الحد الأدنى من الشحنة الكهربائية - شحنة الإلكترون تساوي. الشحنة الكهربائية والجسيمات الأولية

أي شحنة كهربائية يتم ملاحظتها تجريبيًا تكون دائمًا من مضاعفات عنصر أولي واحد- هذا الافتراض قدمه ب. فرانكلين عام 1752 وتم اختباره تجريبياً بعد ذلك بشكل متكرر. تم قياس الشحنة الأولية تجريبيًا لأول مرة بواسطة ميليكان في عام 1910.

يمكن استدعاء حقيقة أن الشحنة الكهربائية تحدث في الطبيعة فقط في شكل عدد صحيح من الشحنات الأولية تكميم الشحنة الكهربائية. في الوقت نفسه، في الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية، لم تتم مناقشة مسألة أسباب تكميم الشحنة، نظرًا لأن الشحنة هي معلمة خارجية وليست متغيرًا ديناميكيًا. لم يتم حتى الآن العثور على تفسير مرضٍ لسبب ضرورة تحديد كمية الشحنة، ولكن تم بالفعل الحصول على عدد من الملاحظات المثيرة للاهتمام.

شحنة كهربائية جزئية

إن عمليات البحث المتكررة عن الأجسام الحرة طويلة العمر ذات الشحنة الكهربائية الكسرية، والتي تم إجراؤها باستخدام طرق مختلفة على مدى فترة طويلة من الزمن، لم تسفر عن نتائج.

ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الشحنة الكهربائية لأشباه الجسيمات قد لا تكون أيضًا مضاعفًا للكل. على وجه الخصوص، فإن أشباه الجسيمات ذات الشحنة الكهربائية الجزئية هي المسؤولة عن تأثير هول الكمي الجزئي.

التحديد التجريبي للشحنة الكهربائية الأولية

عدد أفوجادرو وثابت فاراداي

تأثير جوزيفسون وثابت فون كليتسينج

هناك طريقة دقيقة أخرى لقياس الشحنة الأولية وهي حسابها من خلال ملاحظة تأثيرين لميكانيكا الكم: تأثير جوزيفسون، الذي ينتج تقلبات الجهد في بنية معينة فائقة التوصيل، وتأثير هول الكمي، وهو تأثير تكميم مقاومة هول أو موصليتها لغاز الإلكترون ثنائي الأبعاد في مجالات مغناطيسية قوية وعند درجات حرارة منخفضة. ثابت جوزيفسون

K J = 2 e h , (\displaystyle K_(\mathrm (J) )=(\frac (2e)(h)))،)

أين ح- يمكن قياس ثابت بلانك مباشرة باستخدام تأثير جوزيفسون.

R K = h e 2 (\displaystyle R_(\mathrm (K) )=(\frac (h)(e^(2))))

يمكن قياسها مباشرة باستخدام تأثير هول الكمي.

ومن هذين الثابتين يمكن حساب حجم الشحنة الأولية:

ه = 2 ر ك ك ي .

(\displaystyle e=(\frac (2)(R_(\mathrm (K) )K_(\mathrm (J) )))).)

أنظر أيضا

تهمة الابتدائية(إنجليزي) . مرجع NIST حول الثوابت والوحدات وعدم اليقين. . تم الاسترجاع في 20 مايو 2016.
يتم إعطاء القيمة بوحدات SGSE كنتيجة لإعادة حساب قيمة CODATA بالكولوم، مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أن الكولوم يساوي تمامًا 2,997,924,580 وحدة من الشحنة الكهربائية SGSE (فرانكلين أو ستاتكولوم).
توميلين ك.الثوابت الفيزيائية الأساسية في الجوانب التاريخية والمنهجية. - م: فيزماتليت، 2006. - ص 96-105. - 368 ص. - 400 نسخة.
- ردمك 5-9221-0728-3. نموذج طوبولوجي للبريونات المركبة(الرابط غير متوفر)
es.arXiv.org V.M. أبازوفوآخرون. (DØ التعاون) (2007). "التمييز التجريبي بين التهمة 2ه (DØ التعاون) (2007). "التمييز التجريبي بين التهمة 2/3 كوارك علوي وشحنة 4 /3 سيناريوهات لإنتاج الكواركات الغريبة.". 98 (4): 041801.

