Опишување на електромагнетната интеракција.

Квантизација на електричен полнеж

Секој експериментално набљудуван електричен полнеж е секогаш множител на едно елементарно- оваа претпоставка беше направена од Б. Френклин во 1752 година и последователно беше постојано тестирана експериментално. Елементарното полнење првпат беше измерено експериментално од Миликан во 1910 година.

Може да се нарече фактот дека електричното полнење во природата се јавува само во форма на цел број на елементарни полнежи квантизација на електричен полнеж. Во исто време, во класичната електродинамика прашањето за причините за квантизација на полнежот не се дискутира, бидејќи полнењето е надворешен параметар, а не динамичка променлива. Задоволително објаснување зошто полнењето мора да се квантизира сè уште не е пронајдено, но веќе се добиени голем број интересни набљудувања.

Дробно електрично полнење

Повторените пребарувања за долговечни слободни објекти со фракционо електрично полнење, извршени со различни методи во подолг временски период, не дадоа резултати.

Сепак, вреди да се напомене дека електричниот полнеж на квазичестичките исто така може да не биде множител на целината. Особено, токму квазичестичките со фракционо електрично полнење се одговорни за фракциониот квантен ефект на Хол.

Експериментално определување на елементарен електричен полнеж

Бројот на Авогадро и константата на Фарадеј

Џозефсон ефект и фон Клицинг константа

Друг прецизен метод за мерење на елементарното полнење е да се пресмета од набљудувањето на два ефекти на квантната механика: ефектот Џозефсон, кој произведува флуктуации на напонот во одредена суперспроводлива структура и квантниот Холов ефект, ефектот на квантизирање на отпорот или спроводливоста на Хол. на дводимензионален електронски гас во силни магнетни полиња и при ниски температури. Џозефсон константа

Каде ч- Планковата константа може да се измери директно со помош на ефектот Џозефсон.

може да се мери директно со помош на квантниот ефект на Хол.

Од овие две константи може да се пресмета големината на елементарното полнење:

исто така види

Белешки

1. Основно полнење (англиски). Референца NIST за константи, единици и неизвесност. . Преземено на 20 мај 2016 година.
2. Вредноста во единиците SGSE е дадена како резултат на повторното пресметување на вредноста на CODATA во кулони, земајќи го предвид фактот дека кулонот е точно еднаков на 2.997.924.580 единици електричен полнеж SGSE (

Должина и растојание Маса Мерења на волумен на рефус цврсти материи и прехранбени производи Површина Волумен и мерни единици во кулинарски рецепти Температура Притисок, механички стрес, модул на Јанг Енергија и работа Моќност Сила Време Линеарна брзина Рамнински агол Термичка ефикасност и ефикасност на гориво Броевиsur Единици за меа на информации Девизен курс Димензии женска облека и обувки Големини на машка облека и обувки Аголна брзина и фреквенција на ротација Забрзување Аголно забрзување Густина Специфичен волумен Момент на инерција Момент на сила Вртежен момент Специфична топлина на согорување (по маса) Густина на енергија и специфична топлина на согорување на горивото (по волумен) Температурна разлика Коефициент на термичка експанзија Топлинска отпорност Специфична топлинска спроводливост Специфична топлинска спроводливост Изложеност на енергија, моќност на топлинско зрачење Густина на топлински флукс Коефициент на пренос на топлина Проток на волумен Масен проток Моларен проток Густина на масен проток Моларна концентрација Масовна концентрација во раствор Динамичен (апсолутен) вискозитет Кинематичен вискозитет Површински напон Пропустливост на пареа Пропустливост на пареа, брзина на пренос на пареа Ниво на звук Чувствителност на микрофонот Ниво на звучен притисок (SPL) Осветленост Светлосен интензитет Осветлување Резолуција на компјутерска графика Фреквенција и бранова должина на диоптрија Моќност и фокусна должина Диоптерска моќност и електрично осветлување на леќата (Д) Густина на површинско полнење Густина на полнење Електрична струја Линеарна густина Струја Густина на површинска струја Јачина на електрично поле Електростатски потенцијал и напон Електричен отпор Електричен отпор Електричен отпор Електрична спроводливост Електрична спроводливост Електрична капацитивност Индуктивност Американско жичено мерач (илиBmBdD), ts и други единици Магнетомоторна сила Магнетни јачински полиња Магнетен флукс Магнетна индукција Апсорбирана брзина на доза на јонизирачко зрачење Радиоактивност. Радиоактивно распаѓање Зрачење. Доза на експозиција Зрачење. Апсорбирана доза Децимални префикси Пренос на податоци Типографија и обработка на слика Единици за волумен на дрво Пресметка на моларна маса Периодичен систем на хемиски елементи Д. И. Менделеев

