Биеийн таталцлын харилцан үйлчлэлийг дүрсэлсэн томьёог нэгтгэхийг хүссэн, одоо ч хүсэж байгаа хүн ганцаараа би биш гэж бодож байна. (Таталцлын хууль) , цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэлд зориулагдсан томьёотой (Кулоны хууль ). Тиймээс хийцгээе!

Үзэл баримтлалын хооронд тэгш тэмдэг тавих шаардлагатай жин Тэгээд эерэг цэнэг , түүнчлэн үзэл баримтлалын хооронд массын эсрэг Тэгээд сөрөг цэнэг .

Эерэг цэнэг (эсвэл масс) нь Инь бөөмсийг (Таталцлын талбартай) тодорхойлдог - i.e. эргэн тойрон дахь эфирийн талбайгаас эфирийг шингээх.

Мөн сөрөг цэнэг (эсвэл массын эсрэг) нь Ян бөөмсийг (Repulsion Fields) тодорхойлдог - өөрөөр хэлбэл. эргэн тойрон дахь эфирийн талбарт эфир ялгаруулах.

Хатуухан хэлэхэд масс (эсвэл эерэг цэнэг), түүнчлэн антимасс (эсвэл сөрөг цэнэг) нь өгөгдсөн бөөм нь эфирийг шингээдэг (эсвэл ялгаруулдаг) гэдгийг бидэнд харуулж байна.

Ижил тэмдэгт (сөрөг ба эерэг аль аль нь) цэнэгийн түлхэлт, өөр өөр тэмдэгт цэнэгүүдийг бие биендээ татах гэсэн электродинамикийн байрлалын хувьд энэ нь бүрэн зөв биш юм. Үүний шалтгаан нь цахилгаан соронзон дээрх туршилтыг бүрэн зөв тайлбарлаагүй явдал юм.

Тааламжтай талбартай (эерэг цэнэгтэй) бөөмс хэзээ ч бие биенээ няцаахгүй. Тэд зүгээр л татдаг. Гэхдээ түлхэлтийн талбартай (сөрөг цэнэгтэй) бөөмсүүд бие биенээ үргэлж түлхэж байдаг (соронзны сөрөг туйлаас).

Сонирхолтой талбартай (эерэг цэнэгтэй) бөөмс нь сөрөг цэнэгтэй (түлхэлтийн талбартай) ба эерэг цэнэгтэй (таталцлын талбартай) аль алиныг нь өөртөө татдаг. Гэсэн хэдий ч, хэрэв хоёр бөөмс хоёулаа Таталцлын талбартай бол таталцлын талбар нь илүү том нь нөгөө бөөмсийг өөр рүүгээ нүүлгэн шилжүүлэх болно.

Матери - эсрэг бодис.

Физикийн хувьд асуудал бие гэж нэрлэдэг, мөн түүнчлэн химийн элементүүд, тэдгээрээс эдгээр биетүүд, мөн түүнчлэн энгийн бөөмсүүд үүсдэг. Ерөнхийдөө энэ нэр томьёог ингэж хэрэглэх нь ойролцоогоор зөв гэж үзэж болно. Эцэст нь Асуудал , эзотерик үүднээс авч үзвэл эдгээр нь эрчим хүчний төвүүд, энгийн бөөмсийн бөмбөрцөг юм. Химийн элементүүд нь энгийн тоосонцороос, бие нь химийн элементүүдээс үүсдэг. Гэвч эцэст нь бүх зүйл энгийн тоосонцороос бүрддэг болох нь харагдаж байна. Гэхдээ нарийн хэлэхэд, бидний эргэн тойронд бид Матери биш, харин Сүнсийг хардаг - өөрөөр хэлбэл. энгийн бөөмс. Энгийн бөөмс нь хүчний төвөөс (жишээ нь, Материйн эсрэг Сүнс) ялгаатай чанараар хангагдсан байдаг - Ифер бий болж, дотор нь алга болдог.

Үзэл баримтлал бодис физикт хэрэглэгддэг материйн тухай ойлголттой ижил утгатай гэж үзэж болно. Бодис гэдэг нь шууд утгаараа хүний ​​эргэн тойронд байгаа зүйл юунаас бүтдэг, өөрөөр хэлбэл. химийн элементүүд ба тэдгээрийн нэгдлүүд. Химийн элементүүд нь аль хэдийн дурдсанчлан энгийн хэсгүүдээс бүрддэг.

Шинжлэх ухаанд бодис ба материйн хувьд антоним ойлголтууд байдаг - эсрэг бодис Тэгээд эсрэг бодис , эдгээр нь бие биетэйгээ ижил утгатай.

Эрдэмтэд эсрэг бодис байдгийг хүлээн зөвшөөрдөг. Гэсэн хэдий ч тэдний эсрэг бодис гэж боддог зүйл нь үнэндээ эсрэг бодис биш юм. Үнэн хэрэгтээ антиматер нь шинжлэх ухаанд үргэлж байсаар ирсэн бөгөөд цахилгаан соронзон дээр туршилт хийж эхэлснээс хойш эрт дээр үеэс шууд бусаар нээсэн байдаг. Мөн бид эргэн тойрныхоо ертөнцөд түүний оршихуйн илрэлийг байнга мэдэрч чаддаг. Антиматер нь анхан шатны бөөмс (Сүнс) гарч ирэх тэр мөчид материйн хамт орчлон ертөнцөд үүссэн. Бодис - эдгээр нь Инь бөөмс (өөрөөр хэлбэл таталцлын талбартай бөөмс). Эсрэг бодис (эсрэг бодис) нь Ян бөөмс (түлхэлтийн талбартай бөөмс) юм.

Инь ба Ян бөөмсийн шинж чанарууд нь шууд эсрэгээрээ байдаг тул тэдгээр нь эрэлхийлсэн матери ба эсрэг бодисын үүрэг гүйцэтгэхэд төгс төгөлдөр юм.

Энгийн тоосонцорыг дүүргэдэг эфир нь тэдний хөдөлгөгч хүчин зүйл юм

"Энгийн бөөмийн хүчний төв нь яг одоо энэ бөөмсийг дүүргэж (мөн бүрдүүлдэг) эфиртэй хамт нэг чиглэлд, ижил хурдтайгаар хөдлөх хандлагатай байдаг."

