Ar protonas turi elektros krūvį? Protonų krūvis – pagrindinis elementariųjų dalelių fizikos dydis
9 skyrius. Elementarieji mokesčiai. Elektronas ir protonas
§ 9.1. Elektromagnetinė masė ir krūvis. Mokesčio esmės klausimas
5 skyriuje išsiaiškinome inercijos atsiradimo mechanizmą, paaiškinome, kas yra „inercinė masė“ ir kas elektriniai reiškiniai o elementariųjų krūvių savybės lemia tai. 7 skyriuje mes padarėme tą patį dėl gravitacijos reiškinio ir „gravitacinės masės“. Paaiškėjo, kad ir kūnų inercija, ir gravitacija lemia geometrinį dydį elementariosios dalelės ir jų mokestis. Kadangi geometrinis dydis yra pažįstama sąvoka, tokių pagrindinių reiškinių, kaip inercija ir gravitacija, esmė yra tik viena mažai ištirta esmė - „įkrovimas“. Iki šiol sąvoka „mokestis“ yra paslaptinga ir beveik mistinė. Iš pradžių mokslininkai užsiėmė tik makroskopiniais krūviais, t.y. makroskopinių kūnų krūviai. Elektros tyrinėjimo moksle pradžioje vartota nematomų „elektrinių skysčių“ sąvoka, kurių perteklius ar trūkumas lemia kūnų elektrifikaciją. Ilgą laiką diskutuota tik apie tai, ar tai vienas skystis, ar du iš jų: teigiamas ir neigiamas. Tada išsiaiškinta, kad yra „elementarių“ krūvininkų elektronų ir jonizuotų atomų, t.y. atomai, kuriuose yra elektrono perteklius arba trūksta elektrono. Dar vėliau buvo atrasti „elementariausi“ teigiamų krūvininkų – protonai. Tada paaiškėjo, kad yra daug „elementariųjų“ dalelių ir daugelis jų turi elektros krūvį, o šis krūvis visada yra
yra tam tikros minimalios aptinkamos krūvio dalies kartotinis q 0 ≈ 1.602 10−19 C . Tai
dalis ir buvo vadinamas „elementariu krūviu“. Krūvis lemia kūno dalyvavimo elektrinėse sąveikose ir ypač elektrostatinėse sąveikose laipsnį. Iki šiol nėra suprantamų paaiškinimų, kas yra elementarus mokestis. Bet koks samprotavimas tema, kad krūvis susideda iš kitų krūvių (pavyzdžiui, kvarkų su trupmeninių krūvių reikšmėmis), yra ne paaiškinimas, o scholastinis problemos „išliejimas“.
Pabandykime apie mokesčius galvoti patys, pasinaudodami tuo, ką jau nustatėme anksčiau. Prisiminkite, kad pagrindinis krūviams nustatytas dėsnis yra Kulono dėsnis: dviejų įkrautų kūnų sąveikos jėga yra tiesiogiai proporcinga jų krūvių dydžių sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui. Pasirodo, jei Kulono dėsnį gausime iš bet kokių konkrečių jau ištirtų fizinių mechanizmų, tada žengsime žingsnį, kad suprastume krūvių esmę. Jau sakėme, kad elementarūs mokesčiai, kalbant apie sąveiką su išorinis pasaulis yra visiškai nulemti jų elektrinio lauko: jo struktūros ir judėjimo. Ir jie sakė, kad po elementarių krūvių inercijos ir gravitacijos paaiškinimo neliko nieko, išskyrus judantį elektrinį lauką. O elektrinis laukas yra ne kas kita, kaip sutrikusios vakuumo, eterio, plėvelės būsenos. Na, būkime nuoseklūs ir pabandykime elektroną ir jo krūvį redukuoti į judantį lauką! Jau 5 skyriuje spėjome, kad protonas yra lygiai toks pat kaip elektronas, išskyrus krūvio ženklą ir geometrinį dydį. Jei, redukuodami elektroną į judantį lauką, pamatysime, kad galime paaiškinti ir krūvio ženklą, ir dalelių krūvio skaičiaus nepriklausomybę nuo dydžio, tada mūsų užduotis bus atlikta, bent jau pirmuoju aproksimavimu. .