رسائل المراجعة البدنية - ه - =1.6·10

19سل (1.9)

تشتمل العديد من صيغ الكهرباء على عامل مكاني قدره 4p. وللتخلص منه في صيغ مهمة عمليا، يتم كتابة قانون كولوم بالشكل التالي:

وهكذا (1.11)

من (1.12) ه 0 - يسمى.

ثابت كهربائي

تظهر التجربة أنه بين الأجسام المشحونة كهربائيًا والممغنطة، وكذلك الأجسام التي تتدفق عبرها التيارات الكهربائية، تعمل قوى تسمى الكهرومغناطيسية أو الكهروديناميكية. فيما يتعلق بطبيعة هذه القوى، تم طرح وجهتي نظر متعارضتين في العلم. وكان أقدمها (وتسمى نظرية الفعل بعيد المدى) يعتمد على فكرة الفعل المباشر للأجسام على مسافة دون مشاركة أي وسطاء ماديين وسيطين. وفي الوقت نفسه، تم الافتراض دون دليل على أن مثل هذا الإجراء يحدث على الفور، أي. بسرعة عالية لا متناهية (v®¥)!؟ هناك وجهة نظر أحدث، مقبولة حاليًا في الفيزياء، تنبع من فكرة أن التفاعلات تنتقل عبر وسيط مادي خاص يسمى المجال الكهرومغناطيسي (وهذا ما يسمى بنظرية المدى القصير). وفقًا لهذه النظرية، فإن السرعة القصوى لانتشار التفاعلات تساوي سرعة الضوء في الفراغ: v=c (c هي سرعة الضوء في الفراغ). أخذت نظرية الفعل بعيد المدى أفكارها من مبدأ نيوتن في الجاذبية الكونية. إن النجاحات الهائلة التي حققتها الميكانيكا السماوية من ناحية والفشل التام بأي شكل من الأشكال في تفسير أسباب الجاذبية من ناحية أخرى، دفعت العديد من العلماء إلى فكرة أن الجاذبية والقوى الكهرومغناطيسية لا تحتاج إلى تفسير، ولكنها "فطرية". خصائص المادة نفسها. من الناحية الرياضية، وصلت نظرية الفعل بعيد المدى إلى درجة عالية من الكمال بفضل أعمال لابلاس، وجاوس، وأوستروجرادسكي، وأمبير، وبواسو. وقد تبع ذلك معظم علماء الفيزياء حتى نهاية القرن التاسع عشر. كان مايكل فاراداي وحيدًا تقريبًا في اتخاذ وجهة نظر مختلفة. وهو مؤسس النظرية الفيزيائية للمجال الكهرومغناطيسي. وفقا لنظرية فاراداي، يمكن تنفيذ عمل جسم على آخر إما مباشرة عند الاتصال، أو ينتقل عبر وسيط وسيط. وهكذا، تحول فاراداي التركيز من دراسة الشحنات والتيارات، وهي الكائنات الرئيسية لنظرية العمل بعيد المدى، إلى دراسة الفضاء المحيط. ويسمى هذا الفضاء مع القوى المؤثرة فيه بالمجال الكهرومغناطيسي.

يتم التفاعل الكهربائي وفقًا للمخطط التالي:

شحن ® حقل ® شحن,

أولئك. تخلق كل شحنة مجالًا كهربائيًا حول نفسها، والذي يؤثر بقوة على جميع الجسيمات المشحونة الأخرى الموجودة في هذا المجال. أظهر ماكسويل أن التفاعلات الكهرومغناطيسية يجب أن تنتشر بسرعة الضوء في الفراغ بـ "3·10 8 م/ث". هذه هي الحجة الرئيسية لصالح نظرية المدى القصير. ويمكننا أن نقول عن طبيعة المجال الكهربائي أنه مادة، أي أنه مادة. موجودة ولها خصائص فريدة لها. ومن أهم خصائص المجال الكهرومغناطيسي ما يلي:

1. يتولد المجال الكهربائي عن طريق الشحنات الكهربائية ويملأ كل الفراغ.

2. يؤثر المجال الكهربي على الشحنات بقوة معينة.

مبدأ التراكبات الميدانية. كثافة الشحن.

دع المجال يتم إنشاؤه بواسطة الشحنة q 1 . إذا كان لنقطة حقل معينة، والتي يتم تحديدها بواسطة ناقل نصف القطر ص 12، وفقًا لقانون كولوم، خذ النسبة

ومن الواضح أن هذه النسبة لم تعد تعتمد على شحنة الاختبار q 2 وبالتالي فإن التعبير الموجود على الجانب الأيمن من (1.13) يمكن أن يكون بمثابة خاصية للمجال الناتج عن الشحنة q 1 . تسمى هذه الكمية قوة المجال الكهربائي E!

حجم التوتر الكهربائي. المجال على مسافة r من الشحنة q يساوي

التوتر هو كمية ناقلات. في شكل ناقل يبدو كما يلي:

مع الأخذ في الاعتبار (1.15)، يمكن كتابة قانون كولومب (1.4) على النحو التالي:

ومن (1.17) يتضح ذلك شدة المجال الكهربائي تساوي القوة المؤثرة إيجابية واحدةتكلفة.

البعد التوتر [E] = H / Kl

مبدأ التراكب

تظهر التجربة أن هذا صحيح بالنسبة للمجال الكهربائي مبدأ تراكب المجال:

إذا - شدة المجال الناتجة عن الشحنات الفردية في أي نقطة في الفضاء، فإن الشدة عند هذه النقطة نفسها تساوي مجموع الشدة.

حيث r i هو متجه نصف القطر الموجه من الشحنة q i إلى نقطة المراقبة.

هذا المبدأ صالح حتى الأحجام النووية r~10 - 15 م.

ونلفت الانتباه إلى حقيقة أن التوترات تتزايد في (1.18). ناقلات! باستخدام الصيغتين (1.15) و(1.18)، يمكن حساب قوة المجال الكهربائي الناتج ليس فقط عن طريق الشحنات النقطية، ولكن أيضًا عن طريق الأجسام المشحونة من أي شكل.

كثافة الشحن.

إذا كان الجسم المشحون كبيرًا ولا يمكن اعتباره شحنة نقطية، فاحسب الكثافة الكهربائية. في مجال مثل هذا الجسم فمن الضروري معرفة توزيع الشحنات داخل هذا الجسم. ويتميز هذا التوزيع بوظيفة تسمى الكثافة الحجمية للشحنات الكهربائية. حسب التعريف، كثافة الشحنة الحجميةمُسَمًّى

يعتبر توزيع الشحنة معروفًا إذا كانت الدالة r معروفة = ص (س، ص، ض).

إذا كانت الشحنات موجودة على السطح، إذن كثافة الشحنة السطحية

يعتبر توزيع الشحنات على السطح معروفًا إذا كانت الدالة s=s(x,y,z) معروفة.

إذا تم توزيع الرسوم على طول الخط، ثم كثافة الشحنة الخطية، والتي حسب التعريف هي:

يعتبر توزيع الشحنة معروفًا إذا كانت الدالة t =t(x,y,z) معروفة.

§8: خطوط المجال الكهربائي. شدة المجال لشحنة نقطية.

يعتبر المجال الكهربائي معروفًا إذا كان متجه الشدة عند كل نقطة في الفضاء معروفًا. يمكنك تعيين حقل أو تمثيله على الورق إما تحليليًا أو بيانيًا باستخدام خط الكهرباء.

دعونا قائمة خصائص الرسوم

2. يوجد شحنة كهربائية طبيعة منفصلة

تهمة الابتدائية

التيار الكهربائي. شروط وجود التيار الكهربائي. القوة الحالية والكثافة الحالية

التيار الكهربائي هو الحركة الاتجاهية للجزيئات المشحونة. وتم الاتفاق على اعتبار اتجاه حركة الجزيئات ذات الشحنة الموجبة هو اتجاه التيار الكهربائي. لاستمرار وجود تيار كهربائي في دائرة مغلقة يجب توافر الشروط التالية:

وجود جزيئات مشحونة حرة (الناقلات الحالية)؛

وجود مجال كهربائي، تعمل قوىه على الجسيمات المشحونة، مما يجعلها تتحرك بطريقة منظمة؛

وجود مصدر تيار تتحرك ضمنه قوى خارجية شحنات حرة ضد قوى (كولوم) الكهروستاتيكية.

الخصائص الكمية للتيار الكهربائي هي القوة الحالية I والكثافة الحالية j.

القوة الحالية هي كمية فيزيائية عددية تساوي نسبة الشحنة Δq التي تمر عبر المقطع العرضي للموصل خلال فترة زمنية معينة Δt إلى هذه الفترة:

وحدة التيار في النظام الدولي هي أمبير (A).

إذا لم تتغير قوة التيار واتجاهه بمرور الوقت، فإن التيار يسمى ثابتًا.

الكثافة الحالية j هي كمية فيزيائية متجهة، معاملها يساوي نسبة التيار I في الموصل إلى مساحة المقطع العرضي S للموصل:

وحدة SI لكثافة التيار هي أمبير لكل متر مربع (A/m2).

انكسار الضوء في العدسات

العدسة عبارة عن جسم شفاف يحده سطحان منحنيان أو منحنيان ومسطحان.

وفي معظم الحالات، يتم استخدام العدسات التي تكون أسطحها كروية. تسمى العدسة رقيقة إذا كان سمكها d صغيرًا مقارنة بنصف قطر انحناء سطحيها R1 وR2. وإلا فإن العدسة تسمى سميكة. المحور البصري الرئيسي للعدسة هو خط مستقيم يمر عبر مراكز انحناء أسطحها. يمكننا أن نفترض أنه في العدسة الرقيقة، تندمج نقاط تقاطع المحور البصري الرئيسي مع سطحي العدسة في نقطة واحدة O تسمى المركز البصري للعدسة. تحتوي العدسة الرقيقة على مستوى رئيسي واحد مشترك بين سطحي العدسة ويمر عبر المركز البصري للعدسة بشكل عمودي على محورها البصري الرئيسي. جميع الخطوط المستقيمة التي تمر عبر المركز البصري للعدسة ولا تتطابق مع محورها البصري الرئيسي تسمى المحاور البصرية الثانوية للعدسة. الأشعة التي تنتقل على طول المحاور البصرية للعدسة (الرئيسية والثانوية) لا تتعرض للانكسار.

صيغة العدسة الرقيقة:

حيث n21 = n2/n1، وn2 وn1 هي معاملات الانكسار المطلقة لمادة العدسة والبيئة، وR1 وR2 هما نصف قطر انحناء الأسطح الأمامية والخلفية (بالنسبة للكائن) للعدسة، a1 وa2 هي المسافات إلى الجسم وصورته، ويتم قياسها من المركز البصري للعدسة على طول محورها البصري الرئيسي.

تسمى القيمة البعد البؤري للعدسة. تسمى النقاط الواقعة على المحور البصري الرئيسي للعدسة على جانبي المركز البصري على مسافات متساوية تساوي f البؤر الرئيسية للخط. تسمى المستويات التي تمر عبر البؤرتين الرئيسيتين F1 و F2 للعدسة المتعامدة مع محورها البصري الرئيسي بالمستويات البؤرية للعدسة. تسمى نقاط تقاطع المحاور البصرية الثانوية مع المستويات البؤرية للعدسة البؤر الثانوية للعدسة.

تسمى العدسة متقاربة (موجبة) إذا كان طولها البؤري f >0. تسمى العدسة متباعدة (سلبية) إذا كان طولها البؤري f<0.

بالنسبة لـ n2 > n1، تكون العدسات المجمعة ثنائية التحدب، ومسطحة محدبة، ومقعرة-محدبة (عدسات الغضروف المفصلي الإيجابية)، وتصبح أرق من المركز إلى الحواف؛ العدسات المتباعدة هي عدسات ثنائية التقعر، ومقعرة مسطحة، ومقعرة محدبة (هلالات سلبية)، سميكة من المركز إلى الحواف. ل ن2 ن1.

فرضية بلانك. الفوتون وخصائصه. ازدواجية الموجة والجسيم

فرضية بلانك هي فرضية طرحها ماكس بلانك في 14 ديسمبر 1900، والتي تنص على أنه أثناء الإشعاع الحراري، تنبعث الطاقة ويتم امتصاصها ليس بشكل مستمر، ولكن بكميات منفصلة (أجزاء). يحتوي كل جزء كمي على طاقة تتناسب مع تردد الإشعاع ν:

حيث h أو هو معامل التناسب، والذي سمي فيما بعد بثابت بلانك. وبناءً على هذه الفرضية، اقترح اشتقاقًا نظريًا للعلاقة بين درجة حرارة الجسم والإشعاع المنبعث من هذا الجسم - صيغة بلانك.

تم تأكيد فرضية بلانك لاحقًا تجريبيًا.

وتعتبر صياغة هذه الفرضية لحظة ميلاد ميكانيكا الكم.

الفوتون هو جسيم مادي متعادل كهربائيا، وهو كم من المجال الكهرومغناطيسي (الحامل للتفاعل الكهرومغناطيسي).

الخصائص الأساسية للفوتون

1. هو جسيم من المجال الكهرومغناطيسي.

2. يتحرك بسرعة الضوء.

3. موجود فقط في الحركة.

4. من المستحيل إيقاف الفوتون: فهو إما يتحرك بسرعة تساوي سرعة الضوء، أو أنه غير موجود؛ وبالتالي فإن الكتلة الباقية للفوتون تساوي صفرًا.

طاقة الفوتون:

وفقا للنظرية النسبية، يمكن دائما حساب الطاقة على النحو التالي:

وبالتالي كتلة الفوتون.

زخم الفوتون . يتم توجيه نبض الفوتون على طول شعاع الضوء.

ازدواجية الموجة والجسيم

نهاية القرن التاسع عشر: أكد التأثير الكهروضوئي وتأثير كومبتون نظرية نيوتن، كما أكدت ظاهرة الحيود وتداخل الضوء نظرية هيجنز.

هكذا فعل العديد من الفيزيائيين في بداية القرن العشرين. توصلت إلى أن الضوء له خاصيتين:

1. عند الانتشار، فإنه يظهر خصائص الموجة.

2. عند التفاعل مع المادة، فإنها تظهر خصائص جسيمية. خصائصه لا تقتصر على موجات أو جزيئات.

كلما كانت قيمة v أكبر، كانت الخصائص الكمومية للضوء أكثر وضوحًا وكانت خصائص الموجة أقل وضوحًا.

لذلك، كل الإشعاع له خصائص موجية وكمية. ولذلك، فإن كيفية ظهور الفوتون - كموجة أو كجسيم - يعتمد على طبيعة البحث الذي يتم إجراؤه عليه.

تجارب رذرفورد. النموذج الكوكبي للذرة

لدراسة توزيع الشحنة الموجبة، وبالتالي الكتلة، داخل الذرة بشكل تجريبي، اقترح رذرفورد في عام 1906 استخدام فحص الذرة باستخدام جسيمات ألفا. تبلغ كتلتها حوالي 8000 مرة كتلة الإلكترون، وشحنتها الموجبة تساوي ضعف شحنة الإلكترون. سرعة جسيمات ألفا عالية جدًا: فهي تساوي 1/15 من سرعة الضوء. لقد قصف رذرفورد ذرات العناصر الثقيلة بهذه الجسيمات. لا تستطيع الإلكترونات، بسبب كتلتها المنخفضة، تغيير مسار جسيم ألفا بشكل ملحوظ ولا يمكنها تغيير سرعتها بشكل ملحوظ. لا يمكن أن يحدث تشتت (تغيير اتجاه الحركة) لجسيمات ألفا إلا بسبب الجزء الموجب الشحنة من الذرة. وهكذا، من خلال تشتت جسيمات ألفا، من الممكن تحديد طبيعة توزيع الشحنة الإيجابية والكتلة داخل الذرة. تم وضع عقار مشع، مثل الراديوم، داخل أسطوانة الرصاص 1، والتي تم من خلالها حفر قناة ضيقة. سقط شعاع من جسيمات ألفا من القناة على رقاقة رقيقة 2 مصنوعة من المادة قيد الدراسة (الذهب والنحاس وما إلى ذلك). بعد التشتت، سقطت جسيمات ألفا على شاشة شفافة 3 مطلية بكبريتيد الزنك. وكان اصطدام كل جسيم بالشاشة مصحوبا بوميض من الضوء (الوميض)، يمكن ملاحظته من خلال المجهر 4. وتم وضع الجهاز بأكمله في وعاء تم إخلاء الهواء منه.

عند توزيعها في جميع أنحاء الذرة، لا يمكن للشحنة الموجبة أن تخلق مجالًا كهربائيًا شديدًا بدرجة كافية لإرجاع جسيم ألفا إلى الخلف. يتم تحديد القوة التنافرية القصوى بموجب قانون كولوم:

حيث qα هي شحنة جسيم α؛ q هي الشحنة الموجبة للذرة؛ r هو نصف القطر؛ ك - معامل التناسب. تبلغ شدة المجال الكهربائي لكرة مشحونة بشكل منتظم الحد الأقصى على سطح الكرة، وتتناقص إلى الصفر عندما تقترب من المركز. لذلك، كلما كان نصف القطر r أصغر، زادت القوة الطاردة لجسيمات ألفا. تبدو هذه النظرية ضرورية للغاية لشرح التجارب التي أجريت على تشتت جسيمات ألفا. ولكن على أساس هذا النموذج من المستحيل تفسير حقيقة وجود الذرة واستقرارها. بعد كل شيء، تحدث حركة الإلكترونات في المدارات مع تسارع، وكبيرة للغاية. وفقا لقوانين ماكسويل للديناميكا الكهربائية، يجب أن تبعث الشحنة المتسارعة موجات كهرومغناطيسية بتردد يساوي تردد ثورتها حول النواة. يصاحب الإشعاع فقدان الطاقة. عند فقدان الطاقة، يجب أن تقترب الإلكترونات من النواة، تمامًا كما يقترب القمر الصناعي من الأرض عند الكبح في الطبقات العليا من الغلاف الجوي. وكما تظهر الحسابات الدقيقة المستندة إلى ميكانيكا نيوتن والديناميكا الكهربائية ماكسويل، يجب أن يسقط الإلكترون على النواة في وقت قصير لا يكاد يذكر. يجب أن تتوقف الذرة عن الوجود.

في الواقع، لا يحدث شيء مثل هذا. ويترتب على ذلك أن قوانين الفيزياء الكلاسيكية لا تنطبق على الظواهر على المستوى الذري. أنشأ رذرفورد نموذجًا كوكبيًا للذرة: تدور الإلكترونات حول النواة، تمامًا كما تدور الكواكب حول الشمس. هذا النموذج بسيط، وله ما يبرره تجريبيا، ولكنه لا يفسر استقرار الذرة.

كمية من الحرارة

كمية الحرارة هي مقياس للتغير في الطاقة الداخلية التي يتلقاها الجسم (أو يتخلى عنها) أثناء عملية التبادل الحراري.

وبالتالي، فإن كلا من الشغل وكمية الحرارة يميزان التغير في الطاقة، لكنهما ليسا متطابقين مع الطاقة. وهي لا تصف حالة النظام نفسه، ولكنها تحدد عملية انتقال الطاقة من نوع إلى آخر (من جسم إلى آخر) عندما تتغير الحالة وتعتمد بشكل كبير على طبيعة العملية.

الفرق الرئيسي بين الشغل وكمية الحرارة هو أن الشغل يميز عملية تغيير الطاقة الداخلية للنظام، مصحوبة بتحول الطاقة من نوع إلى آخر (من ميكانيكية إلى داخلية). تتميز كمية الحرارة بعملية نقل الطاقة الداخلية من جسم إلى آخر (من الأكثر تسخينًا إلى الأقل تسخينًا)، دون أن يصاحبها تحولات في الطاقة.

تظهر التجربة أن كمية الحرارة اللازمة لتسخين جسم كتلته m من درجة الحرارة T1 إلى درجة الحرارة T2 يتم حسابها بواسطة الصيغة حيث c هي السعة الحرارية النوعية للمادة؛

وحدة SI للسعة الحرارية المحددة هي جول لكل كيلوغرام كلفن (J/(kg K)).

السعة الحرارية النوعية c تساوي عدديًا كمية الحرارة التي يجب نقلها إلى جسم يزن 1 كجم لتسخينه بمقدار 1 ك.