Эфир нь энгийн бөөмсийг хөдөлгөгч хүчин зүйл юм. Хэрэв бөөмийг дүүргэх эфир тайван байдалд байвал бөөмс өөрөө тайван байх болно. Мөн бөөмийн эфир хөдөлж байвал бөөм ч бас хөдөлнө.

Ийнхүү Орчлон ертөнцийн эфирийн талбайн эфир ба бөөмсийн эфирийн хооронд ямар ч ялгаа байхгүй тул Эфирийн зан үйлийн бүх зарчмууд энгийн бөөмсүүдэд хамааралтай болно. Хэрэв бөөмд хамаарах Эфир яг одоо эфирийн дутагдал үүсэх тал руу шилжиж байгаа бол (Эфирийн зан үйлийн эхний зарчмын дагуу - "Эфирийн талбарт эфирийн хоосон зай байхгүй") эсвэл холдож байна. илүүдэлээс (Эфирийн үйл ажиллагааны хоёр дахь зарчмын дагуу - "Эфирийн талбарт эфирийн илүүдэл нягтралтай газар байхгүй"), бөөмс түүнтэй ижил чиглэлд, ижил хурдтайгаар хөдөлнө. .

Хүч чадал гэж юу вэ? Хүчний ангилал

Физикийн үндсэн хэмжигдэхүүнүүдийн нэг, ялангуяа түүний дэд хэсгүүдийн нэг нь механикийн хувьд юм. Хүч . Гэхдээ энэ нь юу вэ, үүнийг бодит байдалд байгаа зүйлээр хэрхэн тодорхойлж, дэмжих вэ?

Эхлээд ямар ч Физикийг нээцгээе Нэвтэрхий толь бичигмөн тодорхойлолтыг уншина уу.

« Хүч механикийн хувьд - өгөгдсөн материаллаг биед үзүүлэх бусад биетүүдийн механик үйл ажиллагааны хэмжүүр" (FES, "Хүч", А. М. Прохоровын засварласан).

Таны харж байгаагаар хүч бол орчин үеийн физикямар нэг тодорхой, материалын талаар мэдээлэл авч явдаггүй. Гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн Хүчний илрэлүүд нь тодорхой бус байдаг. Нөхцөл байдлыг засахын тулд бид Хүчийг ид шидийн үүднээс харах хэрэгтэй.

Эзотерик үүднээс Хүч – энэ бол Сүнс, Ифер, Эрчим хүчээс өөр юу ч биш. Таны санаж байгаагаар Сүнс бол зөвхөн "цагирагт шархадсан" Сүнс юм. Тиймээс чөлөөт Сүнс хоёулаа хүч, Сүнс (түгжигдсэн Сүнс) бол хүч юм. Энэ мэдээлэл бидэнд ирээдүйд маш их тус болно.

Хүчний тодорхойлолтод тодорхой бус байгаа хэдий ч энэ нь бүрэн материаллаг үндэслэлтэй юм. Энэ огтхон ч биш хийсвэр ойлголт, энэ нь одоогийн физикт харагдаж байна.

Хүч- энэ нь эфирийг дутагдалдаа ойртуулах эсвэл илүүдэлээсээ холдуулах шалтгаан болдог. Бид анхан шатны бөөмс (Сүнс)-д агуулагдах эфирийг сонирхож байгаа тул бидний хувьд хүч бол юуны түрүүнд бөөмсийг хөдөлгөх шалтгаан болдог. Аливаа энгийн бөөмс нь бусад бөөмсүүдэд шууд болон шууд бусаар нөлөөлдөг тул Хүч юм.

Та хурдыг ашиглан хүчийг хэмжиж болно, хэрэв бөөмс дээр өөр ямар ч хүч үйлчлэхгүй бол бөөмийн эфир нь энэ хүчний нөлөөн дор хөдөлнө. Тэдгээр. бөөмсийг хөдөлгөх эфирийн урсгалын хурд нь энэ хүчний хэмжээ юм.

Бөөмд үүсэх бүх төрлийн хүчийг тэдгээрийг үүсгэсэн шалтгаанаас хамааран ангилъя.

Таталцлын хүч (Таталцлын хүч).

Энэхүү хүч бий болсон шалтгаан нь Орчлон ертөнцийн эфирийн талбайн аль ч хэсэгт үүсдэг Иферийн дутагдал юм.

Тэдгээр. бөөмс дэх Таталцлын хүч үүсэх шалтгаан нь Эфирийг шингээдэг өөр ямар ч бөөмс, өөрөөр хэлбэл. Таталцлын талбарыг бүрдүүлдэг.

Зөөх хүч (Repulsion Tendency).

Энэхүү Хүч бий болсон шалтгаан нь Орчлон ертөнцийн эфирийн талбайн аль ч хэсэгт бий болсон Эфирийн илүүдэл юм.

Материал зөөгчтэй холбоотой; цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийг тодорхойлдог энгийн бөөмийн дотоод шинж чанар.

Цахилгаан цэнэг гэдэг нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд орох бие эсвэл бөөмсийн шинж чанарыг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн бөгөөд ийм харилцан үйлчлэлийн үед хүч, энергийн утгыг тодорхойлдог. Цахилгаан цэнэг нь цахилгааныг судлах үндсэн ойлголтуудын нэг юм. Бүхэл бүтэн багц цахилгаан үзэгдлүүдцахилгаан цэнэгийн оршин тогтнох, хөдөлгөөн, харилцан үйлчлэлийн илрэл юм. Цахилгаан цэнэг нь зарим энгийн бөөмсийн төрөлхийн шинж чанар юм.

Уламжлал ёсоор эерэг ба сөрөг гэж нэрлэгддэг хоёр төрлийн цахилгаан цэнэгүүд байдаг. Ижил тэмдгийн цэнэгүүд няцаах, өөр өөр тэмдгийн цэнэгүүд бие биенээ татдаг. Цахилгаанжуулсан шилэн савааны цэнэгийг ердийн байдлаар эерэг, давирхайн саваа (ялангуяа хув саваа) -ийг сөрөг гэж үздэг. Энэ нөхцлийн дагуу электроны цахилгаан цэнэг сөрөг байна (Грек "электрон" - хув).