§ 9.2. Keistos srovės ir keistos bangos. plokščias elektronas
Pirmiausia panagrinėkime itin supaprastintą modelio situaciją (9.1 pav.), kai žiedinis krūvis juda apskritimu, kurio spindulys yra r 0 . Ir tegul jis apskritai
elektra neutralus, t.y. jo centras turi priešingą ženklą krūvį. Tai yra vadinamasis „plokščiasis elektronas“. Neteigiame, kad tikrasis elektronas yra būtent toks, tik kol kas bandome suprasti, ar įmanoma gauti elektriškai neutralų objektą, prilygstantį laisvajam elementariajam krūviui plokščiame, dvimačiame korpuse. Pabandykime sukurti savo krūvį iš eterio surištųjų krūvių (vakuuminis, pilnas). Apibrėžtumo sumetimais tegul žiedo krūvis yra neigiamas, o žiedo judėjimas vyksta pagal laikrodžio rodyklę (9.1 pav.). Šiuo atveju srovė I t teka prieš laikrodžio rodyklę. Pasirinkite mažą
žiedinio krūvio elementą dq ir jam priskirti mažo ilgio dl. Akivaizdu, kad kiekvienu laiko momentu elementas dq juda tangentiniu greičiu v t ir normaliuoju pagreičiu a n . Su tokiu judėjimu galime susieti visą elemento dI srovę -
vektoriaus vertė. Šią reikšmę galima pavaizduoti kaip pastovią tangentinę srovę dI t, nuolat „sukant“ savo kryptį su srautu
laiko, t.y. pagreitintas. Tai yra, turintis normalus pagreitis dI& n . Sunkumai
toliau svarstoma dėl to, kad iki šiol fizikoje daugiausia buvo svarstomos tokios kintamos srovės, kurių pagreitis buvo toje pačioje tiesėje su pačios srovės kryptimi. Šiuo atveju situacija kitokia: dabartinė statmenai iki jo pagreičio. Ir ką? Ar tai anuliuoja anksčiau tvirtai nusistovėjusius fizikos dėsnius?
Ryžiai. 9.1. Žiedo srovė ir jos jėgos poveikis bandomajam krūviui
Kaip pati elementarioji srovė yra susijusi su jos magnetiniu lauku (pagal Biot-Savarto-Laplaso dėsnį), taip ir elektrinis indukcijos laukas yra susijęs su elementariosios srovės pagreičiu, kaip parodėme ankstesniuose skyriuose. Šie laukai turi jėgos poveikį F išoriniam krūviui q (9.1 pav.). Kadangi spindulys r 0 yra baigtinis, veiksmai
dešinės (pagal paveikslą) žiedo pusės elementariųjų srovių negalima visiškai kompensuoti kairiosios pusės elementariųjų srovių priešingu veikimu.
Taigi tarp žiedo srovės I ir išorinio bandymo krūvio q turi
atsiranda jėgos sąveika.
Dėl to mes gavome, kad galime spekuliatyviai sukurti objektą, kuris apskritai bus visiškai elektriškai neutralus, tačiau turi žiedinę srovę. Kas yra žiedo srovė vakuume? Tai yra poslinkio srovė. Jį galima pavaizduoti kaip susietų neigiamų (arba atvirkščiai - teigiamų) vakuumo krūvių sukamąjį judesį visiškai likusiuose priešinguose krūviuose.
in centras. Jis taip pat gali būti pavaizduotas kaip bendras žiedinis teigiamų ir neigiamų surištų krūvių judėjimas, tačiau skirtingais greičiais arba skirtingais spinduliais, arba
in skirtingos pusės... Galų gale, kad ir kaip žiūrėtume į situaciją, taip ir bus
būti sumažintas iki besisukančio elektrinio lauko E , uždaro apskritime . Taip sukuriamas magnetinis laukas b, dėl to, kad teka srovės ir papildomas, neribotas kr adresu omų elektrinis laukas Eind siejamas su tuo, kad šios srovės pagreitintas.
