mula sa punto O patungo sa punto n, na ginagawa ng mga puwersa ng electric field ng isang negatibong singil Q. Ayon sa batas ng Coulomb, ang puwersang gumagalaw sa singil ay variable at katumbas ng
Kung saan ang r ay ang variable na distansya sa pagitan ng mga singil.
. Ang expression na ito ay maaaring makuha tulad nito:
Ang dami ay kumakatawan sa potensyal na enerhiya W p ng singil sa isang naibigay na punto sa electric field:
Ang tanda (-) ay nagpapakita na kapag ang isang singil ay inilipat ng isang patlang, ang potensyal na enerhiya nito ay bumababa, na nagiging gawain ng paggalaw.
Ang isang halaga na katumbas ng potensyal na enerhiya ng isang unit positive charge (q = +1) ay tinatawag na electric field potential.
Pagkatapos 
. Para sa q = +1.
Kaya, ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang punto ng patlang ay katumbas ng gawain ng mga puwersa ng patlang na ilipat ang isang yunit na positibong singil mula sa isang punto patungo sa isa pa.
Ang potensyal ng isang electric field point ay katumbas ng gawaing ginawa upang ilipat ang isang unit positive charge mula sa isang partikular na punto patungo sa infinity: . Yunit ng pagsukat - Volt = J/C.
Ang gawain ng paglipat ng isang singil sa isang electric field ay hindi nakasalalay sa hugis ng landas, ngunit nakasalalay lamang sa potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng simula at pagtatapos ng mga punto ng landas.
Ang isang ibabaw sa lahat ng mga punto kung saan ang potensyal ay pareho ay tinatawag na equipotential.
Ang lakas ng patlang ay ang katangian ng kapangyarihan nito, at ang potensyal ay ang katangian ng enerhiya nito.
Ang ugnayan sa pagitan ng lakas ng field at potensyal nito ay ipinahayag ng formula
,
ang tanda (-) ay dahil sa ang katunayan na ang lakas ng field ay nakadirekta sa direksyon ng pagbaba ng potensyal, at sa direksyon ng pagtaas ng potensyal.
5. Paggamit ng mga electric field sa medisina.
Franklinization, o "electrostatic shower", ay isang panterapeutika na paraan kung saan ang katawan ng pasyente o ilang bahagi nito ay nakalantad sa isang pare-parehong high-voltage na electric field.
Ang patuloy na electric field sa panahon ng pangkalahatang pamamaraan ng pagkakalantad ay maaaring umabot sa 50 kV, na may lokal na impluwensya 15 – 20 kV.
Mekanismo ng therapeutic action. Ang pamamaraan ng franklinization ay isinasagawa sa isang paraan na ang ulo ng pasyente o ibang bahagi ng katawan ay nagiging tulad ng isa sa mga capacitor plate, habang ang pangalawa ay isang electrode na sinuspinde sa itaas ng ulo o naka-install sa itaas ng site ng pagkakalantad sa layo na 6 - 10 cm. Sa ilalim ng impluwensya ng mataas na boltahe sa ilalim ng mga tip ng mga karayom na nakakabit sa elektrod, ang air ionization ay nangyayari sa pagbuo ng mga air ions, ozone at nitrogen oxides.
Ang paglanghap ng ozone at air ions ay nagdudulot ng reaksyon sa vascular network. Matapos ang isang panandaliang spasm ng mga daluyan ng dugo, ang mga capillary ay lumalawak hindi lamang sa mababaw na mga tisyu, kundi pati na rin sa mga malalim. Bilang isang resulta, ang mga proseso ng metabolic at trophic ay napabuti, at sa pagkakaroon ng pinsala sa tisyu, ang mga proseso ng pagbabagong-buhay at pagpapanumbalik ng mga pag-andar ay pinasigla.
Bilang resulta ng pinabuting sirkulasyon ng dugo, normalisasyon metabolic proseso at nerve function, mayroong pagbaba sa pananakit ng ulo, nadagdagan presyon ng dugo, nadagdagan tono ng vascular, nabawasan ang rate ng puso.
Ang paggamit ng franklinization ay ipinahiwatig para sa mga functional disorder sistema ng nerbiyos
Mga halimbawa ng paglutas ng problema
1. Kapag gumagana ang franklinization apparatus, 500,000 light air ions ang nabubuo bawat segundo sa 1 cm 3 ng hangin. Tukuyin ang gawain ng ionization na kinakailangan upang lumikha ng parehong dami ng mga air ions sa 225 cm 3 ng hangin sa panahon ng sesyon ng paggamot (15 min). Ang potensyal ng ionization ng mga molekula ng hangin ay ipinapalagay na 13.54 V, at ang hangin ay karaniwang itinuturing na isang homogenous na gas.
- potensyal ng ionization, A - ionization work, N - bilang ng mga electron.
2. Kapag nagpapagamot sa isang electrostatic shower, ang isang potensyal na pagkakaiba ng 100 kV ay inilalapat sa mga electrodes ng electric machine. Tukuyin kung gaano karaming singil ang pumasa sa pagitan ng mga electrodes sa panahon ng isang pamamaraan ng paggamot, kung alam na ang mga puwersa ng electric field ay gumagawa ng 1800 J ng trabaho.
Mula rito 
Electric dipole sa gamot
Ayon sa teorya ni Einthoven, na pinagbabatayan ng electrocardiography, ang puso ay electric dipole, na matatagpuan sa gitna ng isang equilateral triangle (Einthoven triangle), ang mga vertices nito ay maaaring kumbensyonal na isaalang-alang 
matatagpuan sa kanang kamay, kaliwang braso at kaliwang binti.
Sa panahon ng cycle ng puso parehong ang posisyon ng dipole sa kalawakan at ang dipole moment ay nagbabago. Ang pagsukat ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga vertices ng Einthoven triangle ay nagbibigay-daan sa amin upang matukoy ang kaugnayan sa pagitan ng mga projection ng dipole moment ng puso papunta sa mga gilid ng triangle gaya ng sumusunod:
Alam ang mga boltahe U AB, U BC, U AC, matutukoy mo kung paano naka-orient ang dipole na may kaugnayan sa mga gilid ng tatsulok.
Sa electrocardiography, ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang punto sa katawan (sa kasong ito, sa pagitan ng mga vertices ng Einthoven's triangle) ay tinatawag na lead.
Ang pagpaparehistro ng potensyal na pagkakaiba sa mga lead depende sa oras ay tinatawag electrocardiogram.
Ang geometric na lokasyon ng mga end point ng dipole moment vector sa panahon ng cardiac cycle ay tinatawag vector cardiogram.
Lektura Blg. 4
Contact phenomena
1. Makipag-ugnayan sa potensyal na pagkakaiba. Mga batas ni Volta.
2. Thermoelectricity.
3. Thermocouple, ang paggamit nito sa medisina.
4. Potensyal sa pagpapahinga. Potensyal ng pagkilos at pamamahagi nito.
- Makipag-ugnayan sa potensyal na pagkakaiba. Mga batas ni Volta.
Kapag ang magkakaibang mga metal ay malapit na nakipag-ugnay, isang potensyal na pagkakaiba ang lumitaw sa pagitan nila, depende lamang sa kanila komposisyong kemikal at temperatura (unang batas ng Volta). Ang potensyal na pagkakaiba na ito ay tinatawag na contact.
Upang iwanan ang metal at mapunta sa kapaligiran, ang elektron ay dapat gumawa ng trabaho laban sa mga puwersa ng pagkahumaling sa metal. Ang gawaing ito ay tinatawag na work function ng isang electron na umaalis sa metal.
Pagsamahin natin ang dalawang magkaibang metal 1 at 2, na mayroong work function na A 1 at A 2, ayon sa pagkakabanggit, at A 1< 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). Dahil dito, sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa mga metal, ang mga libreng electron ay "pumped" mula sa unang metal hanggang sa pangalawa, bilang isang resulta kung saan ang unang metal ay sinisingil ng positibo, ang pangalawa - negatibo. Ang potensyal na pagkakaiba na lumitaw sa kasong ito ay lumilikha ng isang electric field ng intensity E, na nagpapahirap para sa karagdagang "pagbomba" ng mga electron at ganap na titigil kapag ang gawain ng paglipat ng isang elektron dahil sa potensyal na pagkakaiba ng contact ay naging katumbas ng pagkakaiba sa mga function ng trabaho:
(1)
Dalhin natin ngayon ang dalawang metal na may A 1 = A 2, na may magkakaibang konsentrasyon ng mga libreng electron n 01 > n 02. Pagkatapos ay magsisimula ang preferential transfer ng mga libreng electron mula sa unang metal hanggang sa pangalawa. Bilang resulta, ang unang metal ay sisingilin nang positibo, ang pangalawa - negatibo. Ang isang potensyal na pagkakaiba ay lilitaw sa pagitan ng mga metal, na hihinto sa karagdagang paglipat ng elektron. Ang nagreresultang potensyal na pagkakaiba ay tinutukoy ng expression:
, (2)
kung saan ang k ay ang pare-pareho ng Boltzmann.
Sa pangkalahatang kaso ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga metal na naiiba sa parehong function ng trabaho at ang konsentrasyon ng mga libreng electron, ang cr.r.p. mula sa (1) at (2) ay magiging katumbas ng:
(3)
Madaling ipakita na ang kabuuan ng mga potensyal na pagkakaiba sa pakikipag-ugnay ng mga konduktor na konektado sa serye ay katumbas ng pagkakaiba sa potensyal ng pakikipag-ugnay na nilikha ng mga dulong konduktor at hindi nakadepende sa mga intermediate na konduktor:
Ang posisyon na ito ay tinatawag na pangalawang batas ni Volta.
Kung direkta nating ikinonekta ngayon ang mga end conductor, kung gayon ang potensyal na pagkakaiba na umiiral sa pagitan ng mga ito ay nabayaran ng isang pantay na potensyal na pagkakaiba na lumitaw sa contact 1 at 4. Samakatuwid, ang c.r.p. ay hindi lumilikha ng kasalukuyang sa isang closed circuit ng mga metal conductor na may parehong temperatura.
2. Thermoelectricity ay ang pagdepende ng potensyal na pagkakaiba ng contact sa temperatura.
Gumawa tayo ng closed circuit ng dalawang hindi magkatulad na metal conductor 1 at 2.
Ang mga temperatura ng mga contact a at b ay pananatilihin sa magkaibang temperatura T a > T b . Pagkatapos, ayon sa formula (3), c.r.p. sa mainit na junction kaysa sa malamig na junction: . Bilang resulta, ang isang potensyal na pagkakaiba ay lumitaw sa pagitan ng mga junction a at b, na tinatawag na thermoelectromotive force, at ang kasalukuyang I ay dadaloy sa closed circuit Gamit ang formula (3), nakuha namin
saan 
para sa bawat pares ng mga metal.
- Thermocouple, ang paggamit nito sa gamot.
Ang isang closed circuit ng mga conductor na lumilikha ng kasalukuyang dahil sa mga pagkakaiba sa temperatura ng contact sa pagitan ng mga conductor ay tinatawag thermocouple.
Mula sa formula (4) sumusunod na ang thermoelectromotive na puwersa ng isang thermocouple ay proporsyonal sa pagkakaiba ng temperatura ng mga junction (mga contact).
Ang formula (4) ay may bisa din para sa mga temperatura sa sukat ng Celsius:
Masusukat lamang ng thermocouple ang mga pagkakaiba sa temperatura. Karaniwan ang isang junction ay pinananatili sa 0ºC. Ito ay tinatawag na malamig na kantong. Ang kabilang junction ay tinatawag na mainit o pagsukat na junction.
Ang thermocouple ay may makabuluhang mga pakinabang sa mercury thermometers: ito ay sensitibo, inertia-free, nagbibigay-daan sa iyo upang sukatin ang temperatura ng maliliit na bagay, at nagbibigay-daan sa malayuang pagsukat.
Pagsukat ng profile ng field ng temperatura ng katawan ng tao.
Ito ay pinaniniwalaan na ang temperatura ng katawan ng tao ay pare-pareho, ngunit ang katatagan na ito ay kamag-anak, dahil sa iba't ibang bahagi ng katawan ang temperatura ay hindi pareho at nag-iiba depende sa functional na estado katawan.
Ang temperatura ng balat ay may sarili nitong mahusay na tinukoy na topograpiya. Mayroon silang pinakamababang temperatura (23-30º) distal na mga seksyon paa, dulo ng ilong, tainga. Ang pinaka init- V axillary area, sa perineum, leeg, labi, pisngi. Ang natitirang mga lugar ay may temperatura na 31 - 33.5 ºС.
U malusog na tao ang pamamahagi ng temperatura ay simetriko na may kaugnayan sa midline ng katawan. Ang paglabag sa simetrya na ito ay nagsisilbing pangunahing criterion para sa pag-diagnose ng mga sakit sa pamamagitan ng pagbuo ng isang profile ng field ng temperatura gamit ang mga contact device: isang thermocouple at isang thermometer ng paglaban.
4. Potensyal sa pagpapahinga. Potensyal ng pagkilos at pamamahagi nito.
Ang ibabaw na lamad ng isang cell ay hindi pantay na natatagusan sa iba't ibang mga ion. Bilang karagdagan, ang konsentrasyon ng anumang partikular na mga ion ay naiiba sa iba't ibang panig ng lamad; Ang mga salik na ito ay humahantong sa paglitaw sa isang normal na gumaganang cell ng isang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng cytoplasm at kapaligiran(Potensyal sa pagpapahinga)
Kapag nasasabik, nagbabago ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng cell at ng kapaligiran, isang potensyal na aksyon ang lumitaw, na kumakalat sa mga nerve fibers.
Ang mekanismo ng pagkilos na potensyal na pagpapalaganap kasama ang isang nerve fiber ay isinasaalang-alang sa pamamagitan ng pagkakatulad sa pagpapalaganap electromagnetic wave sa pamamagitan ng dalawang-wire na linya. Gayunpaman, kasama ang pagkakatulad na ito, mayroon ding mga pangunahing pagkakaiba.
Ang isang electromagnetic wave, na nagpapalaganap sa isang medium, ay humihina habang ang enerhiya nito ay nawawala, na nagiging enerhiya ng molecular-thermal motion. Ang pinagmumulan ng enerhiya ng isang electromagnetic wave ay ang pinagmulan nito: generator, spark, atbp.
Ang alon ng paggulo ay hindi nabubulok, dahil tumatanggap ito ng enerhiya mula sa mismong daluyan kung saan ito nagpapalaganap (ang enerhiya ng sisingilin na lamad).
Kaya, ang pagpapalaganap ng isang potensyal na aksyon kasama ang isang nerve fiber ay nangyayari sa anyo ng isang autowave. Ang aktibong kapaligiran ay mga nasasabik na mga cell.
Mga halimbawa ng paglutas ng problema
1. Kapag gumagawa ng isang profile ng field ng temperatura ng ibabaw ng katawan ng tao, isang thermocouple na may resistensya ng r 1 = 4 Ohms at isang galvanometer na may resistensya ng r 2 = 80 Ohms ay ginagamit; I=26 µA sa isang pagkakaiba sa temperatura ng junction na ºС. Ano ang thermocouple constant?
Ang thermopower na nagmumula sa isang thermocouple ay katumbas ng , kung saan ang mga thermocouple ay ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng mga junction.
Ayon sa batas ng Ohm, para sa isang seksyon ng circuit kung saan kinukuha ang U bilang . Pagkatapos
Lektura Blg. 5
Elektromagnetismo
1. Ang kalikasan ng magnetism.
2. Magnetic na pakikipag-ugnayan ng mga alon sa isang vacuum. Batas ng Ampere.
4. Dia-, para- at ferromagnetic substance. Magnetic permeability at magnetic induction.
5. Magnetic na katangian ng mga tisyu ng katawan.
1. Ang kalikasan ng magnetism.
Lumilitaw ang isang magnetic field sa paligid ng mga gumagalaw na singil sa kuryente (mga alon), kung saan nakikipag-ugnayan ang mga singil na ito sa magnetic o iba pang gumagalaw na mga singil sa kuryente.
Ang magnetic field ay isang force field at kinakatawan ng magnetic lines of force. Hindi tulad ng mga linya ng electric field, palaging nakasara ang mga linya ng magnetic field.
Ang mga magnetic na katangian ng isang sangkap ay sanhi ng mga elementarya na pabilog na alon sa mga atomo at molekula ng sangkap na ito.
2 . Magnetic na pakikipag-ugnayan ng mga alon sa isang vacuum. Batas ng Ampere.
Ang magnetic interaction ng mga alon ay pinag-aralan gamit ang mga gumagalaw na wire circuit. Itinatag ni Ampere na ang laki ng puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang maliit na seksyon ng mga konduktor 1 at 2 na may mga alon ay proporsyonal sa haba ng mga seksyong ito, ang kasalukuyang mga lakas ng I 1 at I 2 sa mga ito at inversely proporsyonal sa parisukat ng distansya r sa pagitan ng mga seksyon:
Ito ay lumabas na ang puwersa ng impluwensya ng unang seksyon sa pangalawa ay nakasalalay sa kanilang kamag-anak na posisyon at proporsyonal sa mga sine ng mga anggulo at .
saan ang anggulo sa pagitan at ang radius vector r 12 ay kumokonekta sa, at ang anggulo sa pagitan at ang normal na n sa eroplanong Q na naglalaman ng seksyon at ang radius vector r 12.
Ang pagsasama-sama ng (1) at (2) at pagpapakilala ng koepisyent ng proporsyonalidad k, nakukuha natin ang mathematical expression ng batas ng Ampere:
(3)
Ang direksyon ng puwersa ay tinutukoy din ng panuntunan ng gimlet: kasabay ito ng direksyon ng paggalaw ng pagsasalin ng gimlet, na ang hawakan ay umiikot mula sa normal n 1.
Ang kasalukuyang elemento ay isang vector na katumbas ng magnitude sa produkto Idl ng isang walang katapusang maliit na seksyon ng haba dl ng isang konduktor at ang kasalukuyang lakas I sa loob nito at nakadirekta sa kasalukuyang ito. Pagkatapos, ang pagpasa sa (3) mula sa maliit hanggang sa infinitesimal dl, maaari nating isulat ang batas ng Ampere sa kaugalian na anyo:
. (4)
Ang koepisyent k ay maaaring katawanin bilang
nasaan ang magnetic constant (o magnetic permeability ng vacuum).
Ang halaga para sa rasyonalisasyon na isinasaalang-alang ang (5) at (4) ay isusulat sa form
. (6)
3 . Lakas ng magnetic field. Ang formula ng Ampere. Batas ng Biot-Savart-Laplace.
Dahil ang mga electric current ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa pamamagitan ng kanilang mga magnetic field, ang isang quantitative na katangian ng magnetic field ay maaaring maitatag batay sa pakikipag-ugnayan na ito - ang batas ng Ampere. Upang gawin ito, hinati namin ang konduktor l na may kasalukuyang I sa maraming mga elementarya na seksyon dl. Lumilikha ito ng isang patlang sa kalawakan.
Sa punto O ng field na ito, na matatagpuan sa layo r mula sa dl, inilalagay namin ang I 0 dl 0. Pagkatapos, ayon sa batas ng Ampere (6), isang puwersa ang kikilos sa elementong ito.
(7)
saan ang anggulo sa pagitan ng direksyon ng kasalukuyang I sa seksyon dl (lumilikha ng field) at ang direksyon ng radius vector r, at ang anggulo sa pagitan ng direksyon ng kasalukuyang I 0 dl 0 at ang normal na n sa eroplano Q na naglalaman dl at r.
Sa formula (7) pipiliin namin ang bahagi na hindi nakasalalay sa kasalukuyang elemento I 0 dl 0, na tinutukoy ito ng dH:
Batas sa Biot-Savart-Laplace (8)
Ang halaga ng dH ay nakasalalay lamang sa kasalukuyang elementong Idl, na lumilikha ng magnetic field, at sa posisyon ng point O.
Ang halaga ng dH ay isang quantitative na katangian ng magnetic field at tinatawag na magnetic field strength. Ang pagpapalit ng (8) sa (7), nakukuha natin
saan ang anggulo sa pagitan ng direksyon ng kasalukuyang I 0 at ng magnetic field dH. Ang Formula (9) ay tinatawag na Ampere formula at nagpapahayag ng pag-asa ng puwersa kung saan kumikilos ang magnetic field sa kasalukuyang elemento I 0 dl 0 na matatagpuan dito sa lakas ng field na ito. Ang puwersang ito ay matatagpuan sa Q plane na patayo sa dl 0. Ang direksyon nito ay tinutukoy ng "kaliwang tuntunin".
Ipagpalagay na =90º sa (9), nakukuha natin ang:
Yung. Ang lakas ng magnetic field ay nakadirekta nang tangential sa linya ng field at katumbas ng magnitude sa ratio ng puwersa kung saan kumikilos ang field sa isang yunit ng kasalukuyang elemento sa magnetic constant.
4 . Diamagnetic, paramagnetic at ferromagnetic substance. Magnetic permeability at magnetic induction.
Ang lahat ng mga sangkap na inilagay sa isang magnetic field ay nakakakuha ng mga magnetic na katangian, i.e. ay magnetized at samakatuwid ay baguhin ang panlabas na field. Sa kasong ito, ang ilang mga sangkap ay nagpapahina sa panlabas na larangan, habang ang iba ay nagpapalakas nito. Ang mga una ay tinatawag diamagnetic, pangalawa – paramagnetic mga sangkap. Sa mga paramagnetic na sangkap, ang isang pangkat ng mga sangkap ay namumukod-tangi nang husto, na nagiging sanhi ng napakalaking pagtaas sa panlabas na larangan. Ito ferromagnets.
Mga diamagnet- posporus, asupre, ginto, pilak, tanso, tubig, mga organikong compound.
Mga Paramagnet- oxygen, nitrogen, aluminum, tungsten, platinum, alkali at alkaline earth na mga metal.
Ferromagnets– bakal, nikel, kobalt, ang kanilang mga haluang metal.
Geometric na kabuuan ang orbital at spin magnetic moments ng mga electron at ang intrinsic magnetic moment ng nucleus ay bumubuo ng magnetic moment ng isang atom (molekula) ng isang substance.
Sa diamagnetic na materyales, ang kabuuang magnetic moment ng isang atom (molekula) ay zero, dahil kinansela ng mga magnetic moment ang isa't isa. Gayunpaman, sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na magnetic field, ang isang magnetic moment ay sapilitan sa mga atomo na ito, na nakadirekta sa tapat ng panlabas na larangan. Bilang isang resulta, ang diamagnetic medium ay nagiging magnetized at lumilikha ng sarili nitong magnetic field, na nakadirekta sa tapat ng panlabas na isa at pinapahina ito.
Ang induced magnetic moments ng diamagnetic atoms ay pinapanatili hangga't mayroong isang panlabas na magnetic field. Kapag ang panlabas na patlang ay inalis, ang sapilitan magnetic moments ng mga atomo mawala at ang diamagnetic materyal ay demagnetized.
Sa mga paramagnetic atoms, ang orbital, spin, at nuclear moments ay hindi nagko-compensate sa isa't isa. Gayunpaman, ang mga atomic magnetic moment ay random na nakaayos, kaya ang paramagnetic medium ay hindi nagpapakita ng magnetic properties. Ang isang panlabas na patlang ay umiikot sa mga paramagnetic na atomo upang ang kanilang mga magnetic moment ay naitatag nang nakararami sa direksyon ng field. Bilang isang resulta, ang paramagnetic na materyal ay nagiging magnetized at lumilikha ng sarili nitong magnetic field, kasabay ng panlabas na isa at pagpapahusay nito.
(4), nasaan ang absolute magnetic permeability ng medium. Sa vacuum =1, , at
Sa ferromagnets mayroong mga rehiyon (~ 10 -2 cm) na may magkaparehong oriented na magnetic moment ng kanilang mga atomo. Gayunpaman, ang oryentasyon ng mga domain mismo ay iba-iba. Samakatuwid, sa kawalan ng isang panlabas na magnetic field, ang ferromagnet ay hindi magnetized.
Sa paglitaw ng isang panlabas na field, ang mga domain na nakatuon sa direksyon ng field na ito ay nagsisimulang tumaas sa volume dahil sa mga kalapit na domain na may iba't ibang oryentasyon ng magnetic moment; nagiging magnetized ang ferromagnet. Sa isang sapat na malakas na field, ang lahat ng mga domain ay reoriented sa kahabaan ng field, at ang ferromagnet ay mabilis na na-magnetize sa saturation.
Kapag ang panlabas na patlang ay inalis, ang ferromagnet ay hindi ganap na na-demagnetize, ngunit nagpapanatili ng natitirang magnetic induction, dahil ang thermal motion ay hindi maaaring ma-disorient ang mga domain. Maaaring makamit ang demagnetization sa pamamagitan ng pag-init, pag-alog o paglalapat ng reverse field.
Sa isang temperatura na katumbas ng Curie point, ang thermal motion ay may kakayahang disorienting atoms sa mga domain, bilang isang resulta kung saan ang ferromagnet ay nagiging isang paramagnet.
Ang flux ng magnetic induction sa pamamagitan ng isang tiyak na ibabaw S ay katumbas ng bilang ng mga linya ng induction na tumagos sa ibabaw na ito:
(5)
Yunit ng pagsukat B – Tesla, F-Weber.
Formula para sa function ng electron work
Ang mga metal ay naglalaman ng mga conduction electron na bumubuo ng electron gas at nakikilahok sa thermal motion. Dahil ang mga conduction electron ay hawak sa loob ng metal, samakatuwid, malapit sa ibabaw ay may mga puwersang kumikilos sa mga electron at nakadirekta sa metal. Upang ang isang elektron ay umalis sa metal na lampas sa mga limitasyon nito, ang isang tiyak na halaga ng trabaho A ay dapat gawin laban sa mga puwersang ito, na tinatawag na function ng trabaho ng elektron gawa sa metal. Ang gawaing ito, natural, ay naiiba para sa iba't ibang mga metal.
Ang potensyal na enerhiya ng isang elektron sa loob ng isang metal ay pare-pareho at katumbas ng:
W p = -eφ , kung saan ang j ay ang potensyal ng electric field sa loob ng metal.
Kapag ang isang elektron ay dumaan sa ibabaw na layer ng elektron, ang potensyal na enerhiya ay mabilis na bumababa sa pamamagitan ng paggana ng trabaho at nagiging zero sa labas ng metal. Ang pamamahagi ng enerhiya ng elektron sa loob ng isang metal ay maaaring ilarawan bilang isang potensyal na balon.
Sa interpretasyong tinalakay sa itaas, ang work function ng electron ay katumbas ng lalim ng potential well, i.e.
Aout = eφ
Ang resultang ito ay pare-pareho sa klasikal na teorya ng electron ng mga metal, na ipinapalagay na ang bilis ng mga electron sa isang metal ay sumusunod sa batas ng pamamahagi ni Maxwell at ito ay zero sa absolute zero na temperatura. Gayunpaman, sa katotohanan, ang mga conduction electron ay sumusunod sa mga istatistika ng quantum ng Fermi-Dirac, ayon sa kung saan sa absolute zero ang bilis ng mga electron at, nang naaayon, ang kanilang enerhiya ay hindi zero.
Ang pinakamataas na halaga ng enerhiya na mayroon ang mga electron sa absolute zero ay tinatawag na Fermi energy E F . Ang quantum theory ng conductivity ng mga metal, batay sa mga istatistikang ito, ay nagbibigay ng ibang interpretasyon ng work function. Pag-andar ng electron work mula sa isang metal ay katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng taas ng potensyal na hadlang eφ at ang enerhiya ng Fermi.
A out = eφ" - E F
kung saan ang φ" ay ang average na halaga ng potensyal ng electric field sa loob ng metal.
Talaan ng work function ng mga electron mula sa mga simpleng sangkap
Ipinapakita ng talahanayan ang mga halaga ng function ng electron work para sa mga polycrystalline sample, ang ibabaw nito ay nililinis sa vacuum sa pamamagitan ng calcination o mekanikal na paggamot. Ang hindi sapat na maaasahang data ay nakapaloob sa mga panaklong.
|
sangkap |
Formula ng sangkap |
Electron work function (W, eV) |
|
aluminyo |
||
|
beryllium |
||
|
carbon (grapayt) |
||
|
germanyum |
||
|
mangganeso |
||
|
molibdenum |
||
|
paleydyum |
||
|
praseodymium |
||
|
lata (γ-form) |
||
|
lata (β form) |
||
|
strontium |
||
|
tungsten |
||
|
zirconium |
Ano nga ba ang tensyon? Ito ay isang paraan ng paglalarawan at pagsukat ng lakas ng isang electric field. Ang boltahe mismo ay hindi maaaring umiral nang walang electron field sa paligid ng mga positibo at negatibong singil. Parang magnetic field na pumapalibot sa North at South Poles.
Sa pamamagitan ng modernong konsepto, ang mga electron ay hindi nakakaimpluwensya sa isa't isa. Ang isang electric field ay isang bagay na nagmumula sa isang singil at ang presensya nito ay maaaring maramdaman ng isa pa.
Ang parehong ay maaaring sinabi tungkol sa konsepto ng pag-igting! Nakakatulong lamang ito sa amin na isipin kung ano ang maaaring hitsura ng isang electric field. Sa totoo lang, wala itong hugis, walang sukat, walang ganoon. Ngunit ang patlang ay nagpapatakbo sa isang tiyak na puwersa sa mga electron.
Mga puwersa at ang kanilang pagkilos sa isang sisingilin na particle
Ang isang naka-charge na electron ay napapailalim sa isang puwersa na may kaunting acceleration, na nagiging sanhi ng paggalaw nito nang mas mabilis at mas mabilis. Ang puwersang ito ay gumagana upang ilipat ang elektron.
Ang mga linya ng puwersa ay mga haka-haka na hugis na lumilitaw sa paligid ng mga singil (na tinutukoy ng electric field) at kung maglalagay tayo ng anumang singil sa lugar na iyon, makakaranas ito ng puwersa.
Mga katangian ng mga linya ng kuryente:
- paglalakbay mula hilaga hanggang timog;
- walang mga interseksyon sa isa't isa.
Bakit hindi nagsalubong ang dalawang linya ng puwersa? Dahil hindi ito nangyayari sa totoong buhay. Ang sinasabi ay isang pisikal na modelo at wala nang iba pa. Inimbento ito ng mga physicist upang ilarawan ang pag-uugali at katangian ng electric field. Ang modelo ay napakahusay sa ito. Ngunit ang pag-alala na ito ay isang modelo lamang, dapat nating malaman kung bakit kailangan ang mga ganitong linya.
Ipinapakita ng mga linya ng puwersa:
- direksyon ng mga electric field;
- tensyon. Kung mas malapit ang mga linya, mas malaki ang lakas ng field at vice versa.
Kung ang mga iginuhit na linya ng puwersa ng aming modelo ay magsalubong, ang distansya sa pagitan ng mga ito ay magiging infinitesimal. Dahil sa lakas ng field bilang isang anyo ng enerhiya, at dahil mga pangunahing batas physics ito ay imposible.
Ano ang potensyal?
Ang potensyal ay ang enerhiya na ginugugol upang ilipat ang isang sisingilin na particle mula sa unang punto, na may zero potensyal, hanggang sa pangalawang punto.
Ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga puntong A at B ay ang gawaing ginawa ng mga puwersa upang ilipat ang isang tiyak na positibong elektron sa isang arbitrary na landas mula A hanggang B.
Kung mas malaki ang potensyal ng electron, mas malaki ang flux density sa bawat unit area. Ang phenomenon na ito ay katulad ng gravity. Kung mas malaki ang masa, mas malaki ang potensyal, mas matindi at siksik ang gravitational field sa bawat unit area.
Ang isang maliit na mababang potensyal na singil na may pinababang density ng flux ay ipinapakita sa sumusunod na figure.
At sa ibaba ay isang singil na may mataas na potensyal at density ng flux.
Halimbawa: sa panahon ng bagyo, ang mga electron ay nauubos sa isang punto at kinokolekta sa isa pa, na bumubuo ng isang electric field. Kapag ang puwersa ay sapat na upang masira ang dielectric constant, isang kidlat (na binubuo ng mga electron) ay ginawa. Kapag ang potensyal na pagkakaiba ay equalized, ang electric field ay nawasak.
Electrostatic na patlang
Ito ay isang uri ng electric field, pare-pareho sa oras, na nabuo sa pamamagitan ng mga singil na hindi gumagalaw. Ang gawain ng paglipat ng isang elektron ay tinutukoy ng mga relasyon,
kung saan ang r1 at r2 ay ang mga distansya ng singil q sa simula at pagtatapos na mga punto ng motion trajectory. Mula sa resultang pormula makikita na ang gawaing ginawa kapag ang paglipat ng isang singil mula sa punto patungo sa punto ay hindi nakasalalay sa tilapon, ngunit nakasalalay lamang sa simula at pagtatapos ng paggalaw.
Ang bawat elektron ay napapailalim sa isang puwersa, at samakatuwid, kapag ang isang elektron ay gumagalaw sa isang patlang, isang tiyak na dami ng trabaho ang ginagawa.
Sa isang electrostatic field, ang trabaho ay nakasalalay lamang sa mga huling punto ng paglalakbay, at hindi sa tilapon. Samakatuwid, kapag ang paggalaw ay nangyayari sa isang closed loop, ang singil ay bumalik sa orihinal na posisyon nito, at ang halaga ng trabaho ay magiging katumbas ng zero. Nangyayari ito dahil ang potensyal na pagbaba ay zero (dahil ang electron ay bumalik sa parehong punto). Dahil ang potensyal na pagkakaiba ay zero, ang net work ay magiging zero din, dahil ang bumabagsak na potensyal ay katumbas ng trabaho na hinati sa halaga ng singil, na ipinahayag sa coulomb.
Tungkol sa isang pare-parehong electric field
Ang electric field sa pagitan ng dalawang magkasalungat na sisingilin na flat metal plate, kung saan ang mga linya ng pag-igting ay parallel sa isa't isa, ay tinatawag na homogenous.
Bakit palaging pareho ang puwersa sa pagsingil sa naturang larangan? Salamat sa simetrya. Kapag simetriko ang system at mayroon lamang isang variation ng pagsukat, mawawala ang lahat ng dependence. Mayroong maraming iba pang mga pangunahing dahilan para sa sagot, ngunit ang symmetry factor ay ang pinakasimpleng.
Ang gawain ng paglipat ng isang positibong singil
Electric field– ito ang daloy ng mga electron mula “+” hanggang “-”, na humahantong sa mataas na tensyon sa rehiyon.
Daloy ay ang bilang ng mga linya ng electric field na dumadaan dito. Saang direksyon lilipat ang mga positibong electron? Sagot: sa direksyon ng electric field mula sa positibo (mataas na potensyal) hanggang sa negatibo (mababang potensyal). Samakatuwid, ang isang positibong sisingilin na particle ay lilipat sa direksyon na ito.
Ang intensity ng field sa anumang punto ay tinukoy bilang ang puwersa na kumikilos sa isang positibong singil na inilagay sa puntong iyon.
Ang trabaho ay ang transportasyon ng mga particle ng elektron kasama ang isang konduktor. Ayon sa batas ng Ohm, maaari mong matukoy ang gawain gamit ang iba't ibang mga pagkakaiba-iba ng mga formula upang maisagawa ang pagkalkula.
Mula sa batas ng konserbasyon ng enerhiya ay sumusunod na ang trabaho ay isang pagbabago sa enerhiya sa isang hiwalay na seksyon ng kadena. Ang paglipat ng isang positibong singil laban sa isang electric field ay nangangailangan ng trabaho upang gawin at magreresulta sa isang pakinabang sa potensyal na enerhiya.
Konklusyon
Mula sa kurikulum ng paaralan Naaalala namin na ang isang electric field ay nabuo sa paligid ng mga sisingilin na particle. Ang anumang singil sa isang electric field ay napapailalim sa isang puwersa, at bilang isang resulta, ang ilang mga trabaho ay tapos na kapag ang singil ay gumagalaw. Ang mas malaking singil ay lumilikha ng mas malaking potensyal, na gumagawa ng mas matindi o mas malakas na electric field. Nangangahulugan ito na mayroong higit na daloy at density sa bawat unit area.
Ang mahalagang punto ay ang trabaho ay dapat gawin ng isang tiyak na puwersa upang ilipat ang singil mula sa mataas na potensyal patungo sa mababa. Binabawasan nito ang pagkakaiba ng singil sa pagitan ng mga poste. Ang paglipat ng mga electron mula sa kasalukuyang patungo sa punto ay nangangailangan ng enerhiya.
Sumulat ng mga komento, mga karagdagan sa artikulo, marahil ay may napalampas ako. Tingnan mo, matutuwa ako kung makakita ka ng anumang bagay na kapaki-pakinabang sa akin.