Макроскопийн биеийн цэнэгийг энэ биеийг бүрдүүлдэг энгийн бөөмсийн нийт цэнэгээр тодорхойлно. Макроскопийн биеийг цэнэглэхийн тулд түүнд агуулагдах цэнэгтэй энгийн бөөмсийн тоог өөрчлөх, өөрөөр хэлбэл ижил тэмдгийн тодорхой тооны цэнэгийг шилжүүлэх эсвэл түүнээс хасах хэрэгтэй. Бодит нөхцөлд ийм үйл явц нь ихэвчлэн электронуудын хөдөлгөөнтэй холбоотой байдаг. Биеийн цэнэгийг ихэвчлэн үсгээр тэмдэглэсэн ижил тэмдгийн илүүдэл цэнэгийг агуулж байвал биеийг цэнэгтэй гэж үзнэ. qэсвэл QХэрэв цэгийн биетүүд дээр цэнэгүүд тавигдсан бол тэдгээрийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүчийг Кулоны хуулиар тодорхойлж болно. SI цэнэгийн нэгж нь кулон - Cl.

Цахилгаан цэнэг q Аливаа бие нь салангид, хамгийн бага, энгийн цахилгаан цэнэг байдаг - э,Биеийн бүх цахилгаан цэнэгүүд үржвэртэй байдаг:

\(q = n e\)

Байгальд байдаг хамгийн бага цэнэг бол энгийн бөөмсийн цэнэг юм. SI нэгжид энэ цэнэгийн модуль нь дараахтай тэнцүү байна. д= 1, 6.10 -19 Кл. Аливаа цахилгаан цэнэг нь энгийн цэнэгээс хэд дахин их бүхэл тоо юм. Бүх цэнэгтэй энгийн бөөмс нь энгийн цахилгаан цэнэгтэй байдаг. 19-р зууны төгсгөлд. сөрөг цахилгаан цэнэгийн тээвэрлэгч электроныг нээсэн бөгөөд 20-р зууны эхээр ижил эерэг цэнэгтэй протоныг нээсэн; Тиймээс цахилгаан цэнэг нь бие даан байдаггүй, харин бөөмстэй холбоотой байдаг ба бөөмсийн дотоод шинж чанар болох нь батлагдсан (ижил хэмжээний эерэг эсвэл сөрөг цэнэг агуулсан бусад энгийн бөөмсийг хожим олж илрүүлсэн). Бүх энгийн бөөмсийн цэнэг (хэрэв тэг биш бол) ижил байна үнэмлэхүй үнэ цэнэ. Элементар таамагласан бөөмс - цэнэг нь 2/3 хэмжээтэй кваркууд дэсвэл +1/3 д, ажиглагдаагүй боловч тэдгээрийн оршин тогтнохыг энгийн бөөмсийн онолд үздэг.

Цахилгаан цэнэгийн инвариант байдал нь туршилтаар тогтоогдсон: цэнэгийн хэмжээ нь түүний хөдөлж буй хурдаас хамаардаггүй (өөрөөр хэлбэл цэнэгийн хэмжээ нь инерцийн лавлагааны системтэй харьцуулахад өөрчлөгддөггүй, мөн эсэхээс хамаардаггүй) хөдөлж байна эсвэл амарч байна).

Цахилгаан цэнэг нь нэмэлт, өөрөөр хэлбэл аливаа биеийн системийн цэнэг (бөөмс) нь системд багтсан биетүүдийн (бөөмс) цэнэгийн нийлбэртэй тэнцүү байна.

Цахилгаан цэнэг нь олон туршилтын үр дүнд бий болсон хадгалалтын хуульд захирагддаг. B цахилгаанаар хаалттай системнийт цэнэгийн хэмжээ хадгалагдаж, системд тохиолддог аливаа физик процессын үед тогтмол хэвээр байна. Энэ хууль нь цэнэгийг оруулаагүй, арилгадаггүй тусгаарлагдсан цахилгааны хаалттай системд хүчинтэй. Нийт цэнэг нь тэгтэй хос хосоороо төрж устаж алга болдог энгийн бөөмсүүдэд энэ хууль мөн хамаарна.

Бид шинэхэн угаасан хувцсаа хатаагчаас нэг нэгнээсээ хальслах хэрэгтэй болдог, эсвэл цахилгаанжуулж, үснийхээ үзүүр дээр зогсож чадахгүй байгаа үед. Бөмбөлөг толгой дээрээ үрээд таазнаас өлгөхийг оролдоогүй хүн байна уу? Энэ таталцал, зэвүүцэл нь илрэл юм статик цахилгаан. Иймэрхүү үйлдлүүд гэж нэрлэдэг цахилгаанжуулалт.

Статик цахилгааныг байгальд байгаагаар нь тайлбарладаг цахилгаан цэнэг. Цэнэг бол энгийн бөөмсийн салшгүй шинж чанар юм. Торгонд үрэхэд шилэн дээр гарч ирэх цэнэгийг уламжлалт байдлаар нэрлэдэг эерэг, мөн ноостой үрэлтийн үед эбонит дээр үүсэх цэнэг байна сөрөг.

Атомыг авч үзье. Атом нь цөм ба түүний эргэн тойронд нисдэг электронуудаас бүрдэнэ (зураг дээрх цэнхэр бөөмс). Цөм нь протон (улаан) ба нейтроноос (хар) бүрдэнэ.

.

Сөрөг цэнэгийн тээвэрлэгч нь электрон, эерэг цэнэг бол протон юм. Нейтрон нь төвийг сахисан бөөмс бөгөөд цэнэггүй байдаг.

Энгийн цэнэгийн хэмжээ - электрон эсвэл протон нь тогтмол утгатай бөгөөд тэнцүү байна

Протоны тоо электроны тоотой таарч байвал атом бүхэлдээ саармаг цэнэгтэй байна. Нэг электрон тасарч, нисээд явбал яах вэ? Атом нь нэг протонтой байх болно, өөрөөр хэлбэл сөрөг хэсгүүдээс илүү эерэг хэсгүүд байх болно. Ийм атомыг нэрлэдэг эерэг ион. Мөн нэг нэмэлт электрон нэгдвэл бид авна сөрөг ион. Гарсан электронууд дахин нэгдэхгүй ч хэсэг хугацаанд чөлөөтэй хөдөлж сөрөг цэнэгийг үүсгэдэг. Тиймээс бодисын чөлөөт цэнэг зөөгч нь электрон, эерэг ион, сөрөг ионууд юм.

Чөлөөт протон байхын тулд цөмийг устгах ёстой бөгөөд энэ нь бүх атомыг устгана гэсэн үг юм. Бид цахилгаан цэнэгийг олж авах ийм аргуудыг авч үзэхгүй.

Бие нь нэг буюу өөр цэнэглэгдсэн бөөмс (электрон, эерэг эсвэл сөрөг ион) агуулсан байвал цэнэгтэй болдог.

Бие дэх цэнэгийн хэмжээ нь үндсэн цэнэгийн үржвэр юм. Жишээлбэл, бие нь 25 чөлөөт электронтой, үлдсэн атомууд нь саармаг байвал бие нь сөрөг цэнэгтэй бөгөөд цэнэг нь . Энгийн цэнэг нь хуваагддаггүй - энэ өмчийг нэрлэдэг салангид байдал

Төлбөртэй адил (хоёр эерэг эсвэл хоёр сөрөг) няцаах, эсрэгээр (эерэг ба сөрөг) - татагддаг

Цэгийн төлбөр- цахилгаан цэнэгтэй материаллаг цэг юм.

Цахилгаан цэнэгийг хадгалах хууль

Цахилгаан дахь биетүүдийн хаалттай систем нь гадны биетүүдийн хооронд цахилгаан цэнэгийн солилцоо байхгүй үед биетүүдийн систем юм.

Бие эсвэл бөөмсийн цахилгаан цэнэгийн алгебрийн нийлбэр нь цахилгаан хаалттай системд явагдах аливаа процессын үед тогтмол хэвээр байна.

Зурагт цахилгаан цэнэгийг хадгалах хуулийн жишээг үзүүлэв. Эхний зураг дээр эсрэг цэнэгтэй хоёр биетэй. Хоёр дахь зураг нь холбоо барьсны дараа ижил биеийг харуулж байна. Гурав дахь зураг дээр цахилгаан хаалттай системд гурав дахь саармаг биеийг нэвтрүүлж, бие биетэйгээ харилцан үйлчлэлцсэн.

Нөхцөл байдал бүрт цэнэгийн алгебрийн нийлбэр (цэнэгийн тэмдгийг харгалзан үзэх) тогтмол хэвээр байна.

Санаж байх гол зүйл

1) Элементар цахилгаан цэнэг - электрон ба протон
2) Энгийн цэнэгийн хэмжээ тогтмол байна
3) Эерэг ба сөрөг цэнэг ба тэдгээрийн харилцан үйлчлэл
4) Чөлөөт цэнэг зөөгч нь электрон, эерэг ион, сөрөг ион юм
5) Цахилгаан цэнэг нь салангид байдаг
6) Цахилгаан цэнэгийг хадгалах хууль

Цахилгаан цэнэг- бие махбодийн цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд орох чадварыг тодорхойлдог физик хэмжигдэхүүн. Кулоноор хэмжсэн.

Анхан шатны цахилгаан цэнэг- энгийн бөөмсийн хамгийн бага цэнэг (протон ба электрон цэнэг).

д= Cl

Бие нь цэнэгтэй байдаг, энэ нь нэмэлт буюу дутуу электронтой гэсэн үг. Энэ төлбөрийг тогтоосон q = үгүй. (Тэр тоотой тэнцүү байнаэнгийн төлбөр).

Бие махбодийг цахилгаанжуулах– электроны илүүдэл ба дутагдлыг бий болгох. Арга: үрэлтийн аргаар цахилгаанжуулалтТэгээд холбоо барих замаар цахилгаанжуулалт.

Үүр цайх d нь биеийн цэнэг бөгөөд үүнийг материаллаг цэг болгон авч болно.

Туршилтын төлбөр () – цэг, бага цэнэгтэй, үргэлж эерэг – судалгаанд ашигладаг цахилгаан орон.

Цэнэг хадгалах хууль: Тусгаарлагдсан системд бүх биеийн цэнэгийн алгебрийн нийлбэр нь эдгээр биетүүдийн харилцан үйлчлэлд тогтмол хэвээр байна.

Кулоны хууль: Хоёр цэгийн цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн хүч нь эдгээр цэнэгийн үржвэртэй пропорциональ, тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ, орчны шинж чанараас хамаардаг бөгөөд тэдгээрийн төвүүдийг холбосон шулуун шугамын дагуу чиглүүлдэг..

, Хаана
F/m, Cl 2 /nm 2 – диэлектрик. хурдан. вакуум

- холбоотой. диэлектрик тогтмол (>1)

- үнэмлэхүй диэлектрик нэвчилт. орчин

Цахилгаан орон– цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэл явагддаг материаллаг орчин.

Цахилгаан талбайн шинж чанарууд:

Цахилгаан талбайн шинж чанар:

Хүчдэл (Э) нь тухайн цэг дээр байрлуулсан нэгж туршилтын цэнэгт үйлчлэх хүчтэй тэнцүү вектор хэмжигдэхүүн юм.

N/C-ээр хэмжсэн.

Чиглэл– ажиллах хүчнийхтэй ижил.

Хурцадмал байдал хамаарахгүйтуршилтын цэнэгийн хүч чадлаар ч, хэмжээгээр ч биш.

Цахилгаан талбайн суперпозиция: хэд хэдэн цэнэгийн үүсгэсэн талбайн хүч нь цэнэг бүрийн талбайн хүч чадлын вектор нийлбэртэй тэнцүү байна:

Графикийн хувьдЭлектрон талбарыг хурцадмал шугам ашиглан дүрсэлсэн.

Хүчдэлийн шугам– цэг бүрийн шүргэгч нь хурцадмал векторын чиглэлтэй давхцаж байгаа шугам.