السعة الحرارية للجسم CT تساوي عدديًا كمية الحرارة اللازمة لتغيير درجة حرارة الجسم بمقدار 1 كلفن:

وحدة SI لقياس السعة الحرارية لجسم ما هي جول لكل كلفن (J/K).

لتحويل السائل إلى بخار عند درجة حرارة ثابتة، من الضروري إنفاق كمية من الحرارة

حيث L هي الحرارة النوعية للتبخر. عندما يتكثف البخار، يتم إطلاق نفس الكمية من الحرارة.

من أجل إذابة جسم بلوري كتلته m عند درجة حرارة الانصهار، من الضروري نقل كمية من الحرارة إلى الجسم

حيث α هي الحرارة النوعية للانصهار. عندما يتبلور الجسم، يتم إطلاق نفس الكمية من الحرارة.

كمية الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل للوقود بكتلة m،

حيث q هي الحرارة النوعية للاحتراق.

وحدة SI للحرارة النوعية للتبخير والذوبان والاحتراق هي جول لكل كيلوجرام (J/kg).

الشحنة الكهربائية وخصائصها. السرية. الشحنة الكهربائية الأولية. قانون حفظ الشحنة الكهربائية.

الشحنة الكهربائية هي كمية فيزيائية تميز التفاعل الكهرومغناطيسي. يكون الجسم سالبًا إذا كان به فائض من الإلكترونات، ويكون موجبًا إذا كان به نقص.

دعونا قائمة خصائص الرسوم

1. هناك نوعان من الرسوم؛ سلبية وإيجابية. مثل الشحنات تتجاذب، مثل الشحنات تتنافر. حامل الابتدائية، أي. أصغر شحنة سالبة هي الإلكترون، شحنته q = -1.6 * 10-19 C، وكتلته = 9.1 * 10-31 كجم. حامل الشحنة الموجبة الأولية هو البروتون qr=+1.6*10-19 C، الكتلة mr=1.67*10-27kg.

2. يوجد شحنة كهربائية طبيعة منفصلة. وهذا يعني أن شحنة أي جسم هي من مضاعفات شحنة الإلكترون q=Nqe، حيث N عدد صحيح. ومع ذلك، كقاعدة عامة، نحن لا نلاحظ انفصال الشحنة، لأن الشحنة الأولية صغيرة جدًا.

3. في نظام معزول، أي. في النظام الذي لا تتبادل أجسامه الشحنات مع أجسام خارجة عنه، يتم الحفاظ على المجموع الجبري للشحنات (قانون حفظ الشحنة).

4. ش. يمكن دائمًا نقل الشحنة من جسم إلى آخر.

5. وحدة الشحن في النظام الدولي للوحدات هي الكولوم (C). بحكم التعريف، 1 كولوم يساوي الشحنة المتدفقة عبر المقطع العرضي للموصل خلال 1 ثانية عند تيار 1 أ.

6. قانون حفظ الشحنة الكهربائية.

داخل نظام مغلق، لأي تفاعلات، يظل المجموع الجبري للشحنات الكهربائية ثابتًا:

سوف نطلق على النظام المعزول (أو المغلق) نظام الأجسام التي لا يتم إدخال الشحنات الكهربائية إليها من الخارج ولا يتم إزالتها منها.

لا تظهر أو تختفي شحنة كهربائية تحمل نفس الإشارة في أي مكان ولا في الطبيعة أبدًا. إن ظهور الشحنة الكهربائية الموجبة يكون دائمًا مصحوبًا بظهور شحنة سالبة متساوية. لا يمكن لأي من الشحنات الموجبة أو السالبة أن تختفي بشكل منفصل؛ ولا يمكنها تحييد بعضها البعض إلا إذا كانت متساوية في المعامل.

هذه هي الطريقة التي يمكن أن تتحول بها الجسيمات الأولية إلى بعضها البعض. ولكن دائمًا أثناء ولادة الجزيئات المشحونة، يُلاحظ ظهور زوج من الجزيئات بشحنات ذات علامة معاكسة. ويمكن أيضًا ملاحظة الولادة المتزامنة للعديد من هذه الأزواج. تختفي الجزيئات المشحونة، وتتحول إلى جزيئات محايدة، أيضًا في أزواج فقط. كل هذه الحقائق لا تترك مجالا للشك في التنفيذ الصارم لقانون الحفاظ على الشحنة الكهربائية.

تهمة الابتدائية- الحد الأدنى للرسوم التي لا يمكن تقسيمها.

إن الافتراض بأن أي شحنة كهربائية يتم ملاحظتها في التجربة هي دائمًا مضاعف للشحنة الأولية تم وضعه بواسطة B. Franklin في عام 1752. وبفضل تجارب M. Faraday في التحليل الكهربائي، تم حساب قيمة الشحنة الأولية في عام 1834. كما أشار العالم الإنجليزي ج. ستوني إلى الشحنة الكهربائية الأولية في عام 1874. كما أدخل مفهوم "الإلكترون" في الفيزياء واقترح طريقة لحساب قيمة الشحنة الأولية. تم قياس الشحنة الكهربائية الأولية تجريبيًا لأول مرة بواسطة ر. ميليكان في عام 1908.

دائمًا ما تكون الشحنة الكهربائية لأي نظام مجهري أو أجسام مجهرية مساوية للمجموع الجبري للشحنات الأولية المتضمنة في النظام، أي عدد صحيح مضاعف للقيمة ه(أو صفر).

القيمة المحددة حاليًا للقيمة المطلقة للشحنة الكهربائية الأولية هي ه= (4, 8032068 0, 0000015) . 10 -10 وحدات SGSE أو 1.60217733. 10 -19 الصف. قيمة الشحنة الكهربائية الأولية المحسوبة باستخدام الصيغة، معبرًا عنها بدلالة الثوابت الفيزيائية، تعطي قيمة الشحنة الكهربائية الأولية: (DØ التعاون) (2007). "التمييز التجريبي بين التهمة 2= 4, 80320419(21) . 10 -10 أو: ه =1، 602176462(65). 10 -19 الصف.

يُعتقد أن هذه الشحنة أولية حقًا، أي أنه لا يمكن تقسيمها إلى أجزاء، وشحنات أي كائنات هي مضاعفاتها الصحيحة. إن الشحنة الكهربائية للجسيم الأولي هي السمة الأساسية له ولا تعتمد على اختيار النظام المرجعي. الشحنة الكهربائية الأولية تساوي تمامًا حجم الشحنة الكهربائية للإلكترون والبروتون وجميع الجسيمات الأولية المشحونة الأخرى تقريبًا، والتي تعد بالتالي حاملات المواد لأصغر شحنة في الطبيعة.

هناك شحنة كهربائية أولية موجبة وسالبة، والجسيم الأولي وجسيمه المضاد لهما شحنات ذات إشارات متضادة. حامل الشحنة السالبة الأولية هو الإلكترون الذي كتلته أنا= 9، 11. 10 -31 كجم. حامل الشحنة الموجبة الأولية هو البروتون الذي كتلته النائب= 1.67. 10 -27 كجم.

حقيقة أن الشحنة الكهربائية تحدث في الطبيعة فقط في شكل عدد صحيح من الشحنات الأولية يمكن أن تسمى تكميم الشحنة الكهربائية. تقريبا كل الجسيمات الأولية المشحونة لها شحنة ه -أو ه +(الاستثناء هو بعض الأصداء ذات الشحنة المتعددة ه); لم يتم ملاحظة الجسيمات ذات الشحنات الكهربائية الكسرية، ولكن في النظرية الحديثة للتفاعل القوي - الديناميكا اللونية الكمومية - يُفترض وجود جسيمات - الكواركات - بشحنات قابلة للقسمة على 1/3 ه.

لا يمكن تدمير الشحنة الكهربائية الأولية؛ وتشكل هذه الحقيقة محتوى قانون حفظ الشحنة الكهربائية على المستوى المجهري. يمكن أن تختفي الشحنات الكهربائية ثم تظهر من جديد. ومع ذلك، تظهر أو تختفي دائمًا شحنتان أوليتان لهما إشارات متضادة.

حجم الشحنة الكهربائية الأولية هو ثابت للتفاعلات الكهرومغناطيسية ويتم تضمينه في جميع معادلات الديناميكا الكهربائية المجهرية.