Uy Tishdagi og'riq Ish funktsiyasi nimaga bog'liq? Elektr maydonida zaryadni harakatlantirish ishi

Ish funktsiyasi nimaga bog'liq? Elektr maydonida zaryadni harakatlantirish ishi

  • § 83. Elektrostatik maydon intensivligi vektorining aylanishi
  • § 84. Elektrostatik maydonning potensiali
  • § 85. Potensial gradient sifatida kuchlanish. Ekvipotentsial yuzalar
  • § 86. Maydon kuchidan potentsial farqni hisoblash
  • § 87. Dielektriklarning turlari. Dielektriklarning qutblanishi
  • § 88. Polarizatsiya. Dielektrikdagi maydon kuchi
  • § 88. Elektr siljishi. Dielektrikdagi elektrostatik maydon uchun Gauss teoremasi
  • § 90. Ikki dielektrik muhit orasidagi interfeysdagi shartlar
  • § 91. Ferroelektriklar
  • § 92. Elektrostatik maydondagi o'tkazgichlar
  • § 93. Yakka o'tkazgichning elektr sig'imi
  • § 94. Kondensatorlar
  • § 95. Zaryadlar tizimining energiyasi, bir o'tkazgich va kondansatör. Elektrostatik maydon energiyasi
  • 12-bob To'g'ridan-to'g'ri elektr toki § 96. Elektr toki, kuch va oqim zichligi
  • § 97. Tashqi kuchlar. Elektromotor kuch va kuchlanish
  • § 98. Om qonuni. Supero'tkazuvchilar qarshiligi
  • § 99. Ish va oqim kuchi. Joule-Lenz qonuni
  • § 100. Zanjirning bir jinsli kesimi uchun Om qonuni
  • § 101. Tarmoqlangan sxemalar uchun Kirchhoff qoidalari
  • 13-bob Metallar, vakuum va gazlardagi elektr toklari § 102. Metalllarning elektr o'tkazuvchanligining elementar klassik nazariyasi
  • § 103. Metalllarning elektr o'tkazuvchanligining klassik nazariyasida elektr tokining asosiy qonunlarini chiqarish.
  • § 104. Metalldan elektronlarning ish funktsiyasi
  • § 105. Emissiya hodisalari va ularning qo'llanilishi
  • § 106. Gazlarning ionlanishi. O'z-o'zidan ta'minlanmagan gaz chiqarish
  • § 107. Mustaqil gaz chiqarish va uning turlari
  • § 108. Plazma va uning xossalari
  • 14-bob Magnit maydon § 109. Magnit maydon va uning xarakteristikalari
  • § 110. Biot - Savart - Laplas qonuni va uning magnit maydonni hisoblashda qo'llanilishi
  • § 111. Amper qonuni. Parallel oqimlarning o'zaro ta'siri
  • § 112. Magnit doimiy. Magnit induksiya va magnit maydon kuchining birliklari
  • § 113. Harakatlanuvchi zaryadning magnit maydoni
  • § 114. Magnit maydonning harakatlanuvchi zaryadga ta'siri
  • § 115. Zaryadlangan zarrachalarning magnit maydondagi harakati
  • § 116. Zaryadlangan zarracha tezlatgichlari
  • § 117. Hall effekti
  • § 118. Vakuumdagi magnit maydondagi vektorning aylanishi
  • § 119. Solenoid va toroidning magnit maydonlari
  • § 120. Magnit induksiya vektorining oqimi. dagi maydon uchun Gauss teoremasi
  • § 121. Magnit maydonda o'tkazgich va oqim o'tkazuvchi zanjirni harakatlantirish bo'yicha ish.
  • 15-bob Elektromagnit induksiya §122. Elektromagnit induksiya hodisasi (Faraday tajribalari)
  • § 123. Faraday qonuni va uning energiyaning saqlanish qonunidan kelib chiqishi
  • § 124. Magnit maydonda ramkaning aylanishi
  • § 125. Eddy oqimlari (Fuko oqimlari)
  • § 126. Devrenning induktivligi. o'z-o'zini induktsiya qilish
  • § 127. Devrenni ochish va yopish paytida oqimlar
  • § 128. O'zaro induksiya
  • § 129. Transformatorlar
  • § 130. Magnit maydon energiyasi
  • 16-bob Moddaning magnit xossalari § 131. Elektron va atomlarning magnit momentlari
  • § 132. Dia- va paramagnetizm
  • § 133. Magnitlanish. Moddadagi magnit maydon
  • § 134. Ikki magnit o'rtasidagi interfeysdagi shartlar
  • § 135. Ferromagnitlar va ularning xossalari
  • § 136. Ferromagnetizmning tabiati
  • 17-bob Elektromagnit maydon uchun Maksvell nazariyasi asoslari § 137. Vorteks elektr maydoni
  • § 138. Siqilish oqimi
  • § 139. Elektromagnit maydon uchun Maksvell tenglamalari
  • § 104. Metalldan elektronlarning ish funktsiyasi

    Tajriba shuni ko'rsatadiki, erkin elektronlar oddiy haroratda metallni deyarli tark etmaydi. Shuning uchun metallning sirt qatlamida elektronlarning metalldan atrofdagi vakuumga qochishiga to'sqinlik qiluvchi kechiktiruvchi elektr maydoni bo'lishi kerak. Metalldan elektronni vakuumga chiqarish uchun zarur bo'lgan ish deyiladi ish funktsiyasi. Keling, ikkitasini ta'kidlaymiz ehtimoliy sabablar chiqish ishining ko'rinishi:

    1. Agar biron sababga ko'ra metalldan elektron ajratilsa, u holda elektron qoldirgan joyda ortiqcha musbat zaryad paydo bo'ladi va elektron o'z-o'zidan induktsiyalangan musbat zaryadga tortiladi.

    2. Alohida elektronlar metallni qoldirib, atom masofalari tartibidagi masofalarda undan uzoqlashadi va shu bilan metall yuzasi ustida "elektron buluti" hosil qiladi, uning zichligi masofa bilan tez kamayadi. Bu bulut musbat panjara ionlarining tashqi qatlami bilan birgalikda hosil bo'ladi ikki qavatli elektr qatlami, uning maydoni tekis kondansatkichnikiga o'xshaydi. Bu qatlamning qalinligi bir necha atomlararo masofaga teng (10 -10 -10 -9 m). U tashqi makonda elektr maydonini yaratmaydi, lekin u metalldan erkin elektronlarning chiqishini oldini oladi.

    Shunday qilib, elektron metalldan qochib ketganda, uni ushlab turadigan qo'sh qavatning elektr maydonini engib o'tishi kerak. Potensial farq  deb nomlangan ushbu qatlamda sirt potentsialining sakrashi, ish funktsiyasi bilan belgilanadi ( A) metalldan elektron:

    Qayerda e - elektronning zaryadi. Ikki qavatdan tashqarida elektr maydoni bo'lmagani uchun muhitning potentsiali nolga teng, metall ichida esa potentsial musbat va  ga teng. . Metall ichidagi erkin elektronning potentsial energiyasi - e va vakuumga nisbatan salbiy. Bunga asoslanib, biz o'tkazuvchanlik elektronlari uchun metallning butun hajmini chuqurligi ish funktsiyasiga teng bo'lgan tekis tubli potentsial quduq deb taxmin qilishimiz mumkin. A.

    Ish funktsiyasi quyidagicha ifodalangan elektron volt(eV): 1 eV elementar elektr zaryadini (elektron zaryadiga teng zaryad) 1 V potentsial farqidan o'tganda harakatlantirganda maydon kuchlarining bajargan ishiga teng. Elektron zaryadi 1,6 bo'lgani uchun. 10 -19 C, keyin 1 eV = 1,610 –19 J.

    Ish funktsiyasi metallarning kimyoviy tabiatiga va ularning sirtining tozaligiga bog'liq va bir necha elektron volt ichida o'zgaradi (masalan, kaliy A= 2,2 eV, platina uchun A=6,3 eV). Sirt qoplamasini ma'lum bir tarzda tanlab, ish funktsiyasini sezilarli darajada kamaytirish mumkin. Misol uchun, agar volfram yuzasiga qo'llanilsa (A= 4,5eV) gidroksidi tuproqli metall oksidi qatlami (Ca, Sr, Ba), keyin ish funktsiyasi 2 eV ga kamayadi.

    § 105. Emissiya hodisalari va ularning qo'llanilishi

    Agar metallardagi elektronlarga ish funksiyasini yengish uchun zarur energiyani bersak, elektronlarning bir qismi metallni tark etishi mumkin, buning natijasida elektron emissiya hodisasi kuzatiladi yoki elektron emissiya. Energiyani elektronlarga etkazish usuliga qarab, termion, fotoelektron, ikkilamchi elektron va maydon emissiyasi farqlanadi.

    1. Termionik emissiya qizdirilgan metallardan elektronlar chiqarishdir. Metalllardagi erkin elektronlarning kontsentratsiyasi ancha yuqori, shuning uchun hatto o'rtacha haroratlarda ham elektronlarning tezliklar bo'yicha taqsimlanishi (energiya bo'yicha) tufayli ba'zi elektronlar metall chegarasidagi potentsial to'siqni engib o'tish uchun etarli energiyaga ega. Haroratning oshishi bilan issiqlik harakatining kinetik energiyasi ish funktsiyasidan katta bo'lgan elektronlar soni ortadi va termion emissiya hodisasi sezilarli bo'ladi.

    Termion emissiya qonunlarini o'rganish eng oddiy ikki elektrodli chiroq yordamida amalga oshirilishi mumkin - vakuumli diod, bu ikkita elektrodni o'z ichiga olgan evakuatsiya qilingan balon: katod K va anod A. Eng oddiy holatda, elektr toki bilan isitiladigan o'tga chidamli metall (masalan, volfram) filamenti katod bo'lib xizmat qiladi. Anod ko'pincha katodni o'rab turgan metall silindr shaklida bo'ladi. Agar diod zanjirga kiritilgan bo'lsa, rasmda ko'rsatilganidek. 152, keyin katod qizdirilganda va anodga ijobiy kuchlanish qo'llanilganda (katodga nisbatan), diodning anod pallasida oqim paydo bo'ladi. Agar siz batareyaning polaritesini o'zgartirsangiz B a, keyin katod qanchalik kuchli qizdirilmasin, oqim to'xtaydi. Binobarin, katod manfiy zarrachalar - elektronlarni chiqaradi.

