Az atomok és molekulák kölcsönhatásának törvényei az atom szerkezetére vonatkozó ismeretek alapján, az atom szerkezetének bolygómodelljével érthetők meg és magyarázhatók. Az atom középpontjában egy pozitív töltésű atommag található, amely körül bizonyos pályákon negatív töltésű részecskék forognak. A töltött részecskék közötti kölcsönhatást ún elektromágneses.

Az elektromágneses kölcsönhatás intenzitását a fizikai mennyiség határozza meg - elektromos töltés, amely a . Az elektromos töltés mértékegysége a coulomb (C). Az 1 coulomb olyan elektromos töltés, amely egy vezető keresztmetszetén 1 s alatt áthaladva 1 A-es áramot hoz létre benne . Az egyik töltéstípust pozitívnak nevezzük, az elemi pozitív töltés hordozója a proton. Egy másik töltéstípust negatívnak neveznek, hordozója egy elektron. Az elemi töltés .

A részecske töltését mindig olyan számmal ábrázoljuk, amely az elemi töltés többszöröse.

Egy zárt rendszer teljes töltése (amely nem tartalmazza a külső töltéseket), azaz az összes test töltéseinek algebrai összege állandó marad: . Az elektromos töltés nem keletkezik és nem is semmisül meg, hanem csak egyik testből a másikba kerül át. Ezt a kísérletileg megállapított tényt ún az elektromos töltés megmaradásának törvénye. A természetben soha és sehol nem jelenik meg vagy tűnik el azonos előjelű elektromos töltés. Az elektromos töltések megjelenése és eltűnése a testeken a legtöbb esetben az elemi töltött részecskék - elektronok - egyik testből a másikba való átmenetével magyarázható.

Villamosítás- ez egy elektromos töltés üzenete a testnek. Villamosodás történhet például különböző anyagok érintkezése (súrlódása) és besugárzás során. Amikor a szervezetben felvillanyozódik, elektronfelesleg vagy hiány lép fel.

Ha elektrontöbblet van, akkor a test negatív töltést, hiány esetén pedig pozitív töltést.

Az álló elektromos töltések kölcsönhatásának törvényeit elektrosztatika vizsgálja.

Az elektrosztatika alaptörvényét Charles Coulomb francia fizikus kísérletileg állapította meg, és a következőképpen hangzik: a két ponton rögzített elektromos töltés közötti kölcsönhatási erő modulusa vákuumban egyenesen arányos e töltések nagyságának szorzatával és fordítottan arányos. a köztük lévő távolság négyzetébe:

ahol és vannak a töltésmodulok, a köztük lévő távolság, az arányossági együttható, amely az egységrendszer megválasztásától függ, SI-ben.

Azt az értéket, amely megmutatja, hogy a töltések kölcsönhatási ereje vákuumban hányszor nagyobb, mint egy közegben, a közeg dielektromos állandójának nevezzük. Dielektromos állandójú közeg esetén a Coulomb-törvény a következőképpen írható le.

Elektrosztatika

Elektromos töltés

Coulomb törvénye

Coulomb törvénye

Torziós mérlegek: Torziós mérlegek

Elektrodinamika

7. Áramütés töltött részecskék vagy töltött makroszkopikus testek rendezett mozgásának nevezzük. Kétféle elektromos áram létezik - vezetési áram és konvekciós áram.

ELEKTROMÁGNESSÉG

14. (Mágneses tér. Állandó mágnesek és árammágneses tér)

Mágneses mező- hatalom mező, mozgó elektromos töltésekre és testekre ható mágneses mozgásuk állapotától függetlenül; mágneses elektromágneses alkotóeleme mezőket.

Állandó mágnesek két pólusa van, az úgynevezett északi és déli mágneses mező. E pólusok között a mágneses mező zárt vonalak formájában helyezkedik el, amelyek az északi pólustól délre irányulnak. Az állandó mágnes mágneses tere fémtárgyakra és más mágnesekre hat.

Ha két mágnest közel hozol egymáshoz hasonló pólusokkal, akkor taszítják egymást. És ha különböző nevük van, akkor vonzzák egymást. Ebben az esetben az ellentétes töltések mágneses vonalai zárni látszanak egymáson.

Ha egy fémtárgy belép a mágnes terébe, akkor a mágnes megmágnesezi azt, és maga a fémtárgy mágnessé válik. Ellentétes pólusa vonzza a mágneshez, így a fémtestek mintha „ragadnának” a mágnesekhez.

Mágneses mező mozgásuk során keletkező elektromos töltések körül. Mivel az elektromos töltések mozgása elektromos áramot jelent, minden árammal rendelkező vezető körül mindig van jelenlegi mágneses tér.

15.(Vezetők kölcsönhatása árammal. Amperteljesítmény)

Az Ampererő irányát a bal kéz szabálya határozza meg: ha a bal kéz úgy van elhelyezve, hogy a B mágneses indukciós vektor merőleges komponense a tenyérbe kerül, és négy kinyújtott ujj az áram irányába irányul, akkor a A 90 fokkal meghajlított hüvelykujj megmutatja a szegmensvezetőre árammal ható erő irányát, vagyis az Ampererőt.

Newton kísérletei

Tapasztalatok a fehér fény spektrummá bontásában:

Newton irányította a sugarat napfény egy kis lyukon keresztül üvegprizmára.
A prizmának ütközéskor a sugár megtört, és a szemközti falon megnyúlt képet adott a színek szivárványos váltakozásával - spektrummal.

KVANTUMOPTIKA.

A fény hullám- és korpuszkuláris tulajdonságai. Planck hipotézise a kvantumokról. Foton.

I. Newton ragaszkodott az ún a fény korpuszkuláris elmélete, amely szerint a fény egy forrásból minden irányban érkező részecskék áramlása (anyagátvitel).
A korpuszkuláris elmélet alapján nehéz volt megmagyarázni, hogy a térben metsző fénysugarak miért nem hatnak egymásra. Végül is a fényrészecskéknek ütközniük és szét kell szóródniuk.

A hullámelmélet ezt könnyen megmagyarázta. A hullámok, például a víz felszínén, szabadon áthaladnak egymáson, kölcsönös befolyás nélkül.

A fény egyenes vonalú terjedését, ami éles árnyékok képződéséhez vezet a tárgyak mögött, azonban a hullámelmélet alapján nehéz megmagyarázni. A korpuszkuláris elmélet szerint a fény egyenes vonalú terjedése egyszerűen a tehetetlenségi törvény következménye.

Planck hipotézise- egy feltételezés, hogy az atomok elektromágneses energiát (fényt) külön-külön részekben - kvantumokban - bocsátanak ki, és nem folyamatosan.

Az egyes részek energiája arányos a sugárzási frekvenciával:

Ahol h = 6,63 10 -34 J s - van Planck állandó,

v- a fény frekvenciája.

Foton (γ ) - van elemi részecske, az elektromágneses sugárzás kvantuma.

A fényt kibocsátó és elnyelő részecskék áramaként viselkedik, amelynek energiája a frekvenciától függ v:

E= hv,

Ahol h- van Planck állandó.

Foton energia gyakran ciklikus gyakorisággal fejezik ki ω = 2kv, használja helyette h méret ћ ("hamu egy vonallal"), ami egyenlő ћ = h/2π. Ez azt jelenti, hogy a foton energiája a következőképpen fejezhető ki:

E = hv= ћω.

A relativitáselmélet alapján az energiát a tömeghez viszonyítja a reláció E = mс 2. Mivel a foton energiája egyenlő hv, ami a relativisztikus tömegét jelenti m p egyenlő:

Nukleáris és magfizika

33) Az atom szerkezete: bolygómodell és Bohr-modell. Bohr kvantum posztulátumai.

Fényelnyelés és -kibocsátás atom által. Az energia kvantálása.

Atom- és magfizika - a fizika ága, amely az atom és az atommag felépítését és a velük kapcsolatos folyamatokat vizsgálja.

Bohr posztulátumai: 1. Egy atom lehet speciális kvantum-stacionárius állapotban, amelyek mindegyikének megvan a maga fajlagos energiája. Ezekben az állapotokban az atom nem bocsát ki (vagy nem nyel el) energiát.

két posztulátum.

• 1. Egy atom csak speciális, álló állapotban lehet. Minden állapot egy bizonyos energiaértéknek – egy energiaszintnek – felel meg. Álló állapotban egy atom nem bocsát ki és nem nyel el

Az álló állapotok stacionárius pályáknak felelnek meg, amelyek mentén az elektronok mozognak. A stacionárius pályák számát és az energiaszinteket (az elsőtől kezdve) általában latin betűkkel jelöljük: n, k, stb. A pályák sugarai, akárcsak az álló állapotok energiái, nem tetszőleges, hanem bizonyos diszkrét értékeket vehetnek fel. Az első pálya van a legközelebb az atommaghoz.

• 2. Fénykibocsátás az atomnak nagyobb E k energiájú álló állapotból kisebb E n energiájú álló állapotba való átmenete során következik be.

Az energiamegmaradás törvénye szerint a kibocsátott foton energiája megegyezik az álló állapotok energiáinak különbségével:

hv = E k - E n .

Ebből az egyenletből az következik, hogy egy atom csak frekvenciájú fényt tud kibocsátani

Az atom fotonokat is képes elnyelni. Amikor egy foton elnyelődik, az atom a kisebb energiájú álló állapotból egy nagyobb energiájú álló állapotba kerül Az atom állapotát, amelyben az összes elektron a lehető legalacsonyabb energiájú álló pályán áll, alapállapotnak nevezzük. Az atom összes többi állapotát gerjesztettnek nevezzük kémiai elem saját jellemző energiaszint-készlettel rendelkezik. Ezért a magasabb energiaszintről az alacsonyabbra való átmenet az emissziós spektrum jellegzetes vonalainak felel meg, amelyek különböznek egy másik elem spektrumában lévő vonalaktól. Az emissziós és az abszorpciós vonalak egybeesése egy adott vegyi anyag atomjainak spektrumában. elemet az magyarázza, hogy a spektrumban ezeknek a vonalaknak megfelelő hullámok frekvenciáját ugyanazok az energiaszintek határozzák meg. Ezért az atomok csak olyan frekvencián képesek elnyelni a fényt, amelyet képesek kibocsátani.

A mikroobjektumokhoz kapcsolódó egyes fizikai mennyiségek nem folyamatosan, hanem hirtelen változnak. Azok a mennyiségek, amelyek csak jól meghatározott, azaz diszkrét értékeket vehetnek fel (a latin „discretus” osztott, szakaszost jelent), az elektromágneses sugárzást külön részek formájában bocsátják ki. quanta- energia. Egy energiakvantum értéke egyenlő

Δ E = hν,

ahol Δ E- kvantumenergia, J; ν - frekvencia, s-1; h- Planck-állandó (a természet egyik alapállandója), 6,626·10−34 J·s.
Később energiakvantumoknak nevezték el fotonok Az energiakvantálás ötlete lehetővé tette a soros atomi spektrumok eredetének magyarázatát, amelyek sorozatban kombinált vonalak halmazából állnak.
hidrogén.

Béta sugárzás

A béta-sugárzás olyan elektronok, amelyek sokkal kisebbek, mint az alfa-részecskék, és több centiméter mélyre is behatolhatnak a testbe. Megvédheti magát tőle egy vékony fémlemezzel, ablaküveggel, és akár közönséges ruházattal is. Amikor a béta-sugárzás eléri a test nem védett területeit, általában a bőr felső rétegeit érinti. Az 1986-os csernobili atomerőmű-balesetben a tűzoltók bőrégési sérüléseket szenvedtek a béta-részecskéknek való nagyon erős expozíció következtében. Ha egy béta-részecskéket kibocsátó anyag bejut a szervezetbe, az besugározza a belső szöveteket.

Gamma sugárzás

A gammasugárzás fotonok, azaz. energiát hordozó elektromágneses hullám. A levegőben nagy távolságokat képes megtenni, fokozatosan elveszítve energiáját a közeg atomjaival való ütközés következtében. Az intenzív gammasugárzás, ha nem védjük meg tőle, nemcsak a bőrt, hanem a belső szöveteket is károsíthatja. A sűrű és nehéz anyagok, mint például a vas és az ólom kiváló gátat képeznek a gammasugárzással szemben.