1 елементарен електричен полнеж [e] = 1,60217733000001E-20 единица за полнење SGSM

Почетна вредност

Конвертирана вредност

кулом мегакулом килокулом миликулон микрокулон нанокулом пикокулон абкулон единица полнење SGSM statcoulon SGSE-единица полнење франклин ампер-час ампер-минута ампер-секунда фарадеј (единица полнење) елементарен електричен полнеж

Повеќе за електричното полнење

Генерални информации

Изненадувачки, секој ден се среќаваме со статички електрицитет - кога ја галиме нашата сакана мачка, ја чешламе косата или влечеме синтетички џемпер. Така ние самите неизбежно стануваме генератори на статички електрицитет. Ние буквално се капеме во него, бидејќи живееме во силното електростатско поле на Земјата. Ова поле се јавува поради фактот што е опкружено со јоносферата, горниот слој на атмосферата - електрично спроводлив слој. Јоносферата е формирана под влијание на космичкото зрачење и има свој полнеж. Додека правиме секојдневни работи како загревање храна, воопшто не размислуваме за фактот дека користиме статички електрицитет кога ќе го вклучиме вентилот за довод на гас на пламеник со автоматско палење или кога ќе му донесеме електрична запалка.

Примери на статички електрицитет

Уште од детството, инстинктивно се плашиме од гром, иако само по себе е апсолутно безбеден - само акустична последица на заканувачки удар на гром, кој е предизвикан од атмосферски статички електрицитет. Морнарите од времето на едрената флота паднаа во стравопочит кога ги набљудуваа светлата на Свети Елмо на нивните јарболи, кои исто така се манифестација на атмосферски статички електрицитет. Луѓето ги обдарувале врховните богови на античките религии со интегрален атрибут во форма на молња, било да е тоа грчкиот Зевс, римскиот Јупитер, скандинавскиот Тор или рускиот Перун.

Поминаа векови откако луѓето првпат почнаа да се интересираат за електрична енергија, а понекогаш дури и не се сомневаме дека научниците, откако извлекоа внимателни заклучоци од проучувањето на статичкиот електрицитет, нè спасуваат од ужасите на пожарите и експлозиите. Ја скротивме електростатиката со насочување на громобрани кон небото и опремување на цистерните за гориво со уреди за заземјување кои овозможуваат електростатските полнежи безбедно да избегаат во земјата. И, сепак, статичкиот електрицитет продолжува да се однесува лошо, попречувајќи го приемот на радио сигналите - на крајот на краиштата, на Земјата во исто време беснеат до 2000 грмотевици, кои генерираат до 50 удари на гром секоја секунда.

Луѓето го проучуваат статичкиот електрицитет од памтивек; Терминот „електрон“ им го должиме дури и на античките Грци, иако тие значеа нешто поинаку со ова - тоа е она што тие го нарекуваа килибар, кој беше совршено наелектризиран со триење (друго - грчки ἤλεκτρον - килибар). За жал, науката за статичкиот електрицитет не остана без жртви - рускиот научник Георг Вилхелм Рихман е убиен од гром за време на експеримент, што е најопасната манифестација на атмосферски статички електрицитет.

Статички електрицитет и временски услови

На прво приближување, механизмот на формирање на полнежи во громовиот облак на многу начини е сличен на механизмот на електрификација на чешел - електрификацијата со триење се случува на ист начин. Ледените санти, формирани од мали капки вода, оладени поради транспортот со зголемени воздушни струи до горниот, постуден дел од облакот, се судираат едни со други. Поголемите парчиња мраз се наелектризираат негативно, а помалите се позитивно. Поради разликата во тежината, се јавува прераспределба на ледените санти во облакот: големи, потешки санти паѓаат на долниот дел од облакот, а помалите, полесни санти се собираат на врвот на громовиот облак. Иако облакот во целина останува неутрален, долниот дел од облакот добива негативен полнеж, а горниот дел добива позитивен полнеж.

Исто како што електрифицираниот чешел привлекува балон со индуцирање спротивен полнеж на страната најблиску до чешелот, громовиот облак предизвикува позитивен полнеж на површината на Земјата. Како што се развива грмотевици, полнежите се зголемуваат, додека јачината на полето меѓу нив се зголемува, а кога јачината на полето ќе надмине критична вредност за дадените временски услови, доаѓа до електричен дефект на воздухот - празнење на гром.

Човештвото му е должно на Бенџамин Френклин - подоцна претседател на Врховниот извршен совет на Пенсилванија и првиот генерален директор на поштата на Соединетите Американски Држави - за пронајдокот на громобран (поточно би било да го наречеме громобран), кој засекогаш спасил светското население од пожари предизвикани од удари на гром во згради. Патем, Френклин не го патентирал својот изум, правејќи го достапен за целото човештво.

Громот не секогаш предизвикувал само уништување - рударите на Урал ја одредувале локацијата на железните и бакарните руди токму според зачестеноста на ударите на гром на одредени точки во областа.

Меѓу научниците кои го посветија своето време на проучување на феномените на електростатиката, неопходно е да се споменат Англичанецот Мајкл Фарадеј, подоцна еден од основачите на електродинамиката и Холанѓанецот Питер ван Мушенбрук, пронаоѓачот на прототипот на електричниот кондензатор - позната тегла Лајден.

Гледајќи трки DTM, IndyCar или Формула 1, не се ни сомневаме дека механичарите ги повикуваат пилотите да ги променат гумите во гуми за дожд, потпирајќи се на податоците од временските радари. И овие податоци, пак, се базираат токму на електричните карактеристики на приближувањето на громовите облаци.

Статичкиот електрицитет е наш пријател и непријател во исто време: тоа не им се допаѓа на радио инженерите, влечење нараквици за заземјување при поправка на изгорени табли како резултат на удар на гром во близина - во овој случај, по правило, влезните фази на опремата пропадне. Ако опремата за заземјување е неисправна, може да предизвика тешки катастрофи предизвикани од човекот со трагични последици - пожари и експлозии на цели фабрики.

Статички електрицитет во медицината

Сепак, тоа им помага на луѓето со нарушувања на срцевиот ритам предизвикани од хаотични конвулзивни контракции на срцето на пациентот. Неговата нормална работа се обновува со поминување на мало електростатско празнење со помош на уред наречен дефибрилатор. Сцената на пациент кој се враќа од мртвите со помош на дефибрилатор е еден вид класика за одреден жанр на кино. Треба да се напомене дека филмовите традиционално прикажуваат монитор со исчезнат сигнал за отчукување на срцето и застрашувачка права линија, а всушност користењето на дефибрилатор не помага ако срцето на пациентот застанало.

Други примери

Би било корисно да се потсетиме на потребата од метализирање на авионите за заштита од статички електрицитет, односно да се поврзат сите метални делови на авионот, вклучувајќи го и моторот, во една електрично интегрална структура. Статичките празнења се инсталирани на врвовите на целата опашка на авионот за да се исцеди статичкиот електрицитет што се акумулира за време на летот поради триење на воздухот врз телото на авионот. Овие мерки се неопходни за заштита од пречки предизвикани од статички електрицитет и за да се обезбеди сигурна работа на авионската опрема.

Електростатиката игра одредена улога во воведувањето на студентите во делот „Електрична енергија“ - можеби ниту еден друг дел од физиката не знае поспектакуларни експерименти - овде имате коса на врвот, и балон кој брка чешел и мистериозниот сјај на флуоресцентни светилки без никакви жици за поврзување! Но, овој ефект на сјај на уредите наполнети со гас ги спасува животите на електричарите кои се занимаваат со висок напон во модерните далноводи и дистрибутивни мрежи.

И што е најважно, научниците дошле до заклучок дека изгледот на животот на Земјата веројатно го должиме на статичкиот електрицитет, или поточно на неговите празнења во вид на молња. За време на експериментите во средината на минатиот век, со поминување на електрични празнења низ мешавина на гасови, блиску по состав до примарниот состав на Земјината атмосфера, се добива една од аминокиселините, која е „градежниот блок“ на нашиот живот.

За да се скроти електростатиката, многу е важно да се знае потенцијалната разлика или електричниот напон, за чие мерење се измислени инструменти наречени волтметри. Концептот на електричен напон е воведен од италијанскиот научник од 19 век Алесандро Волта, по кого е наречена оваа единица. Некогаш, галванометрите именувани по сонародникот на Волта, Луиџи Галвани, биле користени за мерење на електростатскиот напон. За жал, овие уреди од електродинамички тип воведоа нарушувања во мерењата.

Проучување на статички електрицитет

Научниците почнаа систематски да ја проучуваат природата на електростатиката уште од работата на францускиот научник Шарл Аугустин де Кулом од 18 век. Особено, тој го воведе концептот на електричен полнеж и го откри законот за интеракција на полнежите. Единицата за мерење на количината на електрична енергија - кулонот (C) - е именувана по него. Точно, за доброто на историската правда, треба да се забележи дека години порано англискиот научник Лорд Хенри Кевендиш бил ангажиран во тоа; За жал, тој пишувал на маса и неговите дела биле објавени од неговите наследници само 100 години подоцна.

Работата на претходниците на законите за електричните интеракции им овозможи на физичарите Џорџ Грин, Карл Фридрих Гаус и Симеон Денис Поасон да создадат математички елегантна теорија што сè уште ја користиме денес. Главниот принцип во електростатиката е постулатот на електронот - елементарна честичка која е дел од кој било атом и лесно се одвојува од него под влијание на надворешни сили. Покрај тоа, постојат постулати за одбивање на слични обвиненија и привлекување на различни обвиненија.

Мерење на електрична енергија

Еден од првите мерни инструменти бил наједноставниот електроскоп, измислен од англискиот свештеник и физичар Абрахам Бенет - два листови златна електрично спроводлива фолија сместени во стаклен сад. Оттогаш, мерните инструменти значително еволуираа - и тие сега можат да ги мерат разликите во единиците на нанокулом. Користејќи особено прецизни физички инструменти, рускиот научник Абрам Јофе и американскиот физичар Роберт Ендрјус Миликан успеаја да го измерат електричното полнење на електронот

Во денешно време, со развојот на дигиталните технологии, се појавија ултра чувствителни и високопрецизни инструменти со уникатни карактеристики, кои поради високата влезна импеданса речиси не внесуваат дисторзии во мерењата. Покрај мерењето на напонот, ваквите уреди ви овозможуваат да измерите и други важни карактеристики на електричните кола, како што се омскиот отпор и струјата што тече во широк опсег на мерење. Најнапредните уреди, наречени мултиметри или, во професионален жаргон, тестери поради нивната разновидност, исто така ви овозможуваат да ја измерите фреквенцијата на наизменична струја, капацитетот на кондензаторите и тест транзисторите, па дури и да ја измерите температурата.

Опишување на електромагнетната интеракција.

Енциклопедиски YouTube

• 1 / 5

  Секој експериментално набљудуван електричен полнеж е секогаш множител на 1 елементарен- оваа претпоставка беше направена од Б. Френклин во 1752 година и последователно беше постојано тестирана експериментално. Елементарното полнење првпат беше измерено експериментално од Миликан во 1910 година.

  Може да се нарече фактот дека електричното полнење во природата се јавува само во форма на цел број на елементарни полнежи квантизација на електричен полнеж. Во исто време, во класичната електродинамика прашањето за причините за квантизација на полнежот не се дискутира, бидејќи полнењето е надворешен параметар, а не динамичка променлива. Задоволително објаснување зошто полнењето мора да се квантизира сè уште не е пронајдено, но веќе се добиени голем број интересни набљудувања.

  Дробно електрично полнење

  Повторените пребарувања за долговечни слободни објекти со фракционо електрично полнење, извршени со различни методи во подолг временски период, не дадоа резултати.

  Сепак, вреди да се напомене дека електричниот полнеж на квазичестичките исто така може да не биде множител на целината. Особено, токму квазичестичките со фракционо електрично полнење се одговорни за фракциониот квантен ефект на Хол.

  Експериментално определување на елементарен електричен полнеж

  Користење на бројот на Авогадро и константата на Фарадеј

  Преку Џозефсон ефект и фон Клицинг константата

  Друг прецизен метод за мерење на елементарното полнење е да се пресмета од набљудувањето на два ефекти на квантната механика: ефектот Џозефсон, кој произведува флуктуации на напонот во одредена суперспроводлива структура и квантниот Холов ефект, ефектот на квантизирање на отпорот или спроводливоста на Хол. на дводимензионален електронски гас во силни магнетни полиња и при ниски температури. Константа на Џозефсон

  K J = 2 e h (\displaystyle K_(\mathrm (J))=(\frac (2e)(h)))(Каде чПланкова константа)

  Џозефсон ефект.

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

  може да се мери директно со помош на квантниот ефект на Хол.

  Од овие две константи може да се пресмета големината на елементарното полнење:

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

  Основно Електрично полнење, д, е најмалиот електричен полнеж познат во природата. Во квантната механика, елементарното полнење се смета како минимален дел (квант) од електричното полнење. Магнитуда делементарен електричен полнеж е воспоставен со директни мерења на R. Millikan во 1909-1911 година. и А.Ф. Јоф во 1911-1913 година.

  Современото значење на е: д= ≈ 1,6021892 ± 0,0000046 ×10 -19 C во системот SI (и 4,803242±0,000014×10 -10 SGSE единици во системот SGS). Елементарното електрично полнење е тесно поврзано со, што ја опишува електромагнетната интеракција.

  Квантизација на електричен полнеж

  Секое експериментално набљудувано електрично полнење е постојано повеќекратно од елементарното. Оваа претпоставка беше направена од Б. Френклин во 1752 година и беше постојано тестирана експериментално. Елементарното полнење било пресметано во 1834 година од М. Фарадеј.

  Бидејќи електричното полнење се јавува во природата само во форма на цел број на елементарни полнежи, можеме да зборуваме за тоа квантизација на електричен полнеж. Во класичната електродинамика, прашањето за причините за квантизација на полнежот не се дискутира, бидејќи полнењето е надворешен параметар, а не динамичка променлива. Не постои општо прифатено објаснување зошто полнењето мора да се квантизира, иако има некои заклучоци:

  • Ако во природата постои магнетен монопол, тогаш според квантната механика, неговото магнетно полнење мора да биде во одреден сооднос со полнежот која било избрана елементарна честичка. Од ова автоматски произлегува дека самото постоење на магнетен монопол повлекува квантизација на полнежот. Единственото нешто што треба да се направи е да се открие магнетен монопол во природата.
  • Во модерната физика на честички, постои барање за модел како , во кој сите познати фундаментални честички би се покажале како едноставни комбинации на нови, уште пофундаментални честички. Во овој случај, квантизацијата на полнежот на набљудуваните честички би била последица на својствата на овие фундаментални честички.
  • Исто така, можно е сите параметри на набљудуваните честички да бидат опишани во рамките на унифицирана теорија на теренот, пристапи кон кои во моментов се развиваат. Во таква теорија, големината на електричното полнење на честичките треба да се пресмета од мал број основни параметри, веројатно поврзани со структурата на простор-времето на ултракратки растојанија. Ако се изгради таква теорија, тогаш она што го набљудуваме како елементарен електричен полнеж ќе испадне дека е некоја дискретна непроменлива на простор-времето. Сепак, конкретни општо прифатени резултати во оваа насока сè уште не се добиени.
  • Постојаноста на електронскиот полнеж е поврзана со потеклото на електроните за време на бета распаѓањето на неутроните, кога протоните и електроните со ист електричен полнеж се произведуваат истовремено. Во овој случај, вредноста на електронскиот полнеж произлегува од квантизираните својства на неутронот и се одредува со законите на бета распаѓање.

  Дробно електрично полнење

  Со откритието, стана јасно дека елементарните честички можат да имаат фракционо електрично полнење, на пример, 1/3 и 2/3 од вредноста на елементарното полнење. Меѓутоа, честичките како кварковите постојат само во врзани состојби (затвореност). Така, сите познати слободни честички имаат електричен полнеж кој е повеќекратен од елементарното, иако во некои експерименти е забележано расејување од честички со појава на фракционо полнење.

  Повторените пребарувања за слободни предмети со фракционо електрично полнење, извршени со различни методи во подолг временски период, не дадоа никакви резултати.

  Делот е многу лесен за употреба. Само внесете го саканиот збор во даденото поле, а ние ќе ви дадеме список со неговите значења. Би сакал да забележам дека нашата страница дава податоци од различни извори - енциклопедиски, објаснувачки, зборообразувачки речници. Овде можете да видите и примери за употреба на зборот што го внесовте.

  Најдете

  Што значи „елементарно електрично полнење“?

  Енциклопедиски речник, 1998 г

  елементарен електричен полнеж

  ЕЛЕКТРИЧНО ПОЛНЕЊЕ (д) минималното електрично полнење, позитивно или негативно, чија вредност е e ~ 4,8 10-10 SGSE единици, или 1,6 10-19 C. Речиси сите наелектризирани елементарни честички имаат полнеж e или -e (со исклучок на некои резонанции со полнеж што е множител на e); честички со фракционо електрични полнежи не се забележани, меѓутоа, во современата теорија за силна интеракција - квантна хромодинамика, се претпоставува постоење на честички со полнежи кои се множители на 1/3 e (кваркови).

  Елементарно електрично полнење

  д, најмалиот електричен полнеж познат во природата. За постоењето на E. e. ч. За прв пат со сигурност укажал во 1874 година од англискиот научник Џ.Стони. Неговата хипотеза следи од законите за електролиза воспоставени од М. Фарадеј (1833≈34) (види Фарадејови закони). Во 1881 година, Стони прв ја пресметал големината на електричната струја. полнеж на едновалентен јон еднаков на e = F/NA, каде што F ≈ Фарадејски број, NA ≈ Авогадро број. Во 1911 година, вредноста на E. e. ч. е воспоставена со директни мерења на R. Millikan. Современото значење на е:

  e = (4,803242╠0,000014) 10-10 единици. SGSE = (1,6021892 ╠ 0,0000046) 10-19k.

  Вредноста на E. e. ч. е константа на електромагнетни интеракции и е вклучена во сите равенки на микроскопската електродинамика. E. e. ч. точно еднаква на големината на електричното полнење на електронот, протонот и речиси сите други наелектризирани елементарни честички, кои на тој начин се материјални носители на најмалиот полнеж во природата. E. e. ч. не може да се уништи; овој факт ја сочинува содржината на законот за зачувување на електричното полнење на микроскопско ниво. Има позитивен и негативен E. e. ж., а елементарната честичка и нејзината античестичка имаат полнежи со спротивни знаци. Електричниот полнеж на кој било микросистем и макроскопски тела е секогаш еднаков на цел број множител од вредноста e (или нула). Причината за оваа „квантизација“ на обвинението не е утврдена. Една од хипотезите се заснова на постоењето на монополите на Дирак (види Магнетен монопол). Од 60-тите Хипотезата за постоењето на честички со фракционо електрични полнежи ≈ кваркови е нашироко дискутирана (види Елементарни честички).