    Agar qizdirilgan katodning harorati doimiy bo'lsa va anod oqimining bog'liqligi bartaraf etilsa I va anod kuchlanishidan U A, - volt-amper xarakteristikasi(153-rasm), ma'lum bo'lishicha, u chiziqli emas, ya'ni vakuum diodi uchun Ohm qonuni bajarilmaydi. Termionik oqimning bog'liqligi I kichik musbat qiymatlar hududida anod kuchlanishidan U tasvirlangan uch soniya qonuni(rus fizigi S. A. Boguslavskiy (1883-1923) va amerikalik fizigi I. Langmur (1881-1957) tomonidan asos solingan):

    Qayerda IN- elektrodlarning shakli va o'lchamiga, shuningdek ularning nisbiy holatiga qarab koeffitsient.

    Anod kuchlanishining oshishi bilan oqim ma'lum bir maksimal qiymatga oshadi I chaqirdik to'yinganlik oqimi. Bu shuni anglatadiki, katodni tark etadigan deyarli barcha elektronlar anodga etib boradi, shuning uchun maydon kuchini yanada oshirish termion oqimining oshishiga olib kelishi mumkin emas. Shuning uchun to'yinganlik oqimining zichligi katod materialining emissiyasini tavsiflaydi.

    Doygunlik oqimining zichligi aniqlanadi Richardson-Deshman formulasi, kvant statistikasi asosida nazariy jihatdan olingan:

    Qayerda A - katoddan elektronlarning ish funktsiyasi, T - termodinamik harorat; BILAN- doimiy, nazariy jihatdan barcha metallar uchun bir xil (bu tajriba bilan tasdiqlanmagan, shekilli, sirt effektlari bilan bog'liq). Ish funktsiyasining pasayishiga olib keladi keskin o'sish to'yingan oqim zichligi. Shuning uchun oksidli katodlar ishlatiladi (masalan, ishqoriy tuproq metall oksidi bilan qoplangan nikel), ularning ish funktsiyasi 1-1,5 eV.

    Shaklda. 153 ikkita katod harorati uchun oqim kuchlanish xususiyatlarini ko'rsatadi: T 1 va T 2 , va T 2 >T 1 . BILAN Katodning haroratini oshirib, katoddan elektronlarning emissiyasi kuchliroq bo'lib, to'yinganlik oqimi ham ortadi. Da U a = 0, anod oqimi kuzatiladi, ya'ni katod tomonidan chiqarilgan ba'zi elektronlar ish funktsiyasini engib o'tish va elektr maydonini qo'llamasdan anodga etib borish uchun etarli energiyaga ega.

    Termion emissiya fenomeni vakuumda elektronlar oqimini olish zarur bo'lgan qurilmalarda, masalan, elektron lampalarda, rentgen naychalarida, elektron mikroskoplarda va boshqalarda qo'llaniladi.Elektron lampalar elektr va radioda keng qo'llaniladi. muhandislik, avtomatlashtirish va telemexanika o'zgaruvchan toklarni to'g'rilash, elektr signallari va o'zgaruvchan toklarni kuchaytirish, elektromagnit tebranishlarni hosil qilish va boshqalar.. Maqsadga qarab, lampalarda qo'shimcha nazorat elektrodlari qo'llaniladi.

    2. Fotoelektron emissiya- bu yorug'lik ta'sirida metalldan elektronlarning chiqishi, shuningdek qisqa to'lqinli elektromagnit nurlanish (masalan, rentgen nurlari). Ushbu hodisaning asosiy qonuniyatlari fotoelektrik effektni ko'rib chiqishda tahlil qilinadi.

    3. Ikkilamchi elektron emissiyasi- bu elektron nur bilan bombardimon qilinganda metallar, yarim o'tkazgichlar yoki dielektriklar yuzasi tomonidan elektronlarning chiqishi. Ikkilamchi elektron oqimi sirt tomonidan aks ettirilgan elektronlar (elastik va elastik ravishda aks ettirilgan elektronlar) va "haqiqiy" ikkilamchi elektronlar - metall, yarimo'tkazgich yoki dielektrikdan birlamchi elektronlar tomonidan urilgan elektronlardan iborat.

    Ikkilamchi elektronlar sonining nisbati n 2 asosiy soniga n 1 , emissiyaga sabab bo'lgan narsa deyiladi ikkilamchi elektron emissiya koeffitsienti:

    Koeffitsient sirt materialining tabiatiga, bombardimon zarrachalarining energiyasiga va ularning sirtga tushish burchagiga bog'liq. Yarimo'tkazgichlar va dielektriklar uchun metallardan ko'proq. Bu o'tkazuvchanlik elektronlarining kontsentratsiyasi yuqori bo'lgan metallarda ular bilan tez-tez to'qnashgan ikkilamchi elektronlar o'z energiyasini yo'qotib, metallni tark eta olmasligi bilan izohlanadi. Yarimo'tkazgichlar va dielektriklarda o'tkazuvchanlik elektronlarining past konsentratsiyasi tufayli ular bilan ikkilamchi elektronlarning to'qnashuvi kamroq sodir bo'ladi va ikkilamchi elektronlarning emitentdan chiqib ketish ehtimoli bir necha bor ortadi.

    Misol uchun, rasmda. 154 ikkilamchi elektron emissiya koeffitsientining sifat jihatdan bog'liqligini ko'rsatadi energiyadan E KCl uchun tushgan elektronlar. Elektron energiyaning ortishi bilan ortadi, chunki birlamchi elektronlar kristall panjaraga chuqurroq kirib boradi va shuning uchun ko'proq ikkilamchi elektronlarni urib yuboradi. Biroq, birlamchi elektronlarning ba'zi energiyasida kamayishni boshlaydi. Buning sababi, birlamchi elektronlarning kirib borish chuqurligi oshishi bilan ikkilamchi elektronlarning sirtga chiqishi tobora qiyinlashadi. Ma'nosi maks KCl uchun12 ga etadi (sof metallar uchun 2 dan oshmaydi).

    Ikkilamchi elektron emissiya hodisasidan foydalaniladi fotoko'paytiruvchi quvurlar(PMT), kuchsiz elektr toklarini kuchaytirish uchun qo'llaniladi. PMT fotokatod K va anod A bo'lgan vakuumli trubka bo'lib, ular orasida bir nechta elektrodlar mavjud - emitentlar(155-rasm). Yorug'lik ta'sirida fotokatoddan yirtilgan elektronlar K va E 1 orasidagi tezlashtiruvchi potentsiallar farqidan o'tib, E 1 emitentiga tushadi. E 1 emitentdan taqillatilgan elektronlar. Shu tarzda kuchaytirilgan elektron oqimi E 2 emitentiga yo'naltiriladi va ko'payish jarayoni barcha keyingi emitentlarda takrorlanadi. Agar PMT mavjud bo'lsa n emitentlar, keyin A anodida, chaqiriladi kollektor, mustahkamlangan bo‘lib chiqadi n marta fotoelektron oqimi.

    4. Dala emissiyasi- bu kuchli tashqi elektr maydoni ta'sirida metallar yuzasidan elektronlarning chiqishi. Ushbu hodisalarni elektrodlarining konfiguratsiyasi (katod - uchi, anod - trubaning ichki yuzasi) taxminan 10 3 V kuchlanishda taxminan kuchga ega bo'lgan elektr maydonlarini olish imkonini beradigan evakuatsiya qilingan naychada kuzatilishi mumkin. 10 7 V/m. Kuchlanishning bosqichma-bosqich o'sishi bilan, allaqachon katod yuzasi yaqinida taxminan 10 5 -10 6 V / m maydon kuchida, katod tomonidan chiqarilgan elektronlar tufayli zaif oqim paydo bo'ladi. Ushbu oqimning kuchi trubkadagi kuchlanish ortishi bilan ortadi. Oqimlar sovuq katodda sodir bo'ladi, shuning uchun tasvirlangan hodisa ham deyiladi sovuq emissiya. Ushbu hodisaning mexanizmini tushuntirish faqat kvant nazariyasi asosida mumkin.

    Metalllarda elektron gaz hosil qiluvchi va issiqlik harakatida ishtirok etadigan o'tkazuvchan elektronlar mavjud. O'tkazuvchanlik elektronlari metall ichida saqlanganligi sababli, sirt yaqinida elektronlarga ta'sir qiluvchi va metall ichiga yo'naltirilgan kuchlar mavjud. Elektron metallni o'z chegarasidan tashqariga chiqishi uchun bu kuchlarga qarshi ma'lum A ishni bajarish kerak, bu metalldan chiqib ketayotgan elektronning ish funktsiyasi deb ataladi. Bu ish, albatta, turli metallar uchun farq qiladi.

    Metall ichidagi elektronning potentsial energiyasi doimiy va tengdir:

    Wp = -eph , bu erda j - metall ichidagi elektr maydonining potentsiali.

    21. Kontakt potentsial farqi - bu bir xil haroratga ega bo'lgan ikki xil o'tkazgichlar aloqa qilganda yuzaga keladigan o'tkazgichlar orasidagi potentsial farq.

    Turli xil ish funktsiyalariga ega bo'lgan ikkita o'tkazgich aloqa qilganda, o'tkazgichlarda elektr zaryadlari paydo bo'ladi. Va ularning erkin uchlari o'rtasida potentsial farq mavjud. O'tkazgichlardan tashqarida, ularning yuzasiga yaqin joylashgan nuqtalar orasidagi potentsial farq kontakt potentsial farqi deb ataladi. Supero'tkazuvchilar bir xil haroratda bo'lgani uchun, qo'llaniladigan kuchlanish bo'lmasa, maydon faqat chegara qatlamlarida mavjud bo'lishi mumkin (Volta qoidasi). Ichki potentsial farqni (metallar bilan aloqa qilganda) va tashqi (bo'shliqda) farqlang. Tashqi kontakt potentsial farqining qiymati elektron zaryadiga ish funktsiyalaridagi farqga teng. Agar o'tkazgichlar halqaga ulangan bo'lsa, u holda halqadagi EMF 0 bo'ladi turli juftliklar metallar, kontakt potentsial farqining qiymati voltning o'ndan bir qismidan bir necha voltgacha.

    Termoelektr generatorining ishlashi termoelektrik effektdan foydalanishga asoslangan bo'lib, uning mohiyati shundaki, ikki xil metallning tutashuvi (tushishi) pastroq haroratga ega bo'lgan ularning erkin uchlari o'rtasida qizdirilganda, potentsial yuzaga keladi. farq paydo bo'ladi, yoki shunday deb ataladi termoelektromotor kuch (termo-EMF). Agar bunday termoelement (termojuft) tashqi qarshilikka ulangan bo'lsa, u holda zanjir bo'ylab elektr toki o'tadi (1-rasm). Shunday qilib, termoelektrik hodisalarda issiqlik energiyasini bevosita elektr energiyasiga aylantirish sodir bo'ladi.

    Termoelektromotor kuchning qiymati taxminan E \u003d a (T1 - T2) formulasi bilan aniqlanadi.

    22. Magnit maydon - harakatlanuvchi elektr zaryadlari va ularning harakat holatidan qat'i nazar, magnit momentga ega jismlarga ta'sir qiluvchi kuch maydoni; elektroning magnit komponenti magnit maydon

    harakatlanuvchi zaryad q, o'z atrofida magnit maydon hosil qiladi, uning induksiyasi

    bu erda elektron tezligi, elektrondan maydonning ma'lum nuqtasigacha bo'lgan masofa, μ muhitning nisbiy magnit o'tkazuvchanligi, μ 0 = 4π 10 -7 H/m magnit doimiysi hisoblanadi.

    Magnit induktsiya- vektor miqdori, ya'ni quvvat xususiyati kosmosning ma'lum bir nuqtasida magnit maydon (uning zaryadlangan zarrachalarga ta'siri). Tezlik bilan harakatlanuvchi zaryadga magnit maydon qanday ta'sir qilishini aniqlaydi.

    Aniqroq qilib aytadigan bo'lsak, shunday vektor bo'ladiki, tezlikda harakatlanuvchi zaryadga magnit maydon tomonidan ta'sir qiluvchi Lorentz kuchi teng bo'ladi.

    23. Bio-Savart-Laplas qonuniga ko'ra kontur elementi dl u orqali oqim o'tadi I, o'z atrofida magnit maydon hosil qiladi, uning induksiyasi bir nuqtada K

    nuqtadan masofa qayerda K joriy elementga dl, α radius vektori va joriy element orasidagi burchak dl.

    Vektorning yo'nalishini dan topish mumkin Maksvell qoidasi(gimlet): agar siz gimletni o'tkazgich elementidagi oqim yo'nalishi bo'yicha o'ng ip bilan vidalasangiz, u holda gimlet tutqichining harakat yo'nalishi magnit induksiya vektorining yo'nalishini ko'rsatadi.

    Konturlarga Bio-Savart-Laplas qonunini qo'llash turli xil, biz olamiz:

    radiusli dumaloq halqaning markazida R joriy quvvat bilan I magnit induksiya

    dumaloq oqim o'qi bo'yicha magnit induksiya Qayerda a- siz izlayotgan nuqtadan masofa B dumaloq oqim tekisligiga,

    masofada cheksiz uzunlikdagi oqim o'tkazuvchi o'tkazgich tomonidan yaratilgan maydon r dirijyordan

    chekli uzunlikdagi o'tkazgich tomonidan yaratilgan maydon, masofada r o'tkazgichdan (15-rasm)

    toroid yoki cheksiz uzun solenoid ichidagi maydon n- solenoid (toroid) uzunligi birligiga burilishlar soni

    Magnit induksiya vektori magnit maydon kuchi bilan bog'liqlik bilan bog'liq

    Ommaviy energiya zichligi magnit maydon:

    25 .Induksiya bilan magnit maydonda harakatlanuvchi zaryadlangan zarrachada B tezlik bilan υ , magnit maydon tomonidan chaqirilgan kuch mavjud Lorents kuchi

    va bu kuchning moduli teng .

    Lorents kuchining yo'nalishini aniqlash mumkin chap qo'l qoidasi: qo'yilsa chap qo'l Shunday qilib, tezlikka perpendikulyar induksiya vektorining komponenti kaftga kiradi va to'rtta barmoq musbat zaryad tezligi yo'nalishi bo'yicha (yoki manfiy zaryad tezligining yo'nalishiga qarshi) joylashganki, keyin egiladi. Bosh barmoq Lorents kuchining yo'nalishini ko'rsatadi

    26 .Siklik zaryadlangan zarracha tezlatgichlarining ishlash prinsipi.

    Zaryadlangan zarraning magnit maydondagi T aylanish davrining mustaqilligi amerikalik olim Lourens tomonidan siklotron - zaryadlangan zarrachalar tezlatgichi g'oyasida foydalangan.

    Siklotron yuqori vakuumga joylashtirilgan ikkita dees D 1 va D 2 - ichi bo'sh metall yarim silindrlardan iborat. Dees orasidagi bo'shliqda tezlashtiruvchi elektr maydoni hosil bo'ladi. Bu bo'shliqqa kirgan zaryadlangan zarracha tezligini oshiradi va yarim silindr (dee) bo'shlig'iga uchadi. Deylar doimiy magnit maydonga joylashtiriladi va zarracha ichidagi zarrachaning traektoriyasi aylana shaklida egri bo'ladi. Zarracha ikkinchi marta zarralar orasidagi bo'shliqqa kirganda, elektr maydonining qutblari o'zgaradi va u yana tezlashadi. Tezlikning oshishi traektoriya radiusining ortishi bilan birga keladi. Amalda n= 1/T=(B/2p)(q/m) chastotali deylarga oʻzgaruvchan maydon qoʻllaniladi. Elektr maydoni ta'sirida zarrachalar orasidagi bo'shliqda har safar tezligi ortadi.

    27.Kuchaytirgich quvvati oqim o'tkazuvchi o'tkazgichga ta'sir qiluvchi kuchdir I magnit maydonida joylashgan

    Δ l- o'tkazgichning uzunligi va yo'nalishi o'tkazgichdagi oqim yo'nalishiga to'g'ri keladi.

    Amper quvvat moduli: .

    Oqimlari bo'lgan ikkita parallel cheksiz uzunlikdagi to'g'ri o'tkazgich men 1 Va men 2 bir-biriga kuch bilan ta'sir qiladi

    Qayerda l- o'tkazgich qismining uzunligi, r- o'tkazgichlar orasidagi masofa.

    28. Parallel oqimlarning o'zaro ta'siri - Amper qonuni

    Endi siz ikkita parallel oqimning o'zaro ta'sir kuchini hisoblash uchun formulani osongina olishingiz mumkin.

    Shunday qilib, ikkita uzun to'g'ri parallel o'tkazgich bo'ylab (440-rasm), bir-biridan R masofasida joylashgan (bu o'tkazgichlarning uzunligidan ancha, 15 baravar kam), to'g'ridan-to'g'ri oqimlar I 1, I 2 oqadi.

    Maydon nazariyasiga muvofiq o'tkazgichlarning o'zaro ta'siri quyidagicha izohlanadi: birinchi o'tkazgichdagi elektr toki ikkinchi o'tkazgichdagi elektr toki bilan o'zaro ta'sir qiluvchi magnit maydon hosil qiladi. Birinchi o'tkazgichga ta'sir qiluvchi kuchning paydo bo'lishini tushuntirish uchun o'tkazgichlarning "rollarini teskari" o'tkazish kerak: ikkinchisi birinchisiga ta'sir qiluvchi maydon hosil qiladi. O'ng vintni aqliy ravishda aylantiring, uni chap qo'lingiz bilan aylantiring (yoki vektor mahsulotidan foydalaning) va bir yo'nalishda oqayotgan oqim bilan o'tkazgichlar tortilishiga va qarama-qarshi yo'nalishda oqayotgan oqimlar bilan o'tkazgichlar qaytarilishiga ishonch hosil qiling1.

    Shunday qilib, ikkinchi o'tkazgichning Dl uzunlikdagi kesimiga ta'sir qiluvchi kuch Amper kuchi bo'lib, u ga teng.

    bu erda B1 - birinchi o'tkazgich tomonidan yaratilgan magnit maydonning induksiyalari. Ushbu formulani yozishda B1 induksiya vektorining ikkinchi o'tkazgichga perpendikulyar ekanligi hisobga olinadi. Birinchi o'tkazgichdagi to'g'ridan-to'g'ri oqim tomonidan yaratilgan maydonning induktsiyasi, ikkinchisining joylashgan joyida, teng

    (1), (2) formulalardan kelib chiqadiki, ikkinchi o'tkazgichning tanlangan qismiga ta'sir qiluvchi kuch tengdir.

    29. Magnit maydonda oqim bo'lgan lasan.

    Agar biz o'tkazgichni emas, balki magnit maydonga oqimi bo'lgan g'altakni (yoki lasanni) joylashtirsak va uni vertikal joylashtirsak, chap qoidani bobinning yuqori va pastki tomonlariga qo'llasak, biz elektromagnit kuchlar F ekanligini olamiz. ular bo'yicha harakat qilish turli yo'nalishlarga yo'naltiriladi. Ushbu ikki kuchning ta'siri natijasida elektromagnit moment M paydo bo'ladi, bu esa bobinning burilishiga olib keladi. bu holat soat yo'nalishi bo'yicha. Bu daqiqa

    bu erda D - bobinning tomonlari orasidagi masofa.

    Bobin magnit maydonda magnit maydon chiziqlariga perpendikulyar joy olguncha aylanadi (50-rasm, b). Bu holatda, eng katta magnit oqim lasan orqali o'tadi. Binobarin, tashqi magnit maydonga oqim kiritilgan bobin yoki bobin har doim shunday pozitsiyani egallashga intiladiki, eng katta magnit oqimi bobin orqali o'tadi.