Būtent tai mes stebime šalia realių elementarių krūvių (pavyzdžiui, elektronų)! Štai mūsų vadinamosios „elektrostatinės“ sąveikos fenomenologija. Norint sukurti elektroną, nereikia laisvų krūvių (su trupmeninėmis ar kitomis krūvio reikšmėmis). Tiesiog gana surišti vakuuminiai krūviai! Prisiminkite, kad šiuolaikinės idėjos fotonas taip pat susideda iš judančio elektrinio lauko ir paprastai yra elektriškai neutralus. Jei fotonas yra „sulenktas“ į žiedą, jis turės krūvį, nes jo elektrinis laukas dabar judės ne tiesia linija ir tolygiai, o pagreitintas. Dabar aišku, kaip formuojasi skirtingų ženklų krūviai: jei laukas E „žiedo modelyje“ (9.1 pav.) nukreiptas iš centro į dalelės periferiją, tai krūvis yra vieno ženklo, jei atvirkščiai. , tada kitas. Jei atidarysime elektroną (arba pozitroną), sukursime fotoną. Realiai dėl poreikio išsaugoti sukimosi momentą, norint paversti krūvį fotonu, reikia paimti du priešingus krūvius, juos sujungti ir gauti du elektrai neutralius fotonus. Toks reiškinys (naikinimo reakcija) išties stebimas eksperimentuose. Taigi, kas yra mokestis? elektrinio lauko sukimo momentas! Toliau pabandysime nagrinėti formules ir skaičiavimus bei gauti Kulono dėsnį iš indukcijos dėsnių, taikomų kintamos poslinkio srovės atveju.
§ 9.3. Kulono dėsnis kaip Faradėjaus indukcijos dėsnio pasekmė
Parodykime, kad dvimatėje (plokščiamoje) aproksimacijoje elektronas elektrostatine prasme yra lygiavertis sukamajam srovės judėjimui, kuris savo dydžiu lygus įkrovos srovei q 0, judančiai spinduliu r 0 greičiu. , vienodas greitisšviesa c.
Tam suminę žiedinę srovę I (9.1 pav.) padalijame į elementarias sroves Idl, apskaičiuojame dE ind, veikiančią bandomojo krūvio q taške, ir integruojame per žiedą.
Taigi srovė, tekanti mūsų atveju palei žiedą, yra lygi:
(9.1) I = q 0 v = q 0 c . 2 π r 0 2 π r 0
Kadangi ši srovė yra kreivinė, tai yra, pagreitinta, tai yra
kintamieji:
I. Misiučenko |
Paskutinė paslaptis Dieve |
|||||||
dt 2 r |
2πr |
|||||||
kur a yra įcentrinis pagreitis, kurį patiria kiekvienas srovės elementas judėdamas apskritimu greičiu c.
Iš kinematikos žinomą išraišką pakeitę pagreičiu a = c 2, gauname: r 0
q0 c2 |
||||||
2πr |
2 r 2 |
|||||
Akivaizdu, kad dabartinio elemento išvestinė bus išreikšta formule:
dl= |
q0 c2 |
dl . |
|||||
2πr |
2 r 2 |
||||||
Kaip matyti iš Biot-Savart-Laplace dėsnio, kiekvienas srovės elementas Idl sukuria "elementarų" magnetinį lauką taške, kuriame yra bandomasis krūvis:
(9,5) dB = |
I[ dl , rr ] |
|||
Iš 4 skyriaus žinoma, kad kintamasis elementariosios srovės magnetinis laukas sukuria elektrinį:
(9.6) dE r = v r B dB r = |
μ 0 |
|||||||||
aš [dl, r] |
||||||||||
Dabar šioje išraiškoje pakeiskime elementarios apskritimo srovės iš (9.4) išvestinės reikšmę:
dl nuodėmės (β) |
|||||||||||
dE = |
|||||||||||
2 r 2 |
|||||||||||
Belieka integruoti šiuos elementarius elektrinio lauko stiprumus išilgai srovės kontūro, ty per visus dl, kuriuos nustatėme apskritime:
q0 c2 |
nuodėmė (β) |
r 2 ∫ |
nuodėmė (β) |
||||||||
E = ∫ dE = ∫ 8 π |
2 r 2 |
dl= |
16 π 2 ε |
dl . |
|||||||
Nesunku pastebėti (9.1 pav.), kad integravimas per kampus duos:
(9.9) ∫ |
nuodėmė (β) |
4 r 2 |
|||
dl = 2π r0 |
r 2 0 |
r 2 0 . |
Atitinkamai, bendra indukcijos E ind elektrinio lauko stiprio vertė iš mūsų kreivinės srovės taške, kur yra bandomasis krūvis, bus lygi.
APIBRĖŽIMAS
Protonas vadinama stabilia dalele, priklausančia hadronų klasei, kuri yra vandenilio atomo branduolys.
Mokslininkai nesutaria, kokius mokslinius įvykius reikėtų laikyti protono atradimu. Svarbų vaidmenį atrandant protoną atliko:
- E. Rutherfordo sukurtas planetinis atomo modelis;
- izotopų atradimas F. Soddy, J. Thomson, F. Aston;
- vandenilio atomų branduolių elgsenos stebėjimus, kai juos alfa dalelės išmuša iš azoto branduolių E. Rutherfordas.
Pirmąsias protonų pėdsakų nuotraukas P. Blackettas gavo debesų kameroje, tyrinėdamas dirbtinio elementų virsmo procesus. Blackettas ištyrė alfa dalelių gaudymą azoto branduoliais. Šio proceso metu buvo išmestas protonas, o azoto branduolys buvo paverstas deguonies izotopu.
Protonai kartu su neutronais yra visų branduolių dalis cheminiai elementai. Protonų skaičius branduolyje lemia elemento atominį skaičių periodinė sistema DI. Mendelejevas.
Protonas yra teigiamai įkrauta dalelė. Jo krūvis yra lygus elementariojo krūvio moduliui, tai yra elektrono krūvio dydžiui. Protono krūvis dažnai žymimas kaip , tada galime parašyti, kad:
Šiuo metu manoma, kad protonas nėra elementarioji dalelė. Jis turi sudėtingą struktūrą ir susideda iš dviejų u-kvarkų ir vieno d-kvarko. U - kvarko () elektros krūvis yra teigiamas ir lygus
D-kvarko () elektros krūvis yra neigiamas ir lygus:
Kvarkai jungiasi su gliuonų mainais, kurie yra lauko kvantai, jie turi stiprią sąveiką. Tai, kad protonai savo struktūroje turi kelis taškinius sklaidos centrus, patvirtina ir protonų elektronų sklaidos eksperimentai.
Protonas turi ribotą dydį, dėl kurio mokslininkai vis dar ginčijasi. Šiuo metu protonas vaizduojamas kaip debesis, turintis neryškų kraštą. Tokia riba susideda iš nuolat atsirandančių ir naikinamų virtualių dalelių. Tačiau daugumoje paprastos užduotys protoną, žinoma, galima laikyti taškiniu krūviu. Likusi protono masė () yra maždaug lygi:
Protono masė yra 1836 kartus didesnė už elektrono masę.
Protonai dalyvauja visose esminėse sąveikose: stipri sąveika sujungia protonus ir neutronus į branduolius, elektronai ir protonai susijungia į atomus elektromagnetinės sąveikos pagalba. Kaip silpną sąveiką galime paminėti, pavyzdžiui, neutrono (n) beta skilimą:
kur p yra protonas; - elektronas; - antineutrino.
Protono skilimas dar nebuvo gautas. Tai vienas iš svarbiausių šiuolaikinių fizikos uždavinių, nes šis atradimas būtų reikšmingas žingsnis siekiant suprasti gamtos jėgų vienybę.
Problemų sprendimo pavyzdžiai
1 PAVYZDYS
Pratimas | Natrio atomo branduoliai yra bombarduojami protonais. Kokia elektrostatinė protono atstūmimo jėga nuo atomo branduolio, jei protonas yra per atstumą m. Apsvarstykite, kad natrio atomo branduolio krūvis yra 11 kartų didesnis už protono krūvį. Galima nepaisyti natrio atomo elektroninio apvalkalo įtakos. |
Sprendimas | Problemos sprendimo pagrindu imsime Kulono dėsnį, kuris gali būti parašytas mūsų uždaviniui (darant prielaidą, kad dalelės yra taškinės dalelės) taip:
čia F – įkrautų dalelių elektrostatinės sąveikos jėga; Cl yra protonų krūvis; - natrio atomo branduolio krūvis; - vakuuminis pralaidumas; yra elektros konstanta. Naudodami turimus duomenis galime apskaičiuoti norimą atstūmimo jėgą: |
Atsakymas | H |
2 PAVYZDYS
Pratimas | Atsižvelgiant į paprasčiausią vandenilio atomo modelį, manoma, kad elektronas juda žiedine orbita aplink protoną (vandenilio atomo branduolį). Koks yra elektrono greitis, jei jo orbitos spindulys yra m? |
Sprendimas | Apsvarstykite jėgas (1 pav.), kurios veikia ratu judantį elektroną. Tai traukos jėga iš protono pusės. Pagal Kulono dėsnį rašome, kad jo reikšmė lygi ():
kur = elektrono krūvis; - protonų krūvis; yra elektros konstanta. Elektrono ir protono traukos jėga bet kuriame elektrono orbitos taške yra nukreipta iš elektrono į protoną išilgai apskritimo spindulio. |
Jei esate susipažinę su atomo sandara, tikriausiai žinote, kad bet kurio elemento atomas susideda iš trijų tipų elementariųjų dalelių: protonų, elektronų, neutronų. Protonai jungiasi su neutronais ir sudaro atomo branduolį.Kadangi protonas turi teigiamą krūvį, atomo branduolys visada yra teigiamai įkrautas. atomo branduolį kompensuoja jį supantis kitų elementariųjų dalelių debesis. Neigiamai įkrautas elektronas yra ta atomo dalis, kuri stabilizuoja protono krūvį. Priklausomai nuo to, kuris atomo branduolys supa, elementas gali būti elektriškai neutralus (jei atome yra vienodas protonų ir elektronų skaičius), arba turėti teigiamą arba neigiamą krūvį (jeigu elektronų trūksta arba perteklinis). atitinkamai). Elemento atomas, turintis tam tikrą krūvį, vadinamas jonu.
Svarbu atsiminti, kad būtent protonų skaičius lemia elementų savybes ir jų padėtį periodinėje lentelėje. D. I. Mendelejevas. Įtraukta į atomo branduolys neutronai neturi krūvio. Dėl to, kad abu protonai yra palyginami ir praktiškai lygūs vienas kitam, o elektrono masė, palyginti su jais, yra nereikšminga (1836 kartus mažiau, tada neutronų skaičius atomo branduolyje yra labai svarbus svarbus vaidmuo, būtent: nustato sistemos stabilumą ir branduolių greitį. Neutronų kiekį lemia elemento izotopas (atmainos).
Tačiau dėl įkrautų dalelių masių neatitikimo protonai ir elektronai turi skirtingus specifinius krūvius (šią reikšmę lemia elementariosios dalelės krūvio ir jos masės santykis). Dėl to specifinis protono krūvis yra 9,578756(27) 107 C/kg, palyginti su -1,758820088(39) 1011 elektrono. Dėl didelės specifinio krūvio vertės laisvieji protonai negali egzistuoti skystoje terpėje: jie yra atsparūs hidratacijai.
Protono masė ir krūvis yra specifiniai dydžiai, nustatyti praėjusio amžiaus pradžioje. Kuris mokslininkas padarė šį – vieną didžiausių – dvidešimtojo amžiaus atradimą? Dar 1913 m. Rutherfordas, remdamasis tuo, kad visų žinomų cheminių elementų masė yra didesnė už vandenilio atomo masę sveikuoju skaičiumi kartų, pasiūlė, kad vandenilio atomo branduolys yra įtrauktas į atomo branduolį. bet kurio elemento. Kiek vėliau Rutherfordas atliko eksperimentą, kurio metu tyrė azoto atomo branduolių sąveiką su alfa dalelėmis. Dėl eksperimento iš atomo branduolio išskrido dalelė, kurią Rutherfordas pavadino „protonu“ (nuo graikiško žodžio „protos“ – pirmasis) ir pasiūlė, kad tai vandenilio atomo branduolys. Prielaida buvo įrodyta eksperimentiškai, pakartotinai atliekant šį mokslinį eksperimentą debesų kameroje.
Tas pats Rutherfordas 1920 metais iškėlė hipotezę apie tai, kad atomo branduolyje egzistuoja dalelė, kurios masė lygi protono masei, bet neturi jokio elektros krūvio. Tačiau pačiam Rutherfordui šios dalelės aptikti nepavyko. Tačiau 1932 m. jo mokinys Chadwickas eksperimentiškai įrodė, kad atomo branduolyje yra neutronas – dalelė, kaip numatė Rutherfordas, maždaug protonui prilygstančios masės. Neutronus aptikti buvo sunkiau, nes jie neturi elektros krūvio ir atitinkamai nesąveikauja su kitais branduoliais. Krūvio nebuvimas paaiškina tokią neutronų savybę kaip labai didelę prasiskverbimo galią.
Protonai ir neutronai yra surišti atomo branduolyje labai stipria sąveika. Dabar fizikai sutaria, kad šios dvi elementarios branduolinės dalelės yra labai panašios viena į kitą. Taigi, jie turi vienodus sukimus, o branduolinės jėgos veikia juos lygiai taip pat. Vienintelis skirtumas yra tas, kad protono krūvis yra teigiamas, o neutronas apskritai neturi. Bet kadangi elektrinis krūvis branduolinėje sąveikoje neturi reikšmės, jį galima laikyti tik tam tikra protono etikete. Tačiau jei iš protono atimsite elektros krūvį, jis praras savo individualumą.
Iki XX amžiaus pradžios mokslininkai atomą laikė mažiausia nedaloma materijos dalele, tačiau paaiškėjo, kad taip nėra. Tiesą sakant, atomo centre yra jo branduolys su teigiamai įkrautais protonais ir neutraliais neutronais, neigiamai įkrauti elektronai sukasi aplink branduolį orbitose (tai atomo modelis 1911 metais pasiūlė E. Rutherfordas). Pastebėtina, kad protonų ir neutronų masės yra beveik lygios, tačiau elektrono masė yra apie 2000 kartų mažesnė.
Nors atome yra ir teigiamai įkrautų dalelių, ir neigiamai, jo krūvis yra neutralus, nes atomas turi tiek pat protonų ir elektronų, o skirtingai įkrautos dalelės viena kitą neutralizuoja.
Vėliau mokslininkai nustatė, kad elektronai ir protonai turi vienodą krūvį, lygų 1,6 10 -19 C (C – kulonas, elektros krūvio vienetas SI sistemoje.
Ar kada susimąstėte apie klausimą – koks elektronų skaičius atitinka 1 C krūvį?
1 / (1,6 10 -19) \u003d 6,25 10 18 elektronų
elektrinė jėga
Elektros krūviai veikia vienas kitą, o tai pasireiškia forma elektrinė jėga.
Jei kūne yra elektronų perteklius, jis turės bendrą neigiamą elektros krūvį, ir atvirkščiai – esant elektronų deficitui, kūnas turės bendrą teigiamą krūvį.
Analogiškai su magnetinėmis jėgomis, kai panašaus krūvio poliai atstumia, o priešingai įkrauti poliai traukia, elektros krūviai elgiasi panašiai. Tačiau fizikoje neužtenka vien kalbėti apie elektros krūvio poliškumą, svarbi jo skaitinė reikšmė.
Norint sužinoti tarp įkrautų kūnų veikiančios jėgos dydį, reikia žinoti ne tik krūvių dydį, bet ir atstumą tarp jų. Anksčiau svarstyta gravitacinė jėga: F = (Gm 1 m 2) / R 2
- m1, m2- kūnų masės;
- R- atstumas tarp kūnų centrų;
- G \u003d 6,67 10 -11 Nm 2 / kg yra universali gravitacinė konstanta.
Laboratorinių eksperimentų dėka fizikai išvedė panašią elektros krūvių sąveikos jėgos formulę, kuri vadinama Kulono dėsnis:
F = kq 1 q 2 /r 2
- q 1 , q 2 - sąveikaujantys krūviai, matuojami C;
- r - atstumas tarp krūvių;
- k - proporcingumo koeficientas ( SI: k = 8,99 10 9 Nm 2 C 2 ; SGSE: k=1).
- k=1/(4πε 0).
- ε 0 ≈8,85·10 -12 C 2 N -1 m -2 - elektrinė konstanta.
Pagal Kulono dėsnį, jei du krūviai turi tą patį ženklą, tai tarp jų veikianti jėga F yra teigiama (krūviai atstumia vienas kitą); jei krūviai priešingų ženklų, veikianti jėga yra neigiama (krūviai traukia vienas kitą).
Kokio stiprumo yra 1 C krūvis, galima spręsti pagal Kulono dėsnį. Pavyzdžiui, jei darysime prielaidą, kad du krūviai, kurių kiekvienas yra 1 C, yra atskirti vienas nuo kito 10 metrų atstumu, jie atstums vienas kitą jėga:
F \u003d kq 1 q 2 / r 2 F \u003d (8,99 10 9) 1 1 / (10 2) \u003d -8,99 10 7 N
Tai gana didelė jėga, maždaug panaši į 5600 tonų masę.
Dabar išsiaiškinkime Kulono dėsnio pagalba, kokiu tiesiniu greičiu elektronas sukasi vandenilio atome, darant prielaidą, kad jis juda apskritimo orbita.
Elektrostatinė jėga, veikianti elektroną, pagal Kulono dėsnį gali būti prilyginama įcentrinei jėgai:
F = kq 1 q 2 /r 2 = mv 2 /r
Atsižvelgdami į tai, kad elektrono masė yra 9,1 10 -31 kg, o jo orbitos spindulys = 5,29 10 -11 m, gauname reikšmę 8,22 10 -8 N.
Dabar galite rasti tiesinį elektrono greitį:
8,22 10 -8 \u003d (9,1 10 -31) v 2 / (5,29 10 -11) v \u003d 2,19 10 6 m/s
Taigi vandenilio atomo elektronas sukasi aplink savo centrą greičiu, lygiu maždaug 7,88 mln. km/h.
- Poslinkis vadinamas vektoriumi, jungiančiu trajektorijos pradžios ir pabaigos taškus Vektorius, jungiantis kelio pradžią ir pabaigą vadinamas
- Trajektorija, kelio ilgis, poslinkio vektorius Pradinę padėtį jungiantis vektorius
- Daugiakampio ploto apskaičiavimas iš jo viršūnių koordinačių Trikampio plotas iš viršūnių formulės koordinačių
- Priimtinų reikšmių diapazonas (ODZ), teorija, pavyzdžiai, sprendimai