Хүчдэлийн шугамын шинж чанарууд: тэдгээр нь огтлолцохгүй, цэг бүрээр зөвхөн нэг шугам зурж болно; тэдгээр нь хаалттай биш, эерэг цэнэгийг орхиж сөрөг цэнэг рүү орох буюу хязгааргүйд сарнидаг.

Талбайн төрлүүд:

Нэг төрлийн цахилгаан орон– цэг бүр дээрх эрчмийн вектор нь хэмжээ, чиглэлийн хувьд ижил байдаг талбар.

Нэг жигд бус цахилгаан орон– цэг бүр дэх эрчим хүчний вектор нь хэмжээ, чиглэлийн хувьд тэгш бус талбар.

Тогтмол цахилгаан орон– хүчдэлийн вектор өөрчлөгдөхгүй.

Хувьсах цахилгаан орон- хүчдэлийн вектор өөрчлөгдөнө.

Цэнэг хөдөлгөхөд цахилгаан орны хийсэн ажил.

, F нь хүч, S нь шилжилт, - F ба S хоорондох өнцөг.

Нэг жигд талбайн хувьд: хүч тогтмол байна.

Ажил нь траекторийн хэлбэрээс хамаардаггүй; Хаалттай замаар шилжихэд хийсэн ажил тэг байна.

Нэг жигд бус талбайн хувьд:

Цахилгаан талбайн потенциал- туршилтын цахилгаан цэнэгийг хязгааргүйд шилжүүлэх талбайн хийж буй ажлын харьцаа, энэ цэнэгийн хэмжээ.

- боломж- талбайн эрчим хүчний шинж чанар. Вольтоор хэмжсэн

Боломжит ялгаа:

Хэрэв
, Тэр

, гэсэн үг

- боломжит градиент.

Нэг төрлийн талбайн хувьд: боломжит зөрүү - хүчдэл:

. Үүнийг вольтоор хэмждэг, төхөөрөмжүүд нь вольтметр юм.

Цахилгаан хүчин чадал- биеийн цахилгаан цэнэгийг хуримтлуулах чадвар; өгөгдсөн дамжуулагчийн хувьд үргэлж тогтмол байдаг цэнэгийн потенциалын харьцаа.

.

Цэнэгээс хамаарахгүй, боломжоос хамаардаггүй. Гэхдээ энэ нь дамжуулагчийн хэмжээ, хэлбэрээс хамаарна; орчны диэлектрик шинж чанар дээр.

, энд r нь хэмжээ,
- биеийн эргэн тойрон дахь орчны нэвчилт.

Хэрэв ямар нэгэн биет - дамжуулагч эсвэл диэлектрик ойролцоо байвал цахилгаан хүчин чадал нэмэгддэг.

Конденсатор- цэнэг хуримтлуулах төхөөрөмж. Цахилгаан хүчин чадал:

Хавтгай конденсатор– хооронд нь диэлектрик бүхий хоёр металл хавтан. Хавтгай конденсаторын цахилгаан багтаамж:

, S нь ялтсуудын талбай, d нь ялтсуудын хоорондох зай юм.

Цэнэглэгдсэн конденсаторын энергицэнэгийг нэг хавтангаас нөгөөд шилжүүлэх үед цахилгаан талбайн хийсэн ажилтай тэнцүү.

Бага хэмжээний төлбөр шилжүүлэх
, хүчдэл нь өөрчлөгдөнө
, ажил дууссан
. Учир нь
, ба C = const,
. Дараа нь
. Нэгтгэцгээе:

Цахилгаан талбайн энерги:
, V=Sl нь цахилгаан орны эзэлдэг эзэлхүүн юм

Нэг жигд бус талбайн хувьд:
.

Эзлэхүүн цахилгаан талбайн нягтрал:
. Ж/м 3-аар хэмжсэн.

Цахилгаан диполь– бие биенээсээ тодорхой зайд (диполь гар - l) байрладаг тэнцүү, гэхдээ тэмдгээр нь эсрэг талын хоёр цэгийн цахилгаан цэнэгээс бүрдэх систем.

Диполийн гол шинж чанар нь диполь момент– сөрөг цэнэгээс эерэг цэнэг рүү чиглэсэн цэнэг ба диполь гарны үржвэртэй тэнцүү вектор. Томилогдсон
. Кулон метрээр хэмжсэн.

Нэг төрлийн цахилгаан орон дахь диполь.

Диполийн цэнэг тус бүрт дараах хүч үйлчилнэ.
Тэгээд
. Эдгээр хүч нь эсрэг чиглэлд чиглэсэн бөгөөд хос хүчний моментийг үүсгэдэг - эргүүлэх момент: , хаана

M – эргүүлэх момент F – диполь дээр үйлчлэх хүч

d – хүчний гар l – диполь гар

p – диполь момент E – хурцадмал байдал

- p ба E q хоорондох өнцөг - цэнэг

Эргэлтийн моментийн нөлөөн дор дипол нь эргэлдэж, суналтын шугамын чиглэлд чиглэнэ. p ба E векторууд параллель ба нэг чиглэлтэй байна.

Нэг жигд бус цахилгаан орон дахь диполь.

Эргэх хүч байдаг бөгөөд энэ нь диполь эргэх болно гэсэн үг юм. Гэхдээ хүч нь тэгш бус байх ба диполь нь хүч их байгаа газар руу шилжих болно.

- хурцадмал градиент. Хүчдэлийн градиент өндөр байх тусам диполийг татах хажуугийн хүч нэмэгдэнэ. Диполь нь хүчний шугамын дагуу чиглэгддэг.

Диполь дотоод орон.

Гэхдээ . Дараа нь:

.

Диполь нь О цэг дээр, гар нь жижиг байна. Дараа нь:

.

Дараахь зүйлийг харгалзан томъёог олж авсан.

Тиймээс потенциалын зөрүү нь диполь цэгүүд харагдах хагас өнцгийн синус ба эдгээр цэгүүдийг холбосон шулуун шугам дээрх диполь моментийн проекцоос хамаарна.

Цахилгаан орон дахь диэлектрик.

Диэлектрик- чөлөөт цэнэггүй, тиймээс цахилгаан гүйдэл дамжуулдаггүй бодис. Гэсэн хэдий ч үнэн хэрэгтээ цахилгаан дамжуулах чанар байдаг боловч энэ нь маш бага юм.

Диэлектрик ангиуд:

туйлын молекулуудтай (ус, нитробензол): молекулууд нь тэгш хэмтэй биш, эерэг ба сөрөг цэнэгийн массын төвүүд давхцдаггүй, энэ нь цахилгаан оронгүй байсан ч диполь моменттой байдаг гэсэн үг юм.

туйл биш молекулуудтай (устөрөгч, хүчилтөрөгч): молекулууд нь тэгш хэмтэй, эерэг ба сөрөг цэнэгийн массын төвүүд давхцдаг бөгөөд энэ нь цахилгаан орон байхгүй үед диполь моментгүй гэсэн үг юм.

талст (натрийн хлорид): нэг нь эерэг, нөгөө нь сөрөг цэнэгтэй хоёр дэд сүлжээний хослол; цахилгаан орон байхгүй тохиолдолд нийт диполь момент тэг байна.

Туйлшрал– цэнэгүүдийг орон зайн тусгаарлах үйл явц, диэлектрикийн гадаргуу дээр холбогдсон цэнэгийн харагдах байдал нь диэлектрик доторх талбайн сулралд хүргэдэг.

Туйлшрах аргууд:

Арга 1 - цахилгаан химийн туйлшрал:

Электродууд дээр - катион ба анионууд руу шилжих, бодисыг саармагжуулах; эерэг ба сөрөг цэнэгийн талбайнууд үүсдэг. Гүйдэл нь аажмаар буурдаг. Саармагжуулах механизмыг бий болгох хурд нь тайвшрах хугацаагаар тодорхойлогддог - энэ нь талбарыг хэрэглэснээс хойш туйлшралын emf нь 0-ээс дээд тал руу нэмэгдэх хугацаа юм. = 10 -3 -10 -2 сек.

Арга 2 - чиглэлийн туйлшрал:

Диэлектрикийн гадаргуу дээр нөхөгдөөгүй туйлшралууд үүсдэг, өөрөөр хэлбэл. туйлшралын үзэгдэл үүсдэг. Диэлектрик доторх хүчдэл нь гадаад хүчдэлээс бага байна. Амрах цаг: = 10 -13 -10 -7 сек. 10 МГц давтамж.

Арга 3 - электрон туйлшрал:

Диполь болдог туйл биш молекулуудын шинж чанар. Амрах цаг: = 10 -16 -10 -14 сек. Давтамж 10 8 МГц.

Арга 4 - ионы туйлшрал:

Хоёр тор (Na ба Cl) бие биентэйгээ харьцуулахад шилждэг.

Амрах цаг:

Арга 5 - бичил бүтцийн туйлшрал:

Цэнэглэгдсэн ба цэнэггүй давхаргууд ээлжлэн солигдох үед биологийн бүтцийн онцлог шинж. Хагас нэвчих эсвэл ион нэвчүүлэхгүй хуваалтууд дээр ионуудын дахин хуваарилалт байдаг.

Амрах цаг: =10 -8 -10 -3 сек. Давтамж 1KHz

Туйлшралын зэрэглэлийн тоон шинж чанарууд:

Цахилгаан– энэ бол материйн буюу вакуум дахь чөлөөт хураамжийн дараалсан хөдөлгөөн юм.

Цахилгаан гүйдэл байх нөхцөл:

үнэ төлбөргүй төлбөр байгаа эсэх

цахилгаан орон байгаа эсэх, өөрөөр хэлбэл. Эдгээр цэнэгүүд дээр ажиллаж буй хүчнүүд

Одоогийн хүч чадал- нэгж хугацаанд (1 секунд) дамжуулагчийн аль ч хөндлөн огтлолыг дайран өнгөрөх цэнэгтэй тэнцүү утга.

Ампераар хэмжсэн.

n – цэнэгийн концентраци

q – төлбөрийн хэмжээ

S - дамжуулагчийн хөндлөн огтлолын талбай

- бөөмийн чиглэлтэй хөдөлгөөний хурд.

Цахилгаан орон дахь цэнэгтэй бөөмсийн хөдөлгөөний хурд бага - 7 * 10 -5 м / с, цахилгаан талбайн тархалтын хурд нь 3 * 10 8 м / с байна.

Одоогийн нягтрал– 1 секундэд 1 м2 хөндлөн огтлолоор дамжих цэнэгийн хэмжээ.

. А/м2-аар хэмжсэн.

- цахилгаан талбайн ион дээр үйлчлэх хүч нь үрэлтийн хүчтэй тэнцүү байна

- ионы хөдөлгөөн

- ионуудын чиглэлтэй хөдөлгөөний хурд = хөдөлгөөн, талбайн хүч

Ионы концентраци, тэдгээрийн цэнэг, хөдөлгөөн их байх тусам электролитийн тусгай дамжуулалт их байх болно. Температур нэмэгдэхийн хэрээр ионуудын хөдөлгөөн нэмэгдэж, цахилгаан дамжуулах чанар нэмэгддэг.

Сэдвүүд Улсын шалгалтын нэгдсэн кодлогч : биеийг цахилгаанжуулах, цэнэгийн харилцан үйлчлэл, хоёр төрлийн цэнэг, цахилгаан цэнэг хадгалагдах хууль.

Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлхамгийн олонд багтдаг үндсэн харилцан үйлчлэлбайгальд. Уян хатан байдал ба үрэлтийн хүч, хийн даралт болон бусад зүйлийг бодисын хэсгүүдийн хоорондох цахилгаан соронзон хүч болгон бууруулж болно. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь бусад гүнзгий харилцан үйлчлэлд буурахаа больсон.

Үүнтэй адил үндсэн харилцан үйлчлэлийн төрөл бол таталцал юм - дурын хоёр биеийн таталцал. Гэсэн хэдий ч цахилгаан соронзон болон таталцлын харилцан үйлчлэлийн хооронд хэд хэдэн чухал ялгаа байдаг.

1. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд хүн бүр оролцох боломжгүй, гэхдээ зөвхөн цэнэглэгдсэнбие (байх цахилгаан цэнэг).

2. Таталцлын харилцан үйлчлэл нь үргэлж нэг биеийг нөгөө бие рүү татах явдал юм. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь сонирхол татахуйц эсвэл зэвүүн байж болно.

3. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь таталцлын харилцан үйлчлэлээс хамаагүй илүү эрчимтэй байдаг. Жишээлбэл, хоёр электроны хоорондох цахилгаан түлхэлтийн хүч нь бие биедээ татах таталцлын хүчнээс хэд дахин их байдаг.

Цэнэглэгдсэн бие бүр тодорхой хэмжээний цахилгаан цэнэгтэй байдаг. Цахилгаан цэнэг байна физик хэмжигдэхүүн, энэ нь байгалийн объектуудын хоорондох цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн хүчийг тодорхойлдог. Цэнэглэх нэгж нь зүүлт(Cl).

Хоёр төрлийн төлбөр

Таталцлын харилцан үйлчлэл нь үргэлж таталцлын шинж чанартай байдаг тул бүх биеийн масс нь сөрөг биш юм. Гэхдээ энэ нь төлбөрийн хувьд үнэн биш юм. Таталцал ба түлхэлт гэсэн хоёр төрлийн цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийг хоёр төрлийн цахилгаан цэнэгийг оруулах замаар тайлбарлахад тохиромжтой. эерэгТэгээд сөрөг.

Өөр өөр тэмдгийн цэнэгүүд бие биенээ татдаг, өөр өөр тэмдгийн цэнэгүүд бие биенээ няцадаг. Үүнийг Зураг дээр үзүүлэв. 1 ; Утас дээр дүүжлэгдсэн бөмбөлгүүдэд нэг буюу өөр тэмдгийн цэнэг өгдөг.

Цагаан будаа. 1. Хоёр төрлийн цэнэгийн харилцан үйлчлэл

Цахилгаан соронзон хүчний өргөн тархсан илрэлийг аливаа бодисын атомууд нь цэнэгтэй бөөмс агуулдагтай холбон тайлбарладаг: атомын цөм нь эерэг цэнэгтэй протонуудыг агуулдаг ба сөрөг цэнэгтэй электронууд нь цөмийн эргэн тойрон дахь тойрог замд хөдөлдөг.

Протон ба электроны цэнэгийн хэмжээ тэнцүү, цөм дэх протоны тоо нь тойрог зам дахь электронуудын тоотой тэнцүү байдаг тул атом бүхэлдээ цахилгаан саармаг байдаг. Тийм ч учраас ердийн нөхцөлд бид хүрээлэн буй биетүүдийн цахилгаан соронзон нөлөөг анзаардаггүй: тэдгээрийн нийт цэнэг нь тэг бөгөөд цэнэгтэй хэсгүүд нь биеийн бүхэл бүтэн хэсэгт жигд тархсан байдаг. Гэхдээ цахилгааны саармаг байдал зөрчигдсөн бол (жишээлбэл, үр дүнд нь цахилгаанжуулалт) бие нь нэн даруй эргэн тойрон дахь цэнэглэгдсэн хэсгүүдэд ажиллаж эхэлдэг.

Яагаад яг хоёр төрлийн цахилгаан цэнэг байдаг, гэхдээ өөр тоо биш, одоогоор тодорхойгүй байна. Энэ баримтыг анхдагч гэж хүлээн зөвшөөрөх нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн зохих тайлбарыг өгдөг гэдгийг бид баталж чадна.

Протоны цэнэг нь Cl. Электроны цэнэгийн тэмдэг нь түүний эсрэг бөгөөд Cl-тэй тэнцүү байна. Хэмжээ

дуудсан энгийн цэнэг. Энэ бол боломжит хамгийн бага цэнэг юм: бага цэнэгтэй чөлөөт бөөмсийг туршилтаар илрүүлээгүй. Байгаль яагаад хамгийн бага цэнэгтэй, яагаад түүний хэмжээ яг ийм байдгийг физик одоогоор тайлбарлаж чадахгүй байна.

Аливаа биеийн цэнэг нь үргэлж үүнээс бүрддэг бүхэлэнгийн төлбөрийн тоо:

Хэрэв , тэгвэл биед илүүдэл электрон (протоны тоотой харьцуулахад) байна. Хэрэв эсрэгээр бие нь электрон дутагдалтай байвал илүү олон протон байдаг.

Биеийн цахилгаанжуулалт

Макроскоп бие нь бусад биед цахилгаан нөлөө үзүүлэхийн тулд түүнийг цахилгаанжуулах шаардлагатай. Цахилгаанжуулалтбиеийн болон түүний хэсгүүдийн цахилгаан саармаг байдлыг зөрчих явдал юм. Цахилгаанжуулалтын үр дүнд бие нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн чадвартай болдог.

Биеийг цахилгаанжуулах арга замуудын нэг бол түүнд цахилгаан цэнэг өгөх, өөрөөр хэлбэл тухайн биед ижил тэмдгийн цэнэгийн илүүдэлтэй болох явдал юм. Үүнийг үрэлтийн тусламжтайгаар хийхэд хялбар байдаг.

Тиймээс шилэн савааг торгонд үрэхэд сөрөг цэнэгийн нэг хэсэг нь торго руу ордог. Үүний үр дүнд саваа эерэг, торго нь сөрөг цэнэгтэй болдог. Харин эбонит савааг ноосоор үрэхэд сөрөг цэнэгийн зарим нь ноосноос саваа руу шилждэг: саваа сөрөг, ноос нь эерэг цэнэгтэй байдаг.

Биеийг цахилгаанжуулах энэ аргыг нэрлэдэг үрэлтийн аргаар цахилгаанжуулалт. Толгой дээрээ цамцаа тайлах болгонд та цахилгаан үрэлттэй тулгардаг ;-)

Өөр нэг төрлийн цахилгаанжуулалт гэж нэрлэдэг электростатик индукц, эсвэл нөлөөллөөр цахилгаанжуулах. Энэ тохиолдолд биеийн нийт цэнэг хэвээр үлдэнэ тэгтэй тэнцүү, гэхдээ дахин хуваарилагдсан тул биеийн зарим хэсэгт эерэг цэнэгүүд, зарим хэсэгт сөрөг цэнэгүүд хуримтлагддаг.

Цагаан будаа. 2. Цахилгаан статик индукц

Зураг руу харцгаая. 2. Металл биеэс тодорхой зайд эерэг цэнэг байдаг. Энэ нь сөрөг металлын цэнэгийг (чөлөөт электрон) татдаг бөгөөд энэ нь биеийн гадаргуугийн цэнэгтэй хамгийн ойрхон хэсгүүдэд хуримтлагддаг. Нөхөн олгогдоогүй эерэг цэнэг нь алслагдсан газруудад үлддэг.

Металлын биеийн нийт цэнэг тэгтэй тэнцүү хэвээр байсан ч биед орон зайн цэнэгийн хуваагдал үүссэн. Хэрэв бид одоо биеийг тасархай шугамын дагуу хуваах юм бол баруун тал нь сөрөг, зүүн тал нь эерэг цэнэгтэй байх болно.

Та электроскоп ашиглан биеийн цахилгаанжилтыг ажиглаж болно. Энгийн электроскопыг Зураг дээр үзүүлэв. 3 (en.wikipedia.org-аас авсан зураг).

Цагаан будаа. 3. Электроскоп

Энэ тохиолдолд юу болох вэ? Эерэг цэнэглэгдсэн саваа (жишээ нь, өмнө нь үрсэн) электроскопын диск рүү авчирч, сөрөг цэнэгийг цуглуулдаг. Доор, цахилгаан дурангийн хөдөлж буй навчнууд дээр нөхөн олговоргүй эерэг цэнэгүүд үлддэг; Бие биенээсээ холдуулснаар навчнууд өөр өөр чиглэлд хөдөлдөг. Хэрэв та саваагаа авбал цэнэгүүд байрандаа буцаж, навчнууд нь буцаж унах болно.

Их хэмжээний цахилгаан статик индукцийн үзэгдэл аянга цахилгаантай борооны үед ажиглагддаг. Зураг дээр. 4 Бид дэлхий дээгүүр аянга цахилгаантай үүл байхыг харж байна.

Цагаан будаа. 4. Аянгын үүлээр дэлхийг цахилгаанжуулах

Үүл дотор өсөн нэмэгдэж буй агаарын урсгалд холилдож, хоорондоо мөргөлдөж, цахилгаанжсан янз бүрийн хэмжээтэй мөсний хэсгүүд байдаг. Үүлний доод хэсэгт сөрөг цэнэг, дээд хэсэгт эерэг цэнэг хуримтлагддаг нь харагдаж байна.

Үүлний сөрөг цэнэгтэй доод хэсэг нь дэлхийн гадаргуу дээр түүний доор эерэг цэнэгийг өдөөдөг. Үүл ба газрын хооронд асар их хүчдэлтэй аварга том конденсатор гарч ирнэ. Хэрэв энэ хүчдэл нь агаарын цоорхойг задлахад хангалттай байвал ялгадас гарах болно - сайн мэддэг аянга.

Цэнэг хадгалах хууль

Үрэлтийн аргаар цахилгаанжуулах жишээ рүү буцаж орцгооё - савааг даавуугаар үрэх. Энэ тохиолдолд саваа ба даавуу нь ижил хэмжээтэй, эсрэг талын цэнэгийг олж авдаг. Тэдний нийт цэнэг харилцан үйлчлэлийн өмнө тэгтэй тэнцүү байсан бөгөөд харилцан үйлчлэлийн дараа тэгтэй тэнцүү хэвээр байна.

Бид энд харж байна цэнэгийн хадгалалтын хууль, үүнийг уншина: Биеийн хаалттай системд эдгээр биетэй явагдах аливаа процессын үед цэнэгийн алгебрийн нийлбэр өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.:

Биеийн системийн хаалттай байдал нь эдгээр биетүүд зөвхөн өөр хоорондоо цэнэгээ солилцох боломжтой, гэхдээ энэ системээс гадуурх бусад объектуудтай цэнэгээ солилцох боломжгүй гэсэн үг юм.

Савыг цахилгаанжуулах үед цэнэгийг хадгалахад гайхах зүйл байхгүй: саваанаас хэдэн цэнэглэгдсэн тоосонцор үлдсэн бол ижил хэмжээтэй даавуунд (эсвэл эсрэгээр) ирсэн. Гайхалтай нь илүү төвөгтэй процессууд дагалддаг харилцан өөрчлөлтүүдэнгийн бөөмс ба дугаарыг өөрчлөхсистем дэх цэнэгтэй тоосонцор, нийт цэнэг хадгалагдсан хэвээр байна!

Жишээлбэл, Зураг дээр. 5-д хэсэг нь ямар үйл явцыг харуулж байна цахилгаан соронзон цацраг(гэж нэрлэдэг фотон) нь электрон ба позитрон гэсэн хоёр цэнэгтэй бөөмс болж хувирдаг. Ийм процесс нь тодорхой нөхцөлд, жишээлбэл, атомын цөмийн цахилгаан талбарт боломжтой болж хувирдаг.

Цагаан будаа. 5. Электрон-позитрон хосын төрөлт

Позитроны цэнэгийн хэмжээ нь электроны цэнэгтэй тэнцүү, тэмдгээр эсрэгээрээ байна. Цэнэг хадгалах хууль биеллээ! Үнэн хэрэгтээ, процессын эхэнд бид тэг цэнэгтэй фотонтой байсан бөгөөд эцэст нь бид тэг цэнэгтэй хоёр бөөмстэй болсон.

Цэнэг хадгалах хууль (хамгийн бага энгийн цэнэгийн хамт) өнөөдөр анхдагч юм шинжлэх ухааны баримт. Физикчид байгаль яагаад ийм зан авир гаргаж, өөрөөр биш байдгийг тайлбарлаж чадаагүй байна. Эдгээр баримтууд нь олон тооны физик туршилтаар батлагдсан гэдгийг бид хэлж чадна.