A radioaktív bomlás az ún elmozdulási szabályok, lehetővé téve annak megállapítását, hogy egy adott szülőmag bomlása következtében melyik mag keletkezik. Offset szabályok;

Mert a-bomlás

, (256.4)

Mert b-bomlás

, (256.5)

ahol az anyamag, Y a leánymag szimbóluma, a héliummag (a-részecske), az elektron szimbolikus jelölése (töltése –1, tömegszáma nulla). Az elmozdulási szabályok nem mások, mint a radioaktív bomlás során teljesülő két törvény – az elektromos töltés megmaradása és a tömegszám megmaradás – következményei: a keletkező atommagok és részecskék töltéseinek (tömegszámainak) összege megegyezik a az eredeti mag töltése (tömegszáma).

Elektrosztatika

Töltött testek kölcsönhatásai. Elektromos töltés. Az elektromos töltés megmaradásának törvénye.

Amit lehetőségünk volt megfigyelni a papírdarabok villamosított rúdhoz való vonzásával kapcsolatos kísérletben, az elektromos kölcsönhatási erők jelenlétét bizonyítja, és ezeknek az erőknek a nagyságát egy olyan fogalom jellemzi, mint a töltés. Az, hogy az elektromos kölcsönhatás erői különbözőek lehetnek, könnyen ellenőrizhető kísérletileg, például ugyanazon bot különböző intenzitással történő dörzsölésével. Elektromos töltés– fizikai mennyiség, amely a töltött testek kölcsönhatásának nagyságát jellemzi. Az elektromos töltés megmaradásának törvénye: Elektromosan zárt rendszerben a töltések algebrai összege változatlan. Az elektromosan zárt rendszer egy modell. Ez egy olyan rendszer, amelyet nem hagynak el vagy nem töltenek fel elektromos töltések.
Történelem: Az elektrosztatika alapjait Coulomb munkája fektette le (bár előtte tíz évvel ugyanezeket az eredményeket, még nagyobb pontossággal, Cavendish is érte el. Cavendish munkájának eredményeit a családi archívumban őrizték, és csak publikálták száz évvel később); az utóbbiak által felfedezett elektromos kölcsönhatások törvénye tette lehetővé Green, Gauss és Poisson számára egy matematikailag elegáns elmélet megalkotását. Az elektrosztatika leglényegesebb része a Green és Gauss által megalkotott potenciálelmélet. Sok kísérleti kutatást végzett az elektrosztatikával kapcsolatban Rees, akinek könyvei a múltban e jelenségek tanulmányozásának fő útmutatóját képezték.

Faraday kísérleteinek, amelyeket a 19. század harmincas éveinek első felében végeztek, az elektromos jelenségek tanának alapelveinek gyökeres megváltoztatását kellett volna maga után vonnia. Ezek a kísérletek azt mutatták, hogy az elektromossághoz teljesen passzív rokonnak tekintett szigetelőanyagok, vagy ahogy Faraday nevezte, a dielektrikumok, minden elektromos folyamatban, és különösen magában a vezetők villamosításában meghatározó jelentőséggel bírnak. Ezek a kísérletek felfedezték, hogy a kondenzátor két felülete közötti szigetelőréteg anyaga játszik fontos szerepet ennek a kondenzátornak az elektromos kapacitásában.

Kísérletek elektrolitokkal: 1. Ha réz-szulfát oldatot veszünk, elektromos áramkört szerelünk össze, és az elektródákat (grafit ceruza rudakat) az oldatba mártjuk, a villanykörte kigyullad. Van áram!
Ismételje meg a kísérletet, és cserélje ki az akkumulátor negatívjához csatlakoztatott elektródát egy alumínium gombbal. Egy idő után „aranyszínűvé” válik, pl. rézréteggel lesz bevonva. Ez a galvanosztégia jelensége.

2. Szükségünk lesz: egy pohárra erős konyhasóoldattal, egy elemlámpa elemre,
két darab körülbelül 10 cm hosszú rézhuzalt csiszolja meg a huzal végeit finom csiszolópapírral. Csatlakoztassa a vezeték egyik végét az akkumulátor minden pólusához. Merítse a vezetékek szabad végeit az oldattal ellátott pohárba. Buborékok emelkednek a huzal leeresztett végei közelében!

Coulomb törvénye

Coulomb törvénye: két töltött test közötti kölcsönhatás ereje (Coulomb-erő vagy Coulomb-erő) egyenesen arányos töltéseik modulusának szorzatával és fordítottan arányos a töltések közötti távolság négyzetével.

Ezt követően a törvény a következőképpen nyerte el végleges formáját:

Történelem: G. V. Richman először 1752-1753-ban javasolta az elektromosan töltött testek kölcsönhatási törvényének kísérleti tanulmányozását. Az általa erre a célra tervezett „mutató” elektrométert szándékozott használni. E terv megvalósítását Richman tragikus halála akadályozta meg.

1759-ben F. Epinus, a Szentpétervári Tudományos Akadémia fizikaprofesszora, aki Richmann halála után elfoglalta a széket, először javasolta, hogy a töltéseknek a távolság négyzetével fordított arányban kell kölcsönhatásba lépniük. 1760-ban egy rövid üzenet jelent meg, hogy D. Bernoulli Bázelben egy általa tervezett elektrométerrel megállapította a másodfokú törvényt. Priestley 1767-ben az elektromosság története című művében megjegyezte, hogy Franklin kísérlete az elektromos mező hiányának felfedezésére egy töltött fémgolyóban azt jelentheti, hogy "Az elektromos vonzás ereje ugyanazoknak a törvényeknek engedelmeskedik, mint a gravitáció, ezért a töltések közötti távolság négyzetétől függ.". John Robison skót fizikus (1822) azt állította (1822), hogy 1769-ben felfedezte, hogy az egyenlő elektromos töltésű golyók a köztük lévő távolság négyzetével fordítottan arányos erővel taszítják el, és így megelőlegezte a Coulomb-törvény felfedezését (1785).

Körülbelül 11 évvel Coulomb előtt, 1771-ben G. Cavendish kísérletileg felfedezte a töltések kölcsönhatásának törvényét, de az eredményt nem publikálták, és sokáig (több mint 100 évig) ismeretlen maradt. Cavendish kéziratait csak 1874-ben mutatta be D. C. Maxwellnek Cavendish egyik leszármazottja a Cavendish Laboratórium felavatásakor, és 1879-ben adták ki.

Coulomb maga tanulmányozta a szálak torzióját, és feltalálta a torziós egyensúlyt. Törvényét a töltött golyók kölcsönhatási erejének mérésére használta fel.

Torziós mérlegek: Torziós mérlegek- kis erők vagy nyomatékok mérésére tervezett fizikai eszköz. Charles Coulomb találta fel 1777-ben (más források szerint 1784-ben), hogy tanulmányozzák a pontszerű elektromos töltések, ill. mágneses pólusok. A készülék legegyszerűbb formájában egy függőleges menetből áll, amelyen egy könnyű, kiegyensúlyozott kar van felfüggesztve.

A testek kölcsönhatása, amelyek azonos vagy eltérő előjelű töltésekkel rendelkeznek, a következő kísérletekkel demonstrálható. Az ebonitrudat a szőr súrlódásával villamosítjuk, és egy selyemszálra felfüggesztett fém hüvelyhez érintjük. Az azonos előjelű töltések (negatív töltések) a hüvelyen és az ebonitpálcán vannak elosztva. Ha egy negatív töltésű ebonit rudat közelebb visz a töltött hüvelyhez, láthatja, hogy a hüvely taszítja a pálcát

Testek kölcsönhatása azonos előjelű töltésekkel.

Ha most egy selyemre dörzsölt (pozitívan feltöltött) üvegrudat viszel a feltöltött patronházba, akkor a töltényhüvely vonzódik hozzá

Testek kölcsönhatása különböző előjelű töltésekkel.

Ebből következik, hogy az azonos előjelű töltésű testek (valószínűleg töltött testek) taszítják egymást, a különböző előjelű töltésű testek (ellentétes töltésű testek) pedig vonzzák egymást. Hasonló bemeneteket kapunk, ha két, hasonló töltésű és ellentétes töltésű csóvát nagyítunk.

Coullon törvénye: Charles Coulomb fedezte fel 1785-ben. Miután számos kísérletet végzett fémgolyókkal, Charles Coulomb a következő törvényi megfogalmazást adta:

Két ponttöltés közötti kölcsönhatási erő modulusa vákuumban egyenesen arányos e töltések modulusainak szorzatával, és fordítottan arányos a köztük lévő távolság négyzetével.

ahhoz, hogy a törvény igaz legyen, szükséges:

A töltések pontjellegének, vagyis a töltött testek közötti távolságnak sokkal nagyobbnak kell lennie, mint azok mérete. Azonban bebizonyítható, hogy két térfogati eloszlású, gömbszimmetrikus, nem metsző térbeli eloszlású töltés közötti kölcsönhatás ereje egyenlő a gömbszimmetria középpontjában elhelyezkedő két ekvivalens ponttöltés közötti kölcsönhatási erővel;

A mozdulatlanságuk. Ellenkező esetben további hatások lépnek életbe: egy mozgó töltés mágneses tere és a megfelelő további Lorentz-erő, amely egy másik mozgó töltésre hat;

Töltések elrendezése vákuumban.

C. Coulomb megfogalmazásában vektor formában a törvény a következőképpen van felírva:

ahol ≈ 8,854187817·10 −12 F/m az elektromos állandó.

A töltésmegmaradás törvényének megfogalmazása

Nyugalomban lévő és elektromosan semleges testekben az ellentétes előjelű töltések egyenlő nagyságúak, és kioltják egymást. Amikor az egyik testet a másik felvillanyozza, a töltések egyik testről a másikra mozognak, de a teljes töltésük változatlan marad.

Izolált testrendszerben a teljes teljes töltés mindig valamilyen állandó értékkel egyenlő: q_1+q_2+⋯+q_n=const, ahol q_1, q_2, …, q_n a rendszerben lévő testek vagy részecskék töltései.

25. Elektrosztatikus tér és jellemzői

Elektrosztatikus mező- térben mozdulatlan, időben állandó (elektromos áramok hiányában) elektromos töltések által létrehozott mező. Az elektromos mező egy speciális anyagtípus, amely elektromos töltésekhez kapcsolódik, és a töltések hatását egymásra továbbítja.

Az elektrosztatikus mező főbb jellemzői:

Potenciál (az elektrosztatikusra jellemző skaláris energia, amely a mező adott pontjában elhelyezett egységnyi pozitív teszttöltés által birtokolt potenciális energiát jellemzi. Az elektrosztatikus potenciál egyenlő a töltés és a tér közötti kölcsönhatás potenciális energiájának arányával ennek a díjnak az értéke.

Az elektrosztatika az inerciális vonatkoztatási rendszerben álló, elektromosan töltött testek vagy részecskék tulajdonságait és kölcsönhatásait vizsgálja.

A legegyszerűbb jelenség, amelyben az elektromos töltések létezésének és kölcsönhatásának ténye kiderül, a testek érintkezéskor történő villamosítása. Vegyünk két papírcsíkot, és húzzunk rájuk többször egy műanyag tollat. Ha elővesz egy tollat ​​és egy papírcsíkot, és elkezdi őket közelebb hozni egymáshoz, a papírcsík elkezd a toll felé hajolni, azaz vonzó erők lépnek fel közöttük. Ha veszünk két csíkot és elkezdjük közelebb hozni őket egymáshoz, a csíkok különböző irányokba kezdenek elhajolni, azaz taszító erők lépnek fel közöttük.

A felfedezett testek kölcsönhatása ezt az élményt hívott elektromágneses. Az elektromágneses kölcsönhatást meghatározó fizikai mennyiséget ún elektromos töltés.

Az elektromos töltések vonzására és taszítására való képességét kétféle töltés magyarázza: pozitív és negatív.

Nyilvánvaló, hogy műanyag tollal való érintkezéskor azonos jelű elektromos töltések jelennek meg két azonos papírcsíkon. Ezek a csíkok taszítják egymást, ezért az azonos előjelű töltések taszítják egymást. A különböző előjelű töltések között vonzó erők vannak.

A munka vége -

Ez a téma a következő részhez tartozik:

Az áramok kölcsönhatása, a kölcsönhatás erőssége, a mágneses tér, hogyan reagál

Elektromos töltés.. töltések kölcsönhatása Coulomb-törvény.. elektromos tér meghatározása az elektromos tér erősségének potenciálrajza..

Ha kell kiegészítő anyag ebben a témában, vagy nem találta meg, amit keresett, javasoljuk, hogy használja a munkaadatbázisunkban található keresést:

Mit csinálunk a kapott anyaggal:

Ha ez az anyag hasznos volt az Ön számára, elmentheti az oldalára a közösségi hálózatokon:

Csipog

Az összes téma ebben a részben:

Soroljuk fel a töltések tulajdonságait
1. Kétféle díj létezik; negatív és pozitív. Mint a töltések vonzzák, a töltések taszítanak. Az elemi hordozója, i.e. a legkisebb negatív töltés az

Coulomb törvénye
Ponttöltésnek nevezhetjük azokat a testekre oszló töltéseket, amelyek méretei lényegesen kisebbek a köztük lévő távolságoknál, mivel ebben az esetben sem a testek alakja, sem mérete nem befolyásolja jelentősen a kölcsönhatást.

Elektromos mező
Az elektromos töltések kölcsönhatását az magyarázza, hogy minden töltés körül elektromos tér van. A töltés elektromos tere anyagi tárgy, a térben folytonos

Elektromos térerősség
A töltések, mivel bizonyos távolságra vannak egymástól, kölcsönhatásba lépnek. Ez a kölcsönhatás elektromos téren keresztül megy végbe. Az elektromos mező jelenléte behelyezéssel észlelhető

Potenciális
Potenciális különbség. Az intenzitás mellett az elektromos tér fontos jellemzője a j potenciál. A j potenciál tehát az elektromos tér energiajellemzője

Dielektrikumok elektromos térben
A dielektrikumok vagy szigetelők olyan testek, amelyek nem tudnak elektromos töltést vezetni önmagukon keresztül. Ez azzal magyarázható, hogy nincsenek bennük ingyenes díjak.

Ha a dielektrikum egyik vége
Poláris és nem poláris dielektrikumok

A nem poláris dielektrikumok közé tartoznak azok, amelyek atomjaiban vagy molekuláiban a negatív töltésű elektronfelhő középpontja egybeesik a pozitív atommag középpontjával. Például inert gázok, sav
Elektromos tér hiányában az elektronfelhő az atommaghoz képest szimmetrikusan helyezkedik el, elektromos térben pedig megváltoztatja alakját és a negatív töltésű elektron középpontját

Dielektromos állandó
Egy anyag dielektromos állandója olyan fizikai mennyiség, amely egyenlő a vákuumban uralkodó elektromos térerősség modulusának a homogén dielektrikum elektromos térerősségéhez viszonyított arányával.

Vezetők elektromos térben
A vezetők olyan testek, amelyek elektromos töltéseket képesek átvezetni magukon. A vezetők ezen tulajdonságát a szabad töltéshordozók jelenléte magyarázza. A vezetőkre példák lehetnek

Elektromos mező működik töltés mozgatásakor
Az elektrosztatikus térben elhelyezett teszt elektromos töltésre olyan erő hat, amely a töltést elmozdítja. Ez azt jelenti, hogy ez az erő működik a töltés mozgatására. Megkapjuk a képletet

Potenciális különbség
Azt a fizikai mennyiséget, amely megegyezik azzal a munkával, amelyet a térerők végeznek, amikor a töltést egyik mezőpontból a másikba mozgatják, e térpontok közötti feszültségnek nevezzük.

Elektromos kapacitás, kondenzátor
Az elektromos kapacitás a vezető töltéstartó képességének mennyiségi mérőszáma.

Az elektromos töltésekkel ellentétben a szétválasztás legegyszerűbb módja a villamosítás és az elektrosztatikus bekötés
Kondenzátorok

Ha egy szigetelt vezetőnek Dq töltést adunk, akkor potenciálja Dj-vel nő, és a Dq/Dj arány állandó marad: Dq/Dj=C, ahol C a vezető elektromos kapacitása,
Elektromos áram

Ez a töltött részecskék irányított mozgása. Fémekben az áramhordozók szabad elektronok, elektrolitokban - negatív és pozitív ionok, félvezetőkben - elektronok és lyukak, g-ban
Jelenlegi erősség

Az áramerősség a vezető keresztmetszetén egy időintervallum alatt áthaladó töltés és az időintervallum közötti aránya.
Elektromotoros erő Ahhoz, hogy egy vezetőben elektromos áram létezzen hosszú ideig

, állandó szinten kell tartani azokat a feltételeket, amelyek között az elektromos áram keletkezik.
A külső áramkörben elektromosan

Vezető ellenállás
Az ellenállás a vezető fő elektromos jellemzője.

A vezető ellenállása az Ohm-törvény alapján határozható meg:
1911-ben a holland tudós, Kamerlingh Onnes felfedezte, hogy amikor a higany hőmérséklete 4,1 K-re csökken, az ellenállása hirtelen nullára csökken. A csökkenő ellenállás jelensége

Vezetők soros és párhuzamos csatlakoztatása
Az egyenáramú elektromos áramkörök vezetői sorosan és párhuzamosan is kapcsolhatók.

Sorba kapcsolva az elektromos áramkörnek nincsenek elágazásai
Ohm törvénye a teljes áramkörre

Ha az egyenáram zárt elektromos áramkörben való áthaladása következtében csak a vezetők felmelegedése következik be, akkor az energiamegmaradás törvénye szerint az elektromos áram teljes munkája zárt áramkörben
Kirchhoff szabálya

Ha több áramforrást sorba kapcsolunk, az akkumulátor teljes emf-je egyenlő az összes forrás emf-jének algebrai összegével, és a teljes ellenállás egyenlő az ellenállások összegével. Párhuzamos p
Jelenlegi teljesítmény

Ez az időegység alatt elvégzett munka, és egyenlő P=A/t=IU=I2R=U2/R. A forrás által kifejlesztett teljes P0 teljesítményt a külső és belső hő leadására használják fel
Munka és áramerősség

Az elektromos mező erői által végzett munkát, amely elektromos áramot hoz létre, az áram munkájának nevezzük. Az elektromos térerők vagy az áram munkája az áramkör R elektromos ellenállású szakaszán időben
Mágneses mező

Az áramvezető vezetékek és az állandó mágnesek körül mágneses mező van. Bármilyen irányban mozgó elektromos töltés körül, valamint időben változó elektromos töltés jelenlétében előfordul.
Az áramok mágneses kölcsönhatása

Az elektromos mező erői által végzett munkát, amely elektromos áramot hoz létre, az áram munkájának nevezzük. Az elektromos térerők vagy az áram munkája az áramkör R elektromos ellenállású szakaszán időben
Az álló elektromos töltések között a Coulomb-törvény által meghatározott erők vannak. Minden töltés egy mezőt hoz létre, amely egy másik töltésre hat, és fordítva. Elektromos töltések között azonban

Ahogyan az álló elektromos töltéseket körülvevő térben elektromos tér keletkezik, a mozgó töltéseket körülvevő térben mágneses tér keletkezik. Elektromos
Mágneses tér hatása mozgó töltésre. Lorentz erő Az elektromos áram rendezetten mozgó töltött részecskék gyűjteménye. Ezért az akció mágneses mező

áramerősségű vezetőn a mező hatásának eredménye a töltött részecskék bemozgatására
Ampere törvénye

áramerősségű vezetőn a mező hatásának eredménye a töltött részecskék bemozgatására
A mágneses térben áramvezető vezetőre ható erőt Amper-erőnek nevezzük.

A mágneses kölcsönhatás kísérleti vizsgálata azt mutatja, hogy az amper-erőmodulus arányos
Mágneses fluxus

A mágneses fluxus egy bizonyos felületen olyan fizikai mennyiség, amely megegyezik az ezen a felületen áthatoló mágneses indukciós vonalak számával.
Vegyünk egy homogén mágnest

Mágneses,
ez a kifejezés minden anyagra vonatkozik, ha figyelembe vesszük azok mágneses tulajdonságait. A mikroorganizmusok fajtáinak sokfélesége az anyagot alkotó mikrorészecskék mágneses tulajdonságainak különbségéből, valamint a kölcsönhatás természetéből adódik.

A mágneses kölcsönhatás kísérleti vizsgálata azt mutatja, hogy az amper-erőmodulus arányos
Az anyag mágneses tulajdonságai

Minden mágneses térbe helyezett anyag mágnesezett, vagyis maguk is mágneses teret hoznak létre. Ezért a mágneses tér indukciója egy homogén közegben eltér a vákuum térindukciójától.
Fi

A mágneses fluxus Ф egy bizonyos S felületen át egy skaláris mennyiség, amely egyenlő a mágneses indukciós vektor nagyságának a felület területével és az n és a normál között bezárt szög koszinuszának szorzatával.
Elektromágneses indukció

Minden mágneses térbe helyezett anyag mágnesezett, vagyis maguk is mágneses teret hoznak létre. Ezért a mágneses tér indukciója egy homogén közegben eltér a vákuum térindukciójától.
Elektromágneses indukciónak nevezzük az emf előfordulását egy zárt vezető áramkörben, amikor a mágneses fluxus ezen a felületen keresztül változik, amelyet ez az áramkör korlátoz. Szintén indukált emf, és nyom

Mágneses tér indukció
A mágneses tér indukciója a mágneses tér azon képességének jellemzője, hogy erőt fejtsen ki egy áramvezető vezetőre. Ez egy vektorfizikai mennyiség.

Az irányon túl
Ha az elektromos áram mágneses teret hoz létre, akkor a mágneses tér viszont nem tud elektromos áramot létrehozni egy vezetőben? Michael Faraday volt az első, aki megtalálta a választ erre a kérdésre. 1831-ben Az elektromágneses indukció törvénye

Az indukált emf mágneses fluxus változásaitól való függésének kísérleti vizsgálata az elektromágneses indukció törvényének megállapításához vezetett: indukált emf zárt hurokban p
Önindukciós jelenség

A vezető áramkörön átfolyó áram mágneses mezőt hoz létre körülötte.
Amikor az induktortekercset leválasztják az áramforrásról, a tekercssel párhuzamosan csatlakoztatott izzólámpa rövid ideig villog. Az áramkörben lévő áram önindukciós emf hatására keletkezik. Forrás

Elektromágneses hullámok
Maxwell elmélete szerint a váltakozó mágneses tér váltakozó elektromos örvény megjelenését idézi elő. mező, ami viszont váltakozó mágneses tér megjelenését idézi elő stb. Így

Elektromágneses hullám skála
Az elektromágneses hullámok széles frekvenciatartományban keletkeznek. A spektrum minden részének saját neve van. Így a látható fény a frekvencia és ennek megfelelően a hullámhosszok meglehetősen szűk tartományának felel meg

Lézerek és maserek (stimulált emissziós hatások, áramkörök)
, az elektromágneses sugárzás forrása a látható, infravörös és ultraibolya tartományban, az atomok és molekulák stimulált emisszióján alapul. A "lézer" szó a kezdőbetűből áll

Geometrikus optika
, az optika egyik ága, amely a fény terjedésének törvényeit tanulmányozza a fénysugarakkal kapcsolatos elképzelések alapján. Fénysugár alatt olyan vonalat értünk, amely mentén a fényenergia áramlása terjed.

Farm elv,
a geometriai optika alapelve. A legegyszerűbb forma F.p. - az a kijelentés, hogy a fénysugár mindig két pont között terjed a térben azon az úton, amelyen halad

A fény polarizációja
az optikai sugárzás (fény) egyik alapvető tulajdonsága, amely a fénysugárra (a fényhullám terjedési irányára) merőleges síkban lévő különböző irányok egyenlőtlenségéből áll.

A fény interferencia
Ez az a jelenség, amikor a hullámok egymásra helyezkednek, és a csúcsok és a mélypontok stabil mintázatát alkotják. Ha a fény zavarja, váltakozó világos és sötét csíkok jelennek meg a képernyőn, ha a fény monokromatikus (és

A fény diffrakciója
Diffrakciónak nevezzük azt a jelenséget, amikor a hullámok az akadályok körül meghajlanak, és a fény behatol a geometriai árnyéktartományba. Hadd síkhullám a lapos képernyő AB nyílásába esik. Huygens-Fresnel elv szerint

Huguenetz Fresnel elv. Fresnel úr
.

Huygens-Fresnel elv.
Holográfia

(a görög hólos szóból - egész, teljes és...grafika), egy tárgy háromdimenziós képének készítési módszere, amely hulláminterferencián alapul. G. gondolatát először D. Gábor fogalmazta meg (Nagy-Britannia, 1948)

Reagálási terv

Az atomok és molekulák kölcsönhatásának törvényei az atom szerkezetére vonatkozó ismeretek alapján, az atom szerkezetének bolygómodelljével érthetők meg és magyarázhatók. Az atom középpontjában egy pozitív töltésű atommag található, amely körül bizonyos pályákon negatív töltésű részecskék forognak. A töltött részecskék közötti kölcsönhatást ún elektromágneses. Az elektromágneses kölcsönhatás intenzitását a fizikai mennyiség határozza meg - elektromos töltés, amely ki van jelölve q. Az elektromos töltés mértékegysége a coulomb (C). Az 1 coulomb olyan elektromos töltés, amely egy vezető keresztmetszetén 1 s alatt áthaladva 1 A-es áramot hoz létre benne . Az egyik töltéstípust nevezték el pozitív, Az elemi pozitív töltés hordozója a proton. Egy másik típusú töltést hívtak negatív, hordozója egy elektron. Az elemi töltés egyenlő e=1,6 10 -19 C-kal.

Egy test töltését mindig egy számmal ábrázoljuk, amely az elemi töltés többszöröse: q=e(N p -N e) Ahol N p - elektronok száma, N e - protonok száma.

Egy zárt rendszer teljes töltése (amely nem tartalmazza a külső töltéseket), azaz az összes test töltéseinek algebrai összege állandó marad: q 1 + q 2 + ...+q n= konst. Az elektromos töltés nem keletkezik és nem is semmisül meg, hanem csak egyik testből a másikba kerül át. Ezt a kísérletileg megállapított tényt ún az elektromos töltés megmaradásának törvénye. A természetben soha és sehol nem jelenik meg vagy tűnik el azonos előjelű elektromos töltés. Az elektromos töltések megjelenése és eltűnése a testeken a legtöbb esetben az elemi töltött részecskék - elektronok - egyik testből a másikba való átmenetével magyarázható.

Villamosítás- ez egy elektromos töltés üzenete a testnek. Villamosodás történhet például különböző anyagok érintkezése (súrlódása) és besugárzás során. Amikor a szervezetben felvillanyozódik, elektronfelesleg vagy hiány lép fel.

Ha elektrontöbblet van, akkor a test negatív töltést, hiány esetén pedig pozitív töltést.

Az álló elektromos töltések kölcsönhatásának törvényeit elektrosztatika vizsgálja.

Az elektrosztatika alaptörvényét Charles Coulomb francia fizikus kísérletileg állapította meg, és így hangzik. A vákuumban két állópontos elektromos töltés közötti kölcsönhatási erő modulusa egyenesen arányos e töltések nagyságának szorzatával, és fordítottan arányos a köztük lévő távolság négyzetével.

F = k q 1 q 2 /r 2, Ahol q 1 és q 2- töltőmodulok, r - távolság közöttük, k- arányossági együttható az egységrendszer megválasztásától függően, SI-ben k= 9 10 9 N m 2 / Cl 2. Azt a mennyiséget, amely megmutatja, hogy a töltések közötti kölcsönhatás ereje vákuumban hányszor nagyobb, mint közegben, ún. a közeg dielektromos állandója ε . Dielektromos állandójú közeghez ε A Coulomb-törvény a következőképpen van leírva: F= k q 1 q 2 /(ε r 2)

Együttható helyett k gyakran használják az elektromos állandónak nevezett együtthatót ε 0 . Az elektromos állandó az együtthatóhoz kapcsolódik k alábbiak szerint k = 1/4π ε 0 és számszerűen egyenlő ε 0 =8,85 10 -12 C/N m2.

Az elektromos állandó használatával a Coulomb-törvény alakja: F=(1/4π ε 0) (q 1 q 2 /r 2)

Az álló elektromos töltések kölcsönhatását ún elektrosztatikus, vagy Coulomb-kölcsönhatás. A Coulomb-erők grafikusan ábrázolhatók (14., 15. ábra).

A Coulomb-erő a töltött testeket összekötő egyenes mentén irányul. Ez a vonzerő a töltések különböző jeleinek, és a taszító ereje ugyanazon jeleknek.

Jegy 14

Gyakorlatilag érdekesek a két dielektrikummal elválasztott vezetőből álló rendszerek. Vannak olyan vezetékkonfigurációk, amelyekben az elektromos tér csak a tér egy bizonyos régiójában koncentrálódik (lokalizálódik). Az ilyen rendszereket ún kondenzátorok , és a kondenzátort alkotó vezetőket lemezeknek nevezzük. A kondenzátor kapacitása egyenlő:

A lapos kondenzátor elektromos kapacitása egyenlő:

A kondenzátor belsejében lévő elektromos mező energiája egyenlő:

15-ös számú jegy Munka és tápellátás egyenáramú áramkörben. Elektromotoros erő. Ohm törvénye egy teljes áramkörre Válasz terv 1. Az áram munkája. 2. Joule-Lenz törvény 3. Elektromotoros erő. 4. Ohm törvénye egy teljes áramkörre. Elektromos térben a feszültség meghatározására szolgáló képletből (U= A/q) könnyen kaphatunk kifejezést az elektromos töltésátvitel munkájának kiszámításához A = Uq, mivel az aktuális töltés q = ez, akkor az áram munkája: A = Ult, vagy A = I 2 R t = U 2 /R t. A hatalom definíció szerint = N A/t, ezért, = N=UI I 2 R = U 2 /R. Amikor az áram áthalad egy vezetőn, a vezetőben felszabaduló hőmennyiség egyenesen arányos az erő, az áram, a vezető ellenállása és az áram áthaladási idejének négyzetével. Q = I 2 Rt. A teljes zárt áramkör olyan elektromos áramkör, amely külső ellenállásokat és áramforrást tartalmaz (18. ábra). Az áramkör egyik szakaszaként az áramforrásnak van egy ellenállása, amelyet belsőnek neveznek, g Ahhoz, hogy az áram áthaladjon egy zárt áramkörön, további energiát kell átadni az áramforrás töltéseinek. a mozgó töltések munkájából származik, amelyet nem elektromos erők (külső erők) állítanak elő az elektromos térerőkkel szemben. Az áramforrást az EMF-nek nevezett energiajellemző jellemzi - a forrás elektromotoros ereje. Az EMF az elektromos áramkörben lévő nem elektromos jellegű energiaforrás jellemzője, amely szükséges az elektromos áram fenntartásához. Az EMF-t a külső erők által a pozitív töltés zárt körben történő mozgatása érdekében végzett munka arányával mérjük ξ= A st /q Hagyja, hogy időbe telik t elektromos töltés fog áthaladni a vezető keresztmetszetén q. Ekkor a külső erők munkája egy töltés mozgatásakor a következőképpen írható fel: A st = ξ q . Az áram definíciója szerint mivel az aktuális töltés ezért A st = ξ I t. Amikor ezt a munkát az áramkör belső és külső szakaszán végezzük, amelynek ellenállása Rés d, némi hő szabadul fel. A Joule-Lenz törvény szerint egyenlő: Q =I 2 Rt + I 2 rt. Az energiamegmaradás törvénye szerint A = K . Ezért, ξ = IR+Ir . Az áramerősség és az áramkör egy részének ellenállásának szorzatát gyakran az adott szakaszon átívelő feszültségesésnek nevezik. Így az EMF egyenlő a zárt áramkör belső és külső szakaszában bekövetkező feszültségesések összegével. Ezt a kifejezést általában így írják: I = ξ /(R + r). Ezt a függőséget G. Ohm kísérletileg megállapította, Ohm törvényének hívják a teljes áramkörre, és így szól. Az áramerősség egy teljes áramkörben egyenesen arányos az áramforrás emf-jével, és fordítottan arányos az áramkör teljes ellenállásával. Ha az áramkör nyitva van, az emf egyenlő a forrás kivezetéseinek feszültségével, ezért voltmérővel mérhető.

16-os jegy Mágneses tér, létezésének feltételei. A mágneses tér hatása az elektromos töltésre és ezt a hatást megerősítő kísérletek. Mágneses indukció

Reagálási terv:

1. Oersted és Ampere kísérletei. 2. Mágneses tér. 3. Mágneses indukció. 4. Ampere törvénye.

1820-ban a dán fizikus, Oersted felfedezte, hogy a mágneses tű elfordul, amikor elektromos áram halad át a közelében található vezetőn. 19). IN Ugyanebben az évben Ampere francia fizikus megállapította, hogy két egymással párhuzamosan elhelyezkedő vezető tapasztal kölcsönös vonzás, ha az áram egy irányba folyik rajtuk, és taszítás, ha az áramok különböző irányban haladnak (20. ábra). Ampere az áramok kölcsönhatásának jelenségét nevezte elektrodinamikus kölcsönhatás. A mozgó elektromos töltések mágneses kölcsönhatása a rövid hatótávolságú cselekvéselmélet fogalmai szerint a következőképpen magyarázható:

Minden mozgó elektromos töltés mágneses teret hoz létre a környező térben. Mágneses mező- egy speciális anyagtípus, amely bármilyen váltakozó elektromos tér körül keletkezik a térben.

VEL modern pont A természetben két mező kombinációja létezik - elektromos és mágneses - ez egy elektromágneses mező, azt egy speciális anyagtípus, azaz objektíven létezik, függetlenül a tudatunktól. Mágneses mezőt mindig váltakozó elektromos tér hoz létre, és fordítva, a váltakozó elektromos mező mindig váltakozó mágneses teret hoz létre. Az elektromos tér általában lehet

A mágnesestől külön kell tekinteni, mivel hordozói részecskék - elektronok és protonok. Mágneses tér nem létezik elektromos nélkül, mivel nincsenek mágneses térhordozók. Az áramot szállító vezető körül mágneses tér van, amelyet a vezetőben mozgó töltött részecskék váltakozó elektromos tere generál.

A mágneses tér erőtér. A mágneses térre jellemző erősséget mágneses indukciónak nevezzük (IN).Mágneses indukció egy vektorfizikai mennyiség, amely egyenlő a mágneses térből az áram egységnyi elemére ható maximális erővel. B = F/II. Egy egységáram elem egy 1 m hosszú vezető, a benne lévő áram pedig 1 A. A mágneses indukció mértékegysége a tesla. 1 T = 1 N/A m.

A mágneses indukció mindig az elektromos térrel 90°-os szöget bezáró síkban jön létre. Az áramot hordozó vezető körül a vezetőre merőleges síkban is van mágneses tér.

A mágneses tér egy örvénymező. Mert grafikus kép mágneses mezőket vezetnek be elektromos vezetékek, vagy indukciós vezetékek, - Ezek olyan vonalak, amelyek minden pontjában a mágneses indukciós vektor tangenciálisan irányul. A mezővonalak irányát a gimlet szabály szerint találjuk meg. Ha a kardánt az áram irányába csavarják be, akkor a fogantyú forgási iránya egybeesik az elektromos vezetékek irányával. Az árammal működő egyenes vezeték mágneses indukciós vonalai koncentrikus körök, amelyek a vezetőre merőleges síkban helyezkednek el (21. ábra).

Ampere megállapította, hogy egy erő hat egy mágneses térbe helyezett áramvezető vezetőre. A mágneses tér által az áramvezetőre kifejtett erő egyenesen arányos az áram erősségével. a vezető hossza a mágneses térben és a mágneses indukciós vektor merőleges komponense. Ez az Ampere-törvény megfogalmazása, amelyet a következőképpen írunk le: F a = PV sin α.

Az Ampere erő irányát a balkéz szabály határozza meg. Ha a bal kéz úgy van elhelyezve, hogy négy ujj az áram irányát mutatja, a mágneses indukciós vektor merőleges komponense a tenyérbe kerül, akkor a 90°-ban hajlított hüvelykujj az Amper-erő irányát mutatja.(22. ábra). IN = IN sin α.