    Magnit moment, magnit dipol moment- moddaning magnit xususiyatlarini tavsiflovchi asosiy miqdor (magnitlanish manbai klassik nazariya elektromagnit hodisalar - elektr makro- va mikro oqimlar; yopiq oqim magnitlanishning elementar manbai hisoblanadi). Elementar zarralar magnit momentga ega atom yadrolari, atomlar va molekulalarning elektron qobiqlari. Magnit moment elementar zarralar(elektronlar, protonlar, neytronlar va boshqalar), kvant mexanikasi ko'rsatganidek, o'zlarining mexanik momentlari - spinning mavjudligi bilan bog'liq.

    30. magnit oqimi - jismoniy miqdor, cheksiz kichik maydondan o'tuvchi maydon chiziqlari oqimining zichligiga teng dS. Oqim F in magnit induksiya vektorining integrali sifatida IN chekli sirt orqali S Sirt ustidagi integral nuqtai nazaridan aniqlanadi.

    31. Magnit maydonda oqim bilan o'tkazgichni harakatlantirish ustida ishlash

    Ruxsat etilgan simlar va ular bo'ylab sirg'anib yuruvchi l uzunlikdagi harakatlanuvchi o'tish moslamasi orqali hosil qilingan tok o'tkazuvchi sxemani ko'rib chiqaylik (2.17-rasm). Bu kontur kontur tekisligiga perpendikulyar tashqi bir xil magnit maydonda joylashgan.

    l uzunlikdagi joriy element I (harakatlanuvchi sim) o'ngga yo'naltirilgan Amper kuchiga ta'sir qiladi:

    O'tkazgich l o'ziga parallel ravishda dx masofada harakatlansin. Bu ishni bajaradi:

    dA=Fdx=IBldx=IBdS=IdF

    Harakatlanayotganda oqim bilan o'tkazgich tomonidan bajarilgan ish son jihatdan ushbu o'tkazgich kesib o'tgan oqim va magnit oqimning mahsulotiga teng.

    Har qanday shakldagi o'tkazgich magnit induksiya vektorining chiziqlariga har qanday burchak ostida harakat qilsa, formula o'z kuchida qoladi.

    32. Moddaning magnitlanishi . Doimiy magnitlar nisbatan oz sonli moddalardan yasalishi mumkin, lekin magnit maydonga joylashtirilgan barcha moddalar magnitlanadi, ya'ni ularning o'zlari magnit maydon manbalariga aylanadi. Natijada materiya ishtirokidagi magnit induktsiya vektori vakuumdagi magnit induksiya vektoridan farq qiladi.

    Atomning magnit momenti uning tarkibiga kiradigan elektronlarning orbital va ichki momentlaridan, shuningdek yadroning magnit momentidan (bu yadroni tashkil etuvchi elementar zarrachalar - protonlarning magnit momentlari bilan bog'liq) iborat. va neytronlar). Yadroning magnit momenti elektronlar momentlaridan ancha kichik; shuning uchun ko'p masalalarni ko'rib chiqayotganda uni e'tiborsiz qoldirish mumkin va atomning magnit momenti elektronlarning magnit momentlarining vektor yig'indisiga teng deb taxmin qilish mumkin. Molekulaning magnit momentini ham hisobga olish mumkin summasiga teng uni tashkil etuvchi elektronlarning magnit momentlari.

    Shunday qilib, atom murakkab magnit tizim bo'lib, butun atomning magnit momenti barcha elektronlarning magnit momentlarining vektor yig'indisiga teng.

    Magnitlar va ular tashqi magnit maydonda magnitlanishi mumkin bo'lgan moddalarni chaqirishadi, ya'ni. o'zlarining magnit maydonini yaratishga qodir. Moddalarning ichki maydoni ularning atomlarining magnit xususiyatlariga bog'liq. Shu ma'noda magnitlar dielektriklarning magnit analoglari hisoblanadi.

    Klassik tushunchalarga ko'ra, atom musbat zaryadlangan yadro atrofida orbita bo'ylab harakatlanadigan elektronlardan iborat bo'lib, ular o'z navbatida proton va neytronlardan iborat.

    Barcha moddalar magnitdir, ya'ni. Barcha moddalar tashqi magnit maydonda magnitlangan, ammo ularning tabiati va magnitlanish darajasi har xil. Bunga qarab barcha magnitlar uch turga bo'linadi: 1) diamagnetlar; 2) paramagnetlar; 3) ferromagnitlar.

    Diamagnetlar. - u juda ko'p metallarni (masalan, mis, rux, kumush, simob, vismut), ko'pchilik gazlar, fosfor, oltingugurt, kvarts, suvni o'z ichiga oladi. organik birikmalar va hokazo.

    Diamagnets quyidagi xususiyatlarga ega:

    2) o'z magnit maydoni tashqiga qarshi qaratilgan va uni biroz zaiflashtiradi (m<1);

    3) qoldiq magnitlanish yo'q (diamagnetning ichki magnit maydoni tashqi maydon olib tashlanganidan keyin yo'qoladi).

    Birinchi ikkita xususiyat diamagnetlarning nisbiy magnit o'tkazuvchanligi m 1 dan bir oz kamroq ekanligini ko'rsatadi. Masalan, diamagnitlarning eng kuchlisi vismut m = 0,999824 ga ega.

    Paramagnetlar- ularga gidroksidi va ishqoriy tuproq metallari, alyuminiy, volfram, platina, kislorod va boshqalar kiradi.

    Paramagnetlar quyidagi xususiyatlarga ega:

    1) tashqi magnit maydonda juda zaif magnitlanish;

    2) o'z magnit maydoni tashqi bo'ylab yo'naltiriladi va uni biroz kuchaytiradi (m>1);

    3) qoldiq magnitlanish yo'q.

    Birinchi ikkita xususiyatdan kelib chiqadiki, m ning qiymati 1 dan bir oz kattaroqdir. Masalan, eng kuchli paramagnit materiallardan biri platina uchun nisbiy magnit o'tkazuvchanligi m=1,00036.

    33.ferromagnitlar - bularga temir, nikel, kobalt, gadoliniy, ularning qotishmalari va birikmalari, shuningdek marganets va xromning ferromagnit bo'lmagan elementlar bilan ba'zi qotishmalari va birikmalari kiradi. Bu moddalarning barchasi faqat kristall holatda ferromagnit xususiyatlarga ega.

    Ferromagnitlar quyidagi xususiyatlarga ega:

    1) juda kuchli magnitlanish;

    2) o'z magnit maydoni tashqi tomonga yo'naltiriladi va uni sezilarli darajada oshiradi (m qiymatlari bir necha yuzdan bir necha yuz minggacha);

    3) nisbiy magnit o'tkazuvchanligi m magnitlanish maydonining kattaligiga bog'liq;

    4) qoldiq magnitlanish mavjud.

    Domen- o'z-o'zidan bir hil magnitlanish vektori yoki antiferromagnetizm vektorining yo'nalishi (mos ravishda Kyuri yoki Neel nuqtasidan past haroratda) ma'lum - qat'iy tartibli - yo'nalishda aylanadigan yoki siljiydigan magnit kristaldagi makroskopik mintaqa , ya'ni qutblangan, qo'shni domenlarda mos keladigan vektorning yo'nalishlariga nisbatan.

    Domenlar - bu juda ko'p miqdordagi [tartibli] atomlardan tashkil topgan va ba'zan yalang'och ko'z bilan ko'rinadigan shakllanishlar (o'lchamlari 10-2 sm3).

    Domenlar ferro- va antiferromagnit, ferroelektrik kristallar va o'z-o'zidan uzoq masofali tartibli boshqa moddalarda mavjud.

    Kyuri nuqtasi yoki Kyuri harorati- moddaning simmetriyasi xususiyatlarining keskin o'zgarishi bilan bog'liq bo'lgan ikkinchi turdagi fazaviy o'tish harorati (masalan, magnit - ferromagnitlarda, elektr - ferroelektriklarda, kristall kimyoviy - tartibli qotishmalarda). P.Kyuri nomi bilan atalgan. Kyuri nuqtasi Q dan past bo'lgan T haroratda ferromagnitlar o'z-o'zidan (spontan) magnitlanishga va ma'lum bir magnit-kristal simmetriyaga ega. Kyuri nuqtasida (T=Q) ferromagnit atomlarining issiqlik harakatining intensivligi uning oʻz-oʻzidan magnitlanishini (“magnit tartib”) yoʻq qilish va simmetriyani oʻzgartirish uchun yetarli boʻladi, natijada ferromagnit paramagnitga aylanadi. Xuddi shunday, T=Q da (antiferromagnit Kyuri nuqtasi yoki Neel nuqtasi deb ataladigan joyda) antiferromagnitlar uchun ularning xarakterli magnit strukturasi (magnit pastki panjaralar) buzilishi sodir bo'ladi va antiferromagnitlar paramagnetlarga aylanadi. T=Q da ferroelektrik va antiferroelektriklarda atomlarning issiqlik harakati kristall panjaraning elementar hujayralari elektr dipollarining oʻz-oʻzidan tartiblangan yoʻnalishini bekor qiladi. Buyurtmali qotishmalarda, Kyuri nuqtasida (qotishmalar holatida u nuqta deb ham ataladi.

    Magnit histerezis magnit tartibli moddalarda (ma'lum bir harorat oralig'ida), masalan, ferromagnitlarda kuzatiladi, odatda o'z-o'zidan (o'z-o'zidan) magnitlanish mintaqasi domenlariga bo'linadi, ularda magnitlanish qiymati (birlik hajmdagi magnit moment) bir xil, lekin yo'nalishlari har xil.

    Tashqi magnit maydon ta'sirida maydonda magnitlangan domenlar soni va hajmi boshqa domenlar hisobiga ortadi. Alohida domenlarning magnitlanish vektorlari maydon bo'ylab aylanishi mumkin. Etarli darajada kuchli magnit maydonda ferromagnit toʻyingangacha magnitlangan boʻlib, u tashqi H maydoni boʻylab yoʻnaltirilgan toʻyingan magnitlanish JS boʻlgan yagona domendan iborat.

    Isterezis holatida magnitlanishning magnit maydonga odatiy bog'liqligi

    34. Yerning magnit maydoni

    Ma'lumki, magnit maydon - bu magnit xususiyatlarga ega jismlarga, shuningdek, harakatlanuvchi elektr zaryadlariga ta'sir qiluvchi kuch maydonining maxsus turi. Ma'lum darajada magnit maydonni elektr zaryadlari va magnit momentga ega jismlar o'rtasida ma'lumot uzatuvchi maxsus turdagi materiya deb hisoblash mumkin. Shunga ko'ra, Yerning magnit maydoni shunday magnit maydon bo'lib, u bilan bog'liq omillar tufayli hosil bo'ladi funktsional xususiyatlar bizning sayyoramiz. Ya'ni, geomagnit maydon tashqi manbalar tomonidan emas, balki Yerning o'zi tomonidan yaratilgan, garchi ikkinchisi sayyoramizning magnit maydoniga ma'lum ta'sir ko'rsatadi.

    Shunday qilib, Yer magnit maydonining xususiyatlari muqarrar ravishda uning kelib chiqish xususiyatlariga bog'liq. Ushbu kuch maydonining paydo bo'lishini tushuntiruvchi asosiy nazariya sayyoramizning suyuq metall yadrosidagi oqimlar oqimi bilan bog'liq (yadrodagi harorat shunchalik yuqoriki, metallar suyuq holatda bo'ladi). Yer magnit maydonining energiyasi gidromagnit dinamo mexanizmi deb ataladigan mexanizm tomonidan ishlab chiqariladi, bu elektr oqimlarining ko'p yo'nalishliligi va assimetriyasi bilan bog'liq. Ular elektr razryadlarining kuchayishini hosil qiladi, bu esa issiqlik energiyasining chiqishiga va yangi magnit maydonlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Qizig'i shundaki, gidromagnit dinamo mexanizmi "o'z-o'zini qo'zg'atish" qobiliyatiga ega, ya'ni er yadrosidagi faol elektr faolligi doimiy ravishda tashqi ta'sirsiz geomagnit maydon hosil qiladi.

    35.Magnitlanish - makroskopik jismoniy jismning magnit holatini tavsiflovchi vektor fizik miqdor. Odatda M deb belgilanadi. U moddaning birlik hajmining magnit momenti sifatida aniqlanadi:

    Bu yerda M magnitlanish vektori; - magnit moment vektori; V - hajm.

    IN umumiy holat(bir hil bo'lmagan, u yoki bu sababga ko'ra, vosita bo'lsa), magnitlanish quyidagicha ifodalanadi

    va koordinatalarning funktsiyasidir. DV hajmdagi molekulalarning umumiy magnit momenti qayerda Diamagnit va paramagnit materiallarda M va magnit maydon kuchi H o'rtasidagi bog'liqlik odatda chiziqli (hech bo'lmaganda magnitlanish maydonining unchalik katta bo'lmagan qiymatlari uchun):

    bu yerda chm magnit sezuvchanlik deyiladi. Ferromagnit materiallarda magnit histerezis tufayli M va H o'rtasida yakkama-yakka bog'liqlik mavjud emas va bog'liqlikni tasvirlash uchun magnit sezuvchanlik tensoridan foydalaniladi.

    Magnit maydon kuchi(standart belgi H) - magnit induksiya vektori B va magnitlanish vektori M o'rtasidagi farqga teng vektor jismoniy miqdor.

    IN xalqaro tizim birliklar (SI): H = (1/µ 0)B - M bunda µ 0 magnit doimiysi.

    Magnit o'tkazuvchanlik- moddadagi magnit induksiya B va magnit maydon kuchi H o'rtasidagi munosabatni tavsiflovchi jismoniy miqdor, koeffitsient (muhitning xususiyatlariga qarab). Turli ommaviy axborot vositalari uchun bu koeffitsient boshqacha, shuning uchun ular ma'lum bir muhitning magnit o'tkazuvchanligi (uning tarkibi, holati, harorati va boshqalarni nazarda tutadi) haqida gapirishadi.

    Odatda yunoncha µ harfi bilan belgilanadi. U skaler (izotrop moddalar uchun) yoki tenzor (anizotrop moddalar uchun) bo'lishi mumkin.

    Umuman olganda, magnit o'tkazuvchanlik orqali magnit induksiya va magnit maydon kuchi o'rtasidagi munosabatlar quyidagicha kiritiladi.

    umumiy holatda esa bu yerda komponent yozuvida mos keladigan tenzor deb tushunish kerak

    Elektr maydonidagi har bir zaryad uchun bu zaryadni harakatga keltiradigan kuch mavjud. q nuqta musbat zaryadini O nuqtadan n nuqtaga ko‘chirishda manfiy zaryad Q elektr maydonining kuchlari tomonidan bajariladigan A ishini aniqlang. Kulon qonuniga ko‘ra zaryadni harakatga keltiruvchi kuch o‘zgaruvchan va tengdir.

    Bu erda r - zaryadlar orasidagi o'zgaruvchan masofa.

    . Bu ifodani quyidagicha olish mumkin:

    Qiymat elektr maydonining ma'lum bir nuqtasida zaryadning potentsial energiyasi W p:

    (-) belgisi zaryad maydon tomonidan harakatlantirilganda uning potentsial energiyasi pasayib, harakatlanish ishiga aylanishini ko'rsatadi.

    Yagona musbat zaryadning potentsial energiyasiga teng qiymat (q = +1) elektr maydonining potentsiali deyiladi.

    Keyin . q = +1 uchun.

    Shunday qilib, maydonning ikki nuqtasining potentsial farqi birlik musbat zaryadni bir nuqtadan ikkinchisiga ko'chirishda maydon kuchlarining ishiga teng.

    Elektr maydon nuqtasining potentsiali birlik musbat zaryadni berilgan nuqtadan cheksizlikka ko'chirish ishiga teng: . O'lchov birligi - Volt \u003d J / C.

    Elektr maydonida zaryadni harakatlantirish ishi yo'lning shakliga bog'liq emas, balki faqat yo'lning boshlang'ich va oxirgi nuqtalari orasidagi potentsial farqga bog'liq.

    Barcha nuqtalarida potentsial bir xil bo'lgan sirt ekvipotensial deyiladi.

    Maydon kuchi uning quvvat xarakteristikasi, potentsial esa energiya xarakteristikasidir.

    Maydon kuchi va uning potentsiali o'rtasidagi bog'liqlik formula bilan ifodalanadi

    ,

    (-) belgisi maydon kuchining potentsialning kamayishiga va potentsialning ortishiga yo'naltirilganligi bilan bog'liq.

    5. Elektr maydonlarining tibbiyotda qo'llanilishi.

    Franklinizatsiya, yoki "elektrostatik dush" - bemorning tanasi yoki uning qismlari yuqori kuchlanishning doimiy elektr maydoniga ta'sir qiladigan terapevtik usul.

    Umumiy ta'sir qilish jarayonida doimiy elektr maydoni 50 kV ga yetishi mumkin, bilan mahalliy ta'sir 15 - 20 kV.

    Terapevtik ta'sir mexanizmi. Franklinizatsiya protsedurasi bemorning boshi yoki tanasining boshqa qismi xuddi kondensator plitalaridan biriga aylanadigan tarzda amalga oshiriladi, ikkinchisi esa boshning tepasida osilgan yoki zarba joyining tepasida o'rnatilgan elektroddir. 6-10 sm masofada. Elektrodga o'rnatilgan igna uchlari ostidagi yuqori kuchlanish ta'sirida havo ionlari, ozon va azot oksidi hosil bo'lishi bilan havo ionlanishi sodir bo'ladi.

    Ozon va havo ionlarining inhalatsiyasi qon tomirlarida reaktsiyaga sabab bo'ladi. Qisqa muddatli vazospazmdan keyin kapillyarlar nafaqat yuzaki to'qimalarda, balki chuqurlikda ham kengayadi. Natijada metabolik va trofik jarayonlar yaxshilanadi va to'qimalarning shikastlanishi bo'lsa, regeneratsiya va funktsiyalarni tiklash jarayonlari rag'batlantiriladi.

    Qon aylanishini yaxshilash, normalizatsiya natijasida metabolik jarayonlar va asab funktsiyasi, bosh og'rig'ining kamayishi, ortishi kuzatiladi qon bosimi, ortdi qon tomir tonusi, yurak urish tezligining pasayishi.

    Franklinizatsiyadan foydalanish qachon ko'rsatilgan funktsional buzilishlar asab tizimi

    Muammoni hal qilishga misollar

    1. Franklinizatsiya apparatining ishlashi davomida har soniyada 1 sm 3 havoda 500 000 ta engil havo ionlari hosil bo'ladi. Davolash seansi (15 min) davomida 225 sm 3 havoda bir xil miqdordagi havo ionlarini hosil qilish uchun zarur bo'lgan ionlanish ishini aniqlang. Havo molekulalarining ionlanish potentsiali 13,54 V ga teng, shartli ravishda havo bir hil gaz hisoblanadi.

    ionlanish potentsiali, A - ionlanish ishi, N - elektronlar soni.

    2. Elektrostatik dush bilan ishlov berish jarayonida elektr mashinasining elektrodlariga 100 kV potentsial farq qo'llaniladi. Agar elektr maydon kuchlari 1800J ishni bajarishi ma'lum bo'lsa, bitta ishlov berish jarayonida elektrodlar orasidan qanday zaryad o'tishini aniqlang.

    Bu yerdan

    Tibbiyotda elektr dipol

    Elektrokardiografiyaning asosi bo'lgan Eynxoven nazariyasiga ko'ra, yurak elektr dipol, teng tomonli uchburchakning (Eynxoven uchburchagi) markazida joylashgan bo'lib, uning uchlarini shartli ravishda ko'rib chiqish mumkin.

    da joylashgan o'ng qo'l, chap qo'l va chap oyoq.

    davomida yurak aylanishi dipolning fazodagi holati ham, dipol momenti ham o'zgaradi. Eynxoven uchburchagi cho'qqilari orasidagi potentsial farqni o'lchash yurakning dipol momentining uchburchak tomonlaridagi proyeksiyalari o'rtasidagi bog'liqlikni quyidagicha aniqlash imkonini beradi:

    U AB, U BC, U AC kuchlanishlarini bilib, dipolning uchburchak tomonlariga nisbatan qanday yo'naltirilganligini aniqlash mumkin.

    Elektrokardiografiyada tananing ikki nuqtasi orasidagi (bu holda Eynxoven uchburchagining uchlari orasidagi) potentsial farq qo'rg'oshin deb ataladi.

    Vaqtga qarab potentsial farqni ro'yxatga olish deyiladi elektrokardiogramma.

    Yurak siklidagi dipol moment vektorining oxiri nuqtalarining joylashuvi deyiladi vektor kardiogrammasi.

    Ma'ruza №4

    kontakt hodisalari

    1. Kontakt potentsial farqi. Volta qonunlari.

    2. Termoelektr.

    3. Termojuft, uning tibbiyotda qo'llanilishi.

    4. Dam olish imkoniyati. Harakat potensiali va uning taqsimlanishi.

    1. Kontakt potentsial farqi. Volta qonunlari.

    Bir-biriga o'xshamaydigan metallarning yaqin aloqasida, ular o'rtasida faqat ularga qarab potentsial farq paydo bo'ladi kimyoviy tarkibi va harorat (Voltaning birinchi qonuni). Ushbu potentsial farq kontakt deb ataladi.

    Metallni tark etib, atrof-muhitga kirishi uchun elektron metallga tortish kuchlariga qarshi ish qilishi kerak. Bu ish metalldan elektronning ish funktsiyasi deb ataladi.

    Keling, mos ravishda A 1 va A 2 ish funktsiyasiga va A 1 ga ega bo'lgan ikki xil 1 va 2 metallarni kontaktga keltiramiz.< 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 >A1). Shunday qilib, metallar bilan aloqa qilish orqali erkin elektronlar birinchi metalldan ikkinchisiga "nasoslanadi", buning natijasida birinchi metall musbat, ikkinchisi - salbiy zaryadlanadi. Natijada yuzaga keladigan potentsial farq kuchning E elektr maydonini hosil qiladi, bu elektronlarni keyingi "nasoslashni" qiyinlashtiradi va kontakt potentsial farqi tufayli elektronni harakatlantirish ishi ish funktsiyasi farqiga teng bo'lganda, uni butunlay to'xtatadi:

    (1)

    Keling, A 1 = A 2 bo'lgan har xil erkin elektronlar konsentratsiyasi n 01 > n 02 bo'lgan ikkita metalni kontaktga keltiramiz. Keyin erkin elektronlarning birinchi metalldan ikkinchisiga ustun o'tishi boshlanadi. Natijada, birinchi metall musbat, ikkinchisi - salbiy zaryadlangan bo'ladi. Metalllar o'rtasida potentsial farq bo'ladi, bu elektronlarning keyingi o'tkazilishini to'xtatadi. Olingan potentsial farq quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:

    , (2)

    bu yerda k - Boltsman doimiysi.

    Ham ish funktsiyasida, ham erkin elektronlar konsentratsiyasida farq qiluvchi metallar bilan aloqa qilishning umumiy holatida c.r.p. (1) va (2) dan quyidagiga teng bo'ladi:

    (3)

    Ketma-ket ulangan o'tkazgichlarning kontakt potentsial farqlari yig'indisi oxirgi o'tkazgichlar tomonidan yaratilgan kontakt potentsial farqiga teng ekanligini va oraliq o'tkazgichlarga bog'liq emasligini ko'rsatish oson:

    Bu pozitsiya Voltaning ikkinchi qonuni deb ataladi.

    Agar biz hozir to'g'ridan-to'g'ri so'nggi o'tkazgichlarni bog'laydigan bo'lsak, u holda ular o'rtasida mavjud bo'lgan potentsial farq 1 va 4 kontaktlarda yuzaga keladigan teng potentsial farq bilan qoplanadi. Shuning uchun K.R.P. bir xil haroratga ega bo'lgan metall o'tkazgichlarning yopiq pallasida oqim hosil qilmaydi.

    2. Termoelektr kontakt potentsial farqining haroratga bog'liqligi.

    Ikkita o'xshash bo'lmagan 1 va 2 metall o'tkazgichlarning yopiq sxemasini tuzamiz.

    A va b kontaktlarning harorati har xil T a > T b tomonidan saqlanadi. Keyin (3) formulaga muvofiq f.r.p. sovuq o'tishdan ko'ra issiq birikmada ko'proq:. Natijada a va b o’tish joylari o’rtasida potentsiallar farqi paydo bo’lib, termoelektromotor kuch deb ataladi va I tok yopiq zanjirda oqadi.(3) formuladan foydalanib, biz hosil bo’ladik.

    Qayerda har bir metall juftligi uchun.

    1. Termojuft, uning tibbiyotda qo'llanilishi.

    Supero'tkazuvchilar orasidagi kontaktlarning harorati farqi tufayli oqim hosil qiluvchi o'tkazgichlarning yopiq zanjiri deyiladi. termojuft.

    (4) formuladan kelib chiqadiki, termojuftning termoelektromotor kuchi birlashmalarning (kontaktlarning) harorat farqiga proportsionaldir.

    Formula (4) Selsiy shkalasidagi haroratlar uchun ham amal qiladi:

    Termojuft faqat harorat farqlarini o'lchashi mumkin. Odatda bitta o'tish joyi 0 ° C da saqlanadi. Bu sovuq birikma deb ataladi. Boshqa birlashma issiq yoki o'lchov birikmasi deb ataladi.

    Termojuft simob termometrlariga nisbatan sezilarli afzalliklarga ega: u sezgir, inertiyasiz, kichik ob'ektlarning haroratini o'lchash imkonini beradi va masofadan o'lchash imkonini beradi.

    Inson tanasining harorat maydonining profilini o'lchash.

    Inson tanasining harorati doimiy, deb ishoniladi, ammo bu doimiylik nisbiydir, chunki tananing turli qismlarida harorat bir xil emas va unga qarab o'zgaradi. funktsional holat organizm.

    Teri harorati o'ziga xos aniq topografiyaga ega. Eng past harorat (23-30º). distal bo'limlar oyoq-qo'llari, burun uchi, quloqchalar. Eng yuqori harorat- V qo'ltiq, perineum, bo'yin, lablar, yonoqlarda. Qolgan hududlarda harorat 31 - 33,5 ºS.

    Da sog'lom odam harorat taqsimoti tananing o'rta chizig'iga nisbatan nosimmetrikdir. Ushbu simmetriyaning buzilishi kontakt qurilmalari: termojuft va qarshilik termometri yordamida harorat maydoni profilini qurish orqali kasalliklarni tashxislash uchun asosiy mezon bo'lib xizmat qiladi.

    4. Dam olish potentsiali. Harakat potensiali va uning taqsimlanishi.

    Hujayraning sirt membranasi turli ionlarni bir xil darajada o'tkazmaydi. Bundan tashqari, har qanday o'ziga xos ionlarning konsentratsiyasi membrananing turli tomonlarida har xil bo'ladi, ionlarning eng qulay tarkibi hujayra ichida saqlanadi. Bu omillar normal faoliyat ko'rsatadigan hujayrada sitoplazma bilan potentsial farqning paydo bo'lishiga olib keladi muhit(dam olish potentsiali)

    Qo'zg'alganda, hujayra va atrof-muhit o'rtasidagi potentsial farq o'zgaradi, asab tolalarida tarqaladigan harakat potentsiali paydo bo'ladi.

    Nerv tolasi bo'ylab ta'sir potentsialining tarqalish mexanizmi tarqalish bilan o'xshashlik bilan ko'rib chiqiladi elektromagnit to'lqin ikki simli chiziqda. Biroq, bu o'xshashlik bilan bir qatorda, asosiy farqlar mavjud.

    Muhitda tarqaladigan elektromagnit to'lqin zaiflashadi, chunki uning energiyasi tarqalib, molekulyar issiqlik harakati energiyasiga aylanadi. Elektromagnit to'lqinning energiya manbai uning manbai: generator, uchqun va boshqalar.

    Qo'zg'alish to'lqini o'chmaydi, chunki u energiyani o'zi tarqaladigan muhitdan oladi (zaryadlangan membrananing energiyasi).

    Shunday qilib, asab tolasi bo'ylab harakat potentsialining tarqalishi avtoto'lqin shaklida sodir bo'ladi. Qo'zg'aluvchan hujayralar faol muhitdir.

    Muammoni hal qilishga misollar

    1. Inson tanasi sirtining harorat maydonining profilini qurishda qarshilik r 1 = 4 Ohm bo'lgan termojuft va qarshilik r 2 = 80 Ohm bo'lgan galvanometr ishlatiladi; I=26 mkA, ulanish harorati farqi ºS. Termojuft doimiysi nima?

    Termojuftda paydo bo'ladigan termoelektr quvvati , bu erda termojuftlar ulanishlar orasidagi harorat farqidir.

    Om qonuniga ko'ra, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismi uchun, U sifatida qabul qilinadi. Keyin

    №5 ma'ruza

    Elektromagnetizm

    1. Magnitlanishning tabiati.

    2. Vakuumdagi oqimlarning magnit o'zaro ta'siri. Amper qonuni.

    4. Dia-, para- va ferromagnit moddalar. Magnit o'tkazuvchanlik va magnit induksiya.

    5. Tana to'qimalarining magnit xossalari.

    1. Magnitizmning tabiati.

    Harakatlanuvchi elektr zaryadlari (oqimlari) atrofida magnit maydon paydo bo'ladi, bu zaryadlar magnit yoki boshqa harakatlanuvchi elektr zaryadlari bilan o'zaro ta'sir qiladi.

    Magnit maydon kuch maydoni bo'lib, u magnit kuch chiziqlari orqali tasvirlangan. Elektr maydonining kuch chiziqlaridan farqli o'laroq, magnit kuch chiziqlari doimo yopiq.

    Moddaning magnit xossalari ushbu moddaning atomlari va molekulalaridagi elementar aylana oqimlari bilan bog'liq.

    2 . Vakuumdagi oqimlarning magnit o'zaro ta'siri. Amper qonuni.

    Oqimlarning magnit o'zaro ta'siri harakatlanuvchi simli zanjirlar yordamida o'rganildi. Amper 1 va 2 o'tkazgichlarning ikkita kichik uchastkasining oqim bilan o'zaro ta'sir kuchining kattaligi ushbu bo'limlarning uzunliklariga proportsional ekanligini, ulardagi I 1 va I 2 oqimlari va r masofasining kvadratiga teskari proportsional ekanligini aniqladi. bo'limlar orasida:

    Ma'lum bo'ldiki, birinchi bo'limning ikkinchisiga ta'sir kuchi ularning nisbiy holatiga bog'liq va burchaklarning sinuslariga proportsionaldir va .

    bu yerda - orasidagi burchak va radius vektor r 12 bilan tutashuvchi, va o'rtasidagi burchak va normal n - kesma va radius vektor r 12 bo'lgan Q tekislik bilan.

    (1) va (2) ni birlashtirib, k proportsionallik koeffitsientini kiritib, Amper qonunining matematik ifodasini olamiz:

    (3)

    Quvvatning yo'nalishi ham gimlet qoidasi bilan belgilanadi: u gimletning tarjima harakati yo'nalishiga to'g'ri keladi, uning dastasi normal n 1 dan aylanadi.

    Oqim elementi o'tkazgichning dl uzunligining cheksiz kichik kesimining Idl mahsulotiga va undagi oqim kuchiga I va shu oqim bo'ylab yo'naltirilgan kattaligiga teng vektordir. Keyin (3) ni kichikdan cheksiz kichik dl ga o'tkazsak, biz Amper qonunini yozishimiz mumkin. differentsial shakl:

    . (4)

    k koeffitsienti quyidagicha ifodalanishi mumkin

    qayerda magnit doimiysi (yoki vakuumning magnit o'tkazuvchanligi).

    (5) va (4) ni hisobga olgan holda ratsionalizatsiya qiymati quyidagicha yoziladi

    . (6)

    3 . Magnit maydon kuchi. Amper formulasi. Bio-Savart-Laplas qonuni.

    Elektr toklari o'zlarining magnit maydonlari orqali bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilganligi sababli, magnit maydonning miqdoriy xarakteristikasi ushbu o'zaro ta'sir asosida - Amper qonuni asosida o'rnatilishi mumkin. Buning uchun oqim I bo'lgan l o'tkazgichni dl elementar bo'limlar to'plamiga ajratamiz. U kosmosda maydon hosil qiladi.

    Bu maydonning dl dan r masofada joylashgan O nuqtasiga I 0 dl 0 ni joylashtiramiz. Keyin Amper qonuniga (6) ko'ra, bu elementga kuch ta'sir qiladi.

    (7)

    bu yerda dl kesmadagi tokning I yo‘nalishi (maydon hosil qilish) va radius vektori r yo‘nalishi orasidagi burchak va tokning yo‘nalishi I 0 dl 0 va normal n tekislikka nisbatan burchak. Q o'z ichiga dl va r.

    (7) formulada biz joriy elementga bog'liq bo'lmagan qismni tanlaymiz I 0 dl 0, uni dH deb belgilaymiz:

    Bio-Savart-Laplas qonuni (8)

    dH qiymati faqat magnit maydon hosil qiluvchi joriy element Idl va O nuqtaning holatiga bog'liq.

    dH qiymati magnit maydonning miqdoriy xarakteristikasi bo'lib, magnit maydon kuchi deb ataladi. (7) ga (8) ni almashtirib, biz hosil bo'lamiz

    bu erda tokning yo'nalishi I 0 va magnit maydon dH orasidagi burchak. Formula (9) Amper formulasi deb ataladi, magnit maydon unda joylashgan I 0 dl 0 oqim elementiga ta'sir qiladigan kuchning ushbu maydon kuchiga bog'liqligini ifodalaydi. Bu kuch dl 0 ga perpendikulyar Q tekislikda joylashgan. Uning yo'nalishi "chap qo'lning qoidasi" bilan belgilanadi.

    (9) =90º deb faraz qilsak, biz quyidagilarni olamiz:

    Bular. magnit maydon kuchi tangensial ravishda kuch chizig'iga yo'naltiriladi va kattaligi bo'yicha u maydon birlik oqim elementiga ta'sir qiladigan kuchning magnit doimiyga nisbatiga teng.

    4 . Diamagnit, paramagnit va ferromagnit moddalar. Magnit o'tkazuvchanlik va magnit induksiya.

    Magnit maydonga joylashtirilgan barcha moddalar magnit xususiyatga ega bo'ladi, ya'ni. magnitlangan va shuning uchun tashqi maydonni o'zgartiradi. Bunday holda, ba'zi moddalar tashqi maydonni zaiflashtiradi, boshqalari esa uni kuchaytiradi. Birinchisi chaqiriladi diamagnetik, ikkinchisi - paramagnit moddalar. Paramagnetlar orasida bir guruh moddalar keskin ajralib turadi, bu tashqi maydonning juda katta o'sishiga olib keladi. Bu ferromagnitlar.

    Diamagnetlar- fosfor, oltingugurt, oltin, kumush, mis, suv, organik birikmalar.

    Paramagnetlar- kislorod, azot, alyuminiy, volfram, platina, gidroksidi va ishqoriy tuproq metallari.

    ferromagnitlar– temir, nikel, kobalt, ularning qotishmalari.

    geometrik yig'indi elektronlarning orbital va spin magnit momentlari va yadroning ichki magnit momenti moddaning atomining (molekulasining) magnit momentini hosil qiladi.

    Diamagnetlarda atomning (molekulaning) umumiy magnit momenti nolga teng, chunki. magnit momentlar bir-birini bekor qiladi. Biroq, tashqi magnit maydon ta'sirida bu atomlarda magnit moment paydo bo'ladi, u tashqi maydonga qarama-qarshi yo'naltiriladi. Natijada, diamagnit muhit magnitlanadi va o'zining magnit maydonini yaratadi, tashqi tomonga qarama-qarshi yo'naltirilgan va uni zaiflashtiradi.

    Diamagnit atomlarning induktsiyalangan magnit momentlari tashqi magnit maydon mavjud bo'lganda saqlanib qoladi. Tashqi maydon bartaraf etilganda, atomlarning induksiyalangan magnit momentlari yo'qoladi va diamagnet demagnetizatsiya qilinadi.

    Paramagnit atomlarda orbital, spin, yadro momentlari bir-birini kompensatsiya qilmaydi. Biroq, atom magnit momentlari tasodifiy joylashtirilgan, shuning uchun paramagnit muhit magnit xossalarini ko'rsatmaydi. Tashqi maydon paramagnetning atomlarini aylantiradi, shunda ularning magnit momentlari asosan maydon yo'nalishi bo'yicha o'rnatiladi. Natijada, paramagnet magnitlanadi va o'zining magnit maydonini yaratadi, tashqi bilan mos keladi va uni kuchaytiradi.

    (4), bu erda muhitning mutlaq magnit o'tkazuvchanligi. Vakuumda =1, , va

    Ferromagnitlarda atomlarining magnit momentlari bir xil yo'naltirilgan bo'lgan hududlar (~10 -2 sm) mavjud. Biroq, domenlarning yo'nalishi har xil. Shuning uchun, tashqi magnit maydon bo'lmaganda, ferromagnit magnitlanmaydi.

    Tashqi maydon paydo bo'lishi bilan bu maydon yo'nalishi bo'yicha yo'naltirilgan domenlar magnit momentning turli yo'nalishlariga ega bo'lgan qo'shni domenlar tufayli hajmni oshira boshlaydi; ferromagnit magnitlangan. Etarli darajada kuchli maydonda barcha domenlar maydon bo'ylab qayta yo'naltiriladi va ferromagnit tezda to'yinganlikka qadar magnitlanadi.

    Tashqi maydon yo'qolganda, ferromagnit to'liq demagnetizatsiya qilinmaydi, ammo qoldiq magnit induksiyani saqlab qoladi, chunki termal harakat domenlarni noto'g'ri yo'naltira olmaydi. Demagnetizatsiyaga teskari maydonni isitish, silkitish yoki qo'llash orqali erishish mumkin.

    Kyuri nuqtasiga teng bo'lgan haroratda issiqlik harakati domenlardagi atomlarni yo'naltirishga qodir, buning natijasida ferromagnit paramagnitga aylanadi.

    Muayyan sirt S orqali magnit induktsiya oqimi ushbu sirtga kiradigan induksiya chiziqlari soniga teng:

    (5)

    B o'lchov birligi - Tesla, F-Weber.

    Elektronlarning ish funksiyasi formulasi

    Metalllarda elektron gaz hosil qiluvchi va issiqlik harakatida ishtirok etadigan o'tkazuvchan elektronlar mavjud. O'tkazuvchanlik elektronlari metall ichida saqlanganligi sababli, sirt yaqinida elektronlarga ta'sir qiluvchi va metall ichiga yo'naltirilgan kuchlar mavjud. Elektron metallni o'z chegaralaridan tashqarida tark etishi uchun bu kuchlarga qarshi ma'lum bir ish A bajarilishi kerak, bu deyiladi. elektron ish funktsiyasi metalldan. Bu ish, albatta, turli metallar uchun farq qiladi.

    Metall ichidagi elektronning potentsial energiyasi doimiy va quyidagilarga teng:

    W p \u003d -eph , Bu erda j - metall ichidagi elektr maydonining potentsiali.

    Elektron sirt elektron qatlamidan o'tganda, potentsial energiya ish funktsiyasi qiymatiga tez kamayadi va metalldan tashqarida nolga teng bo'ladi. Metall ichidagi elektronning energiya taqsimoti potentsial quduq sifatida ifodalanishi mumkin.

    Yuqorida ko'rib chiqilgan talqinda elektronning ish funktsiyasi potentsial quduqning chuqurligiga teng, ya'ni.

    Chiqib ketish \u003d eph

    Bu natija metallarning klassik elektron nazariyasiga mos keladi, unda metalldagi elektronlarning tezligi Maksvell taqsimot qonuniga bo'ysunadi va mutlaq nol haroratda nolga teng deb taxmin qilinadi. Biroq, haqiqatda, o'tkazuvchanlik elektronlari Fermi-Dirak kvant statistikasiga bo'ysunadi, unga ko'ra mutlaq nolda elektronlarning tezligi va shunga mos ravishda ularning energiyasi noldan farq qiladi.

    Elektronlar mutlaq nolga ega bo'lgan energiyaning maksimal qiymatiga Fermi energiyasi E F deyiladi. Ushbu statistik ma'lumotlarga asoslangan metallarning o'tkazuvchanligining kvant nazariyasi ish funktsiyasini boshqacha talqin qiladi. Elektronning ish funktsiyasi metalldan potentsial to'siq balandligi eph va Fermi energiyasi o'rtasidagi farqga teng.

    Chiqish \u003d eph "- E F

    bu erda ph" - metall ichidagi elektr maydon potentsialining o'rtacha qiymati.

    Oddiy moddalardan elektronlarning jadval ish funksiyasi

    Jadvalda polikristalli namunalar bilan bog'liq bo'lgan elektronlarning ish funktsiyasi qiymatlari ko'rsatilgan, ularning yuzasi vakuumda tavlanish yoki mexanik ishlov berish orqali tozalanadi. Ishonchli bo'lmagan ma'lumotlar qavs ichiga olingan.

    Modda

    Moddaning formulasi

    Elektron ish funktsiyasi (Vt, eV)

    alyuminiy

    berilliy

    uglerod (grafit)

    germaniy

    marganets

    molibden

    palladiy

    praseodimiy

    qalay (g shakli)

    qalay (b shakli)

    stronsiy

    volfram

    sirkoniy

    Haqiqatan ham keskinlik nima? Bu elektr maydonining kuchini tavsiflash va o'lchash usuli. Kuchlanishning o'zi musbat va manfiy zaryadlar atrofida elektron maydonsiz mavjud bo'lolmaydi. Xuddi magnit maydon Shimoliy va Janubiy qutblarni o'rab turganidek.

    tomonidan zamonaviy tushunchalar, elektronlar o'zaro ta'sir qilmaydi. Elektr maydoni - bu bir zaryaddan kelib chiqadigan narsa va uning mavjudligi boshqasi tomonidan sezilishi mumkin.

    Xuddi shu narsani keskinlik tushunchasi haqida ham aytish mumkin! Bu bizga elektr maydoni qanday ko'rinishini tasavvur qilishimizga yordam beradi. Rostini aytsam, uning shakli ham, o'lchami ham, hech narsasi ham yo'q. Ammo maydon elektronlarga ma'lum bir kuch bilan ishlaydi.

    Kuchlar va ularning zaryadlangan zarraga ta'siri

    Zaryadlangan elektronga ma'lum bir tezlanish bilan kuch ta'sir qiladi, bu uning tezroq va tezroq harakatlanishiga olib keladi. Bu kuch elektronni harakatlantirish uchun ishlaydi.

    Maydon chiziqlari zaryadlar atrofida paydo bo'ladigan xayoliy konturlardir (elektr maydoni bilan belgilanadi) va agar biz ushbu sohaga biron bir zaryadni joylashtirsak, u kuchni boshdan kechiradi.

    Maydon chizig'i xususiyatlari:

    • shimoldan janubga sayohat qilish;
    • o'zaro kesishmalar mavjud emas.

    Nega ikkita kuch chizig'i kesishmaydi? Chunki unda sodir bo'lmaydi haqiqiy hayot. Aytilayotgan narsa jismoniy model va boshqa hech narsa emas. Fiziklar uni elektr maydonining xatti-harakati va xususiyatlarini tasvirlash uchun ixtiro qildilar. Model bu borada juda yaxshi. Lekin bu faqat bir model ekanligini eslab, biz bunday chiziqlar nima uchun ekanligini bilishimiz kerak.

    Quvvat chiziqlari quyidagilarni ko'rsatadi:

    • elektr maydonlarining yo'nalishlari;
    • kuchlanish. Chiziqlar qanchalik yaqin bo'lsa, maydon kuchi shunchalik katta bo'ladi va aksincha.

    Agar modelimizning chizilgan kuch chiziqlari kesishsa, ular orasidagi masofa cheksiz kichik bo'ladi. Energiya shakli sifatida maydonning kuchi tufayli va shuning uchun asosiy qonunlar fizika mumkin emas.

    Potentsial nima?

    Potensial - zaryadlangan zarrachaning potentsial nolga teng bo'lgan birinchi nuqtadan ikkinchi nuqtaga harakatlanishiga sarflanadigan energiya.

    A va B nuqtalari orasidagi potentsial farq ma'lum bir musbat elektronni A dan B ga ixtiyoriy traektoriya bo'ylab harakatlantirish uchun kuchlar tomonidan bajarilgan ishdir.

    Elektronning potentsiali qanchalik katta bo'lsa, birlik maydoniga oqim zichligi shunchalik katta bo'ladi. Bu hodisa tortishish kuchiga o'xshaydi. Massa qanchalik katta bo'lsa, potentsial qanchalik katta bo'lsa, maydon birligiga to'g'ri keladigan tortishish maydoni shunchalik kuchli va zichroq bo'ladi.

    Yupqa oqim zichligiga ega bo'lgan kichik past potensial zaryad quyidagi rasmda ko'rsatilgan.

    Va quyida katta potentsial va oqim zichligi bo'lgan zaryad bor.

    Masalan: momaqaldiroq paytida elektronlar bir nuqtada kamayib, boshqa nuqtada to'planib, elektr maydonini hosil qiladi. Kuch o'tkazuvchanlikni buzish uchun etarli bo'lganda, chaqmoq urishi (elektronlardan iborat) hosil bo'ladi. Potensial farqni tenglashtirishda elektr maydoni yo'q qilinadi.

    elektrostatik maydon

    Bu vaqt o'tishi bilan o'zgarmas, harakat qilmaydigan zaryadlardan hosil bo'lgan elektr maydonining bir turi. Elektronni harakatlantirish ishi munosabatlar bilan belgilanadi,

    bu yerda r1 va r2 - q zaryadining harakat traektoriyasining boshlang'ich va oxirgi nuqtalarigacha bo'lgan masofalari. Olingan formulaga ko'ra, zaryadni nuqtadan nuqtaga ko'chirishda ish traektoriyaga bog'liq emas, balki faqat harakatning boshlanishi va oxiriga bog'liqligini ko'rish mumkin.

    Har bir elektronga kuch ta'sir qiladi va shuning uchun elektron maydonda harakat qilganda ma'lum bir ish bajariladi.

    Elektrostatik maydonda ish traektoriyaga emas, balki faqat yakuniy manzillarga bog'liq. Shuning uchun harakat yopiq halqada sodir bo'lganda, zaryad o'zining dastlabki holatiga keladi va ish miqdori nolga teng bo'ladi. Buning sababi shundaki, potentsial pasayish nolga teng (chunki elektron xuddi shu nuqtaga qaytadi). Potensial farq nolga teng bo'lganligi sababli, aniq ish ham nolga teng bo'ladi, chunki tushish potentsiali kulonlarda ifodalangan zaryad qiymatiga bo'lingan ishga teng.

    Yagona elektr maydonida

    Ikki qarama-qarshi zaryadlangan tekis metall plitalar o'rtasida bir hil elektr maydoni chaqiriladi, bu erda kuchlanish chiziqlari bir-biriga parallel bo'ladi.

    Nima uchun bunday maydondagi zaryadga ta'sir qiluvchi kuch har doim bir xil bo'ladi? Simmetriya tufayli. Tizim nosimmetrik bo'lsa va faqat bitta o'lchov o'zgarishi mavjud bo'lsa, barcha qaramlik yo'qoladi. Javobning boshqa ko'plab asosiy sabablari bor, lekin simmetriya omili eng oddiy.

    Ijobiy zaryadni ko'chirish ishi

    Elektr maydoni mintaqaning yuqori intensivligiga olib keladigan "+" dan "-" gacha bo'lgan elektronlar oqimidir.

    Oqim u orqali o'tadigan elektr maydon chiziqlari soni. Musbat elektronlar qaysi yo'nalishda harakatlanadi? Javob: elektr maydonining musbat (yuqori potentsial) dan salbiy (past potentsial) yo'nalishi bo'yicha. Shuning uchun musbat zaryadlangan zarracha bu yo'nalishda harakat qiladi.

    Har qanday nuqtadagi maydonning intensivligi shu nuqtada joylashtirilgan musbat zaryadga ta'sir qiluvchi kuch sifatida aniqlanadi.

    Ish o'tkazgich bo'ylab elektron zarrachalarni uzatishdan iborat. Ohm qonuniga ko'ra, hisoblashni amalga oshirish uchun formulalarning turli xil o'zgarishlari bilan ishni aniqlashingiz mumkin.

    Energiyaning saqlanish qonunidan kelib chiqadiki, ish zanjirning alohida segmentida energiyaning o'zgarishidir. Elektr maydoniga musbat zaryadni ko'chirish mehnatni talab qiladi va natijada potentsial energiyaning daromadi olinadi.

    Xulosa

    Kimdan maktab o'quv dasturi zaryadlangan zarralar atrofida elektr maydon hosil bo'lishini eslaymiz. Elektr maydonidagi har qanday zaryadga kuch ta'sir qiladi va buning natijasida zaryad harakat qilganda ma'lum ish bajariladi. Kattaroq zaryad kattaroq potentsialni yaratadi, bu esa kuchliroq yoki kuchliroq elektr maydonini hosil qiladi. Bu birlik maydoniga ko'proq oqim va zichlik mavjudligini anglatadi.

    Muhim nuqta shundaki, zaryadni yuqori potentsialdan past darajaga o'tkazish uchun ish ma'lum bir kuch tomonidan bajarilishi kerak. Bu qutblar orasidagi zaryad farqini kamaytiradi. Elektronlarni oqimdan nuqtaga o'tkazish energiya talab qiladi.

    Maqolaga sharhlar, qo'shimchalar yozing, ehtimol men biror narsani o'tkazib yubordim. ga qarang, agar menda boshqa foydali narsalarni topsangiz xursand bo'laman.



    Saytda yangi

    >

    Eng mashhur