Although the lack of the […] threshold for ionisation of atoms by heavy charged particles was quite a strong argument that electrons […]in the atom move […]along radial orbits it was necessary to find some other examples supporting this important conclusion. cyf.gov.pl |
Хотя […] отсутствие порога для ионизации атомов тяжелой заряженной частицей было довольно сильным аргументом, […]что электроны в атоме движутся по […]радиальным орбитам, была необходимость найти некоторые другие примеры, поддерживающие это важное заключение. iea.cyf.gov.pl |
The existence of such atoms seems almost necessary to […]explain the building up […] the nuclei of heavy e ..]its intense repulsive field. web.ihep.su |
Действительно, если не […]предполагать возможным получение заряженных […] частиц с очень высокими скоростями, то трудно себе представить, каким образом какая бы то нweb.ihep.su |
| With power to pick up heavy particles, metal filings and broken glass. nederman.ru |
Они способны удалять тяжелые частицы, металлические опилки и битое стекло. nederman.com |
Ionizing radiation — radiation formed at […]radioactive fission,  ..]
nuclear transformations, slowdown of charged particles in a substance; that forms ions […]with different signs […]at interacting with the environment. vpvb.gov.lv |
Ионизирующее излучение — излучение, которое создается при […]радиоактивном распаде, […] ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и которое образует […]при взаимодействии со […]средой ионы разных знаков. vpvb.gov.lv |
Cyclone dust […] collectors use centrifugal force to remove heavy particles from the airflow.nederman.com |
Циклонные пылесосы […] используют центробежную силу для удаления тяжелых частиц из воздушного потока. nederman.ru |
| At the high temperatures many heavy metals evaporate and then condense on the clinker, on partly reacted raw materials or eea.europa.eu |
При высоких температурах многие тяжелые металлы испаряются и затем конденсируются на клинкере, сырье и частицах пыли. eea.europa.eu |
| Electrophoresis is the motion of charged particles in a suspension under the influence […] of an electric field [1]. pmiapp.com |
Электрофорез – это движение заряженных частиц в с поля [1]. pmiapp.ru |
| Nuclear fission — process accompanied by splitting of heavy atom nucleus at interaction with neutrons or other elementary particles; in the result of this process new lighter nuclei […] and other elementary particles […]are formed and energy is emitted. vpvb.gov.lv |
Ядерное […] деление — процесс, сопровождающийся расщеплением ядраядра, новые нейтроны или […]другие элементарные частицы и выделяется энергия. vpvb.gov.lv |
From the data given earlier in the pater, this should only be [. ..]
true if the particles are comparable in mass with an atom of hydrogen, for singly charged particles of mass 2, 3, or 4 should suffer less deflexion than the α-particles. |
Из приведенных далее в статье данных следует, что это может быть только в том […] случае, если масса частицы сравнима с массой атома водорода, так как однократно заряженные частицы с массой 2, 3 или 4 должны испытывать меньшие отклонения, чем α-частицы.web.ihep.su |
The intention was to reduce the risk of radiation […] harming satellites, while allowing particles charged wto Earth in an act of environmental terrorism. daccess-ods.un.org |
Эти действия нацелены на то, чтобы сократить [. ..]опасность радиационного […] поражения спутников, но при этом частицам, заряженным ядерной радиацией, позволяют […]падать на Землю, что равнозначно […]акту экологического терроризма. daccess-ods.un.org |
| Dust and small static—charged particles any exposed termination. flukenetworks.com |
Пыль и мелкие наэлектризованные частицы распространяются по воздуху и могут осаждаться […] на концевой заделке кабеля. ru.flukenetworks.com |
If a high voltage potential is […] established between cathode and anode all charged particles are accelerated towards the corresponding [. ..]electrode. vacom.de |
При высоком […] напряжении между катодом и анодом все электрически заряженные частицы, находящиеся в остаточном […]газе, ускоряются и движутся […]к соответствующему электроду. vacom.de |
| Repairs where additional parts had to be replaced as a result of the instrument being dropped or other heavy damage will be charged according to quotation. microtest.ch |
Оплата вызванного ударами инструмента или другими серьезными по microtest.ch |
His scientific work is highly varied and [. ..]
very profound: the absorption of heavy particles in matter, the theory of positrons, […]multipolar electromagnetic […]radiation, the propagation of heat, thermodynamics, static physics, and so on. unesdoc.unesco.org |
Его научные труды отличаются большим […]многообразием и […] глубиной, охватывая такие темы, как поглощение тяжелых частиц в веществе, теория позитрона, […]многополюсное […]магнитное излучение, термодинамика, статическая физика и т.д. (SC). unesdoc.unesco.org |
This could possibly be avoided by having the user […] first rinse off the heavy metal particles with water in a separate […]rinsing bath. kaiserkraft.co.uk |
Возможный выход из ситуации […] — предварительно смыть частицы тяжелых металлов водой в отдельной […]емкости. kaiserkraft.ru |
| The project will expand production of equipment used to apply modified coatings of nanometer thicknesses on materials and goods by using a plasma magnetron discharge and beams of charged particles. en.rusnano.com |
В рамках проекта планируется расширение производства установок для нанесения модифицирующих покрытий нанометровой толщины на материалы и изделия с помощью плазмы магнетронного разряда en.rusnano.com |
| The Rainbow will remove heavy odors, airborne dust and other particles from the air, […] trapping them in the water. rainbowsystem.com |
Пылесос удалит из воздуха тяжелые запахи, пыль и посторонние примеси, которые […] осядут в резервуаре с водой. rainbowsystem.com |
| The observatory is exploring the mysteries of the highest energy cosmic rays – charged particles showering the Earth at energies 10 million times higher than the world’s highest-energy particle accelerator. unesdoc.unesco.org |
Они несут в себе колоссальную энергию, в 10 миллионов раз превышающую ту, которая развивается в самом мощном ускорителе частиц. unesdoc.unesco.org |
| Exposure to rain, heavy rain, snow, hail and snow particles. munters.com |
Воздействие дождя, ливня, снега, града. munters. |
Since the Coulomb interaction is […]similar to the Newtonian one, we have also developed a Galactica […] version for computing interactions of charged particles.ikz.ru |
Так как кулоновское […]взаимодействие подобно ньютоновскому, то мы разработали вариант программы […] Galactica для расчета взаимодействия заряженных частиц.ikz.ru |
This was supported by the fact that at that time, it was impossible to solve […] the problems of deterministic interaction of many charged particles.ikz.ru |
Во многом этому способствовало то, что в то время невозможно было […] решать задачи детерминированного взаимодействия многих заряженных частиц.ikz.ru |
Northern [. ..]
Lights are created by solar wind charged particles colliding with the Earth’s […]atmosphere. visitrovaniemi.fi |
Северное […] сияние образуется от столкновения заряженных частиц солнечного ветра с атмосферой […]земли. visitrovaniemi.fi |
The problem was undertaken already in the early twenties by Bohr, but essential step towards formulation of a more accurate atomic collision theory was done only a few years later, in 1927. At that time Thomas and Williams applying a […]statistical Hartree-Fock model of the atom successfully […] described losses of energy of charged particles moving in a gaseous media.cyf.gov.pl |
Эта проблема была поднята Бором уже в начале двадцатых годов ушедшего века, но существенный шаг к формулированию более точной теории атомных столкновений был сделан только несколько лет спустя, в 1927 году, когда Томас и Вильямс, [. ..]используя […] статистическую модель атома Хартри-Фока, успешно описали потери энергии заряженных частиц, […]движущихся в газовой среде. iea.cyf.gov.pl |
It was further noted that […] Palestinians were charged heavy fines by Israeli authorities […]for the demolition of their own homes, […]thus driving some Palestinians to demolish their own homes to avoid such fines. daccess-ods.un.org |
Далее отмечалось, что израильские власти […] облагают палестинцев большими штрафами за снос их собственных […]домов, что вынуждает некоторых […]палестинцев разрушать свои собственные дома, дабы избежать таких штрафов. daccess-ods.un.org |
It is widely applied to separate the particles into a number of products graded according to size in the complete closed loop together with [. ..]ball mill in the […] mining industry, separate light particles from heavy particles in the gravity separation […]process, separate of fine […]particles and liquid from coarse particles in the metal ore dressing process, separate the slurry or liquid from solid particles in ore dressing plant. joyalcrusher.com |
Он широко применяется для разделения частиц в некоторые фракции продуктов на обогатительных […]фабриках, где работает […] в замкнутом цикле с шаровой мельницей, и отделения легких частиц от тяжелых частиц в […]процессе гравитационного […]разделения, или для отделения мелких частиц и жидкости от грубых частиц в горно-обогатительном процессе металла, и так же может применяться для обесшламливания строительных песков и обезвоживания пульп. joyalcrusher.com |
The natural fluctuations in concentrations throughout the year are […] pronounced; in the lower part of the river they are influenced by particles from erosion during heavy rainfall and snowmelt.unece.org |
Имеются выраженные естественные […]колебания концентраций на протяжении года; в […] низовьях реки они обусловлены эрозионными твердыми частицами, вымываемыми при сильных дождевых осадках и таянии снегов.unece.org |
In applications such as primary screen decks and […] heavy duty transfer chutes, where cutting and slashing by sharp edged heavy particles is the leading cause of abrasion, Linard HDS and Linard HD70 are the recommended [. ..]Linatex solutions weirminerals.com |
Продукция Linard HDS и Linard HD70 является рекомендуемым решением Linatex […]для таких условий, как […] деки первичных грохотов и перегрузочные лотки для работы в тяжелых условиях, когда порезы и рубящее воздействие острых краев тяжелых частиц являются основными […]причинами изнашивания. ru.weirminerals.com |
Dusters are […] ineffective on smaller, statically—charged particles and totally useless on oil-based […]contaminants such as buffer gel or body oil. flukenetworks.com |
Щетки […] не очищают мелкие, статически заряженные частицы и абсолютно бесполезны при таких [. ..]загрязнениях, как гель или кожный жир. ru.flukenetworks.com |
Designing, development and service of separate components and control systems as a whole […] for accelerators of the charged particles and the big detectors.moscow-export.com |
Проектирование, разработка […]и обслуживание отдельных […] компонентов и систем управления в целом для ускорителей заряженных частиц […]и больших детекторов. moscow-export.com |
Further, the Government indicates […] that Ms. Wangmo was formally charged by the prosecution (Office […]of the Attorney General and the […]Royal Bhutan Police) and was convicted by the Dungkhag (Sub-Divisional) Court on 28 December 2010 “for engaging with the known enemy of Bhutan” as per sections 326, 327 (b) and 328 of the Penal Code of Bhutan. daccess-ods.un.org |
Кроме того, правительство указывает, что обвинитель (Генеральная прокуратура и […]Королевская бутанская полиция) […] предъявил г-же Вангмо официальные обвинения, и 28 декабря […]2010 года она была осуждена судом […]Дунгхага (окружным судом) за «взаимодействие с известными врагами Бутана» в соответствии со статьями 326, 327, часть b), и 328 Уголовного кодекса Бутана. daccess-ods.un.org |
com
Электроны и заряженные частицы. Электрический заряд
Электрическим зарядом называется свойство частиц и физических тел, характеризующее их взаимодействие с внешними и собственными электромагнитными полями. Электроны — это простейшие заряженные частицы. Как известно из элементарной школьной физики, любое физическое тело состоит из молекул, а те в свою очередь из атомов. Любой атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно за¬ряженных электронов, вращающихся вокруг ядра по орбитам, наподобие вращения планет вокруг Солнца.
Заряженные объекты притягиваются к другим заряженным частицам или объектам. Из той же школьной физики мы помним и простейшие практические опыты с электрическими зарядами. Например, если взять воздушный шарик и быстро потереть его о джемпер, а затем приложить его потертой стороной к стенке, то воздушный шарик прилипнет к ней. Это произошло потому, что мы зарядили воздушный шарик, и появилась электрическая сила притяжения между ним и стеной. (Хотя первоначально стена была не заряжена, на ней индуцировался заряд при приближении к ней воздушного шарика.)
Электрически заряженные тела и частицы бывают двух видов: отрицательные и положительные. Разноименные заряды притягиваются друг к другу, а одноименные отталкиваются. Хорошей аналогией этому служат обычные магнитики, которые притягиваются друг к другу разноименными полюсами и отталкиваются одноименными. Как мы уже говорили электроны имеют отрицательный заряд, а атомные ядра — положительный (в составе ядра имеются положительно заряженные протоны, а также не имеющие электрического заряда нейтроны).
В ядерной физике также рассматриваются частицы — позитроны, которые близки по свойствам электронам, но имеют положительный заряд. Хотя позитрон — это лишь физико-математическая абстракция — в природе позитронов не найдено.
Если у нас нет позитронов, то как же тогда можно зарядить объект положительно? Предположим, что имеется объект, который был заряжен отрицательно, потому что на его поверхности находятся 2000 свободных (то есть не связанных с ядрами конкретных атомов) электронов.
Рассматривая другой, подобный, объект, который имеет только 1000 свободных электронов на поверхности, можно сказать, что первый объект заряжен более отрицательно, чем второй. Но также можно сказать, что второй объект заряжен более положительно, чем первый. Это просто вопрос того, что математически принято за начало отсчета и с какой точки зрения смотреть на заряды.
Чтобы зарядить наш воздушный шарик, нужно выполнить определенную работу, и затратить энергию. Нужно преодолеть трение воздушного шарика о шерстяной джемпер.
В процессе трения электроны перемещаются с одной поверхности на другую. Следовательно, один объект (воздушный шарик) приобрел избыток свободных электронов и зарядился отрицательно, в то время как шерстяной джемпер потерял то же самое количество свободных электронов и зарядился положительно.
Электрический ток. Электродвижущая сила. Работа электрического тока
Следовательно, воздушный шарик должен прилипнуть к джемперу. Или нет? Безусловно, он будет притягиваться к джемперу, так как у этих двух тел электрические заряды противоположного знака. Но что произойдет, когда они соприкоснутся? Воз¬душный шарик не прилипнет! Это происходит потому, что положительно заряженные волокна джемпера прикоснутся к отрицательно заряженным областям воздушного шарика, и свободные электроны с поверхности шарика притянутся джемпером и вернутся на него, нейтрализуя, таким образом, заряд.
При соприкосновении шарика с джемпером, между ними возник поток свободных электронов, которым всегда сопровождаются электрические явления.
С этого момента можно прекратить отвлеченные разговоры о шариках и джемперах, и перейти непосредственно к электротехнике.
Электрон — частица очень маленькая (да и частица ли это вообще, либо сгусток энергии — физики до сих пор не пришли к единому мнению на сей счет) и имеет не¬большой заряд, поэтому необходима более удобная единица измерения электрического заряда, нежели количество свободных электронов на поверхности заряженного тела. Такой удобной единицей измерения электрического заряда является кулон (Кл). Теперь можно сказать, что если разность электрических зарядов между двумя телами составляет 1 кулон, то при их взаимодействии будет перемещено приблизительно 6 180 000 000 000 000 000 электронов. Разумеется, измерение в кулонах намного удобнее!
Морган Джонс
Ламповые усилители
Перевод с английского под общей научной редакцией к.т.н. доц. Иванюшкина Р Ю.
Терминология. Что такое электрофорез ?
Под электрофорезом понимают процесс разделения заряженных частиц в электрическом поле.
Многие биологически важные молекулы (белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты и др.) имеют в своем составе ионизирующие группы. Поэтому в биологических жидкостях (крови, лимфе и др.) они существуют в виде катионов и анионов. Помимо этого, молекулы имеющие примерно одинаковый заряд могут отличаться молекулярными массами и отношением заряда к массе. На этих различиях и основано разделение ионов при движении их в растворе под действием электрического поля.
Скорость перемещения зависит от величины заряда, а также в ряде случаев, от размера и формы молекул. Так как в большинстве случаев молекулы отличаются по своим физическим и химическим свойствам, то очень немногие из них имеют одинаковую электрофоретическую подвижность. Скорость движения частиц (см/с) при напряженности электрического поля 1 В/см называется электрофоретической подвижностью.
В зависимости от способа проведения электрофореза его делят на свободный или фронтальный, когда электрофоретическое разделение осуществляется в водной фазе и зональный, т.е. электрофорез на поддерживающей среде, когда разделение осуществляется на каком-либо инертном носителе (бумага, асбестовые пластины, целлюлоза, агаровый, крахмальный и полиакриламидный гели и др.).
Суть зонального электрофореза заключается в том, что раствор смеси веществ, подлежащих разделению вводят на определенный участок носителя, пропитанного электролитом. Биологический материал, подлежащий электрофоретическому разделению, растворяют или суспензируют в буфере, чтобы обеспечить проведение электрического тока, этим же буфером насыщают и носитель. В растворе между электродами ток обусловлен ионами буфера и образца, в остальной части цепи — электронами. После снятия электрического поля ионы исследуемой смеси распределятся в соответствии с их электрофоретической подвижностью. В клинико-лабораторных исследованиях чаще используется зональный электрофорез на агаре или полиакриламидном геле. При наложении электрического поля частицы подлежащей разделению смеси придут в состояние направленного движения (будут двигаться к противоположно заряженному полюсу) и распределятся на носителе в виде отчетливых зон, которые легко обнаружить соответствующим аналитическим методом.
Важными характеристиками процесса зонального электрофореза являются градиент потенциала (В/см) и сила тока, приходящаяся на 1 см поперечного сечения полосы (плотность тока — мА/см). Под градиентом потенциала понимают падение напряжения на 1 см носителя, расположенного между электродами. В зависимости от градиента потенциала различают низковольтный электрофорез (5-15 В/см) и высоковольтный (более 50 В/см). Низковольтный электрофорез используется для разделения высокомолекулярных соединений типа белков, липопротеинов, гликопротеинов и др. Высоковольтный электрофорез используется для разделения низкомолекулярных веществ, типа аминокислот, их производных и др. Так как различие в заряде и молекулярной массе у таких веществ невелико, то нужен большой градиент потенциала, чтобы произошло эффективное разделение частиц. Так как при этом происходит значительное разогревание носителя, требуются специальные устройства для его охлаждения.
В зависимости от целей исследования электрофорез делят на аналитический и препаративный. В клинико-биохимических исследованиях используют обычно аналитический электрофорез, который позволяет работать с очень небольшими количествами исследуемого вещества и вести их количественное определение. В тех случаях, когда требуется получить большое количество изучаемого вещества, необходимого для дальнейших исследований используют препаративный вариант электрофореза. Капиллярный электрофорез предполагает быстрое разделение с исключительной эффективностью и разрешением для аналитических задач, особенно когда возникают трудности при использовании жидкостной хроматографии.
Система капиллярного электрофореза показывает беспрецедентную ВЭЖХ — подобную чувствительность для широкого ряда аналитических задач. Преимущество капиллярного электрофореза в том, что для проведения различных методов разделения используется один прибор. Это делает капиллярный электрофорез очень гибким инструментом для широкого ряда различных применений при решении задач разделения.
В настоящее время для анализа биологических смесей все шире используется капиллярный электрофорез, при котором электрофоретическое разделение проводится в тонких капиллярах диаметром 25-200 мкм и длинной 10-100 см, заполненных буферным раствором. Под действием электрического поля (электрофорез проводится при напряжении 10000-30000 В) в капилляре создается электроосмотический поток, направленный к отрицательному полюсу, вместе с которым перемешаются и компоненты, подлежащие разделению. В зависимости от заряда и массы скорость их движения будет различной, что приводит к фракционированию смеси. В концевой точке капилляра разделенные компоненты количественно определяют, используя различные оптические детекторы Близким к электрофорезу является метод изоэлектрического фокусирования, когда разделение белков и некоторых других анализируемых веществ идет в зависимости от величины их изоэлектрических точек.
Изоэлектрической точкой называют такое состояние белковой молекулы, при котором ее суммарный заряд равен нулю. В методе изоэлектрического фокусирования вначале между электродами устанавливают градиент рН с помощью веществ особой химической природы, получивших название амфолитов-носителей. Заряженные молекулы белков в ходе опыта будут двигаться в направлении противоположно заряженного электрода в соответствии с их действительным зарядом. Так как молекулы белков амфотерны, то при перемещении в градиенте рН их суммарный заряд будет меняться до тех пор, пока он не станет равным 0. Это произойдет в том месте, где величина рН будет равна изоэлектрической точке. Поэтому молекулы с одинаковой изоэлектрической точкой сконцентрируются в одной узкой зоне.
| Abstract: | Применение изделий микроэлектроники в условиях космического пространства возможно при обеспечении защиты от специальных внешних воздействующих факторов, в том числе радиационного воздействия. Для цифровых интегральных микросхем, изготовленных по субмикронным КМОП-технологическим процессам, наибольшее влияние оказывают радиационные эффекты, вызванные воздействием тяжелой заряженной частицы. Применение специальных средств проектирования при разработке микросхем двойного назначения, с повышенной устойчивостью к воздействию тяжелых заряженных частиц, позволяет предотвратить возникновение одиночных событий. Таким образом, применение современных программных продуктов приборно-технологического моделирования в микроэлектронике при разработке элементной базы радиационностойких микросхем космического назначения обеспечит сокращение сроков разработки новых изделий, а также позволит модернизировать (повысить эксплуатационные характеристики) уже существующие приборные и схемотехнические решения. В работе представлены результаты моделирования воздействия тяжелой заряженной частицы с величиной линейной передачи энергии, равной 1,81, 10,1, 18,8, 55,0 МэВ·см 2 /мг, соответствующей ионам азота 15 N +4 с энергией E = 1,87 МэВ, аргона 40 Ar +12 с энергией E = 372 МэВ, железа 56 Fe +15 с энергией E = 523 МэВ, ксенона 131 Xe +35 с энергией E = 1217 МэВ, на электрические характеристики приборной структуры n-МОП-транзистора. Показаны зависимости максимального тока стока IС от траектории движения тяжелой заряженной частицы и температуры окружающей среды. The use of microelectronic products in outer space is possible if protection is provided against special external influencing factors, including radiation effect. For digital integrated circuits manufactured using submicron CMOS processes, the greatest influence is exerted by radiation effects caused by exposure to a heavy charged particle. The use of special design tools in the development of dual-purpose microcircuits, with increased resistance to the impact of heavy charged particles, prevents single events from occurring. Thus, the use of modern software products for device and technological modeling in microelectronics when developing the element base of radiation-resistant microcircuits for space purposes will cut the time to develop new products and make it possible to modernize (improve performance) already existing device and circuitry solutions. The paper delivers the results of modeling the impacts of heavy charged particles with a magnitude of linear energy transfer equal to 1.81, 10.1, 18.8, 55.0 MeV·cm 2 /mg, corresponding to nitrogen ions 15 N +4 with an energy E = 1,87 MeV; argon 40 Ar +12 with an energy E = 372 MeV; ferrum 56Fe +15 with an energy E = 523 MeV; xenon 131 Xe +35 with an energy E = 1217 MeV, on electrical characteristics of n-MOSFET device structure. The dependences of the maximum drain current IС on the motion trajectory of a heavy charged particle and the ambient temperature are shown. |
Электрическая заряженность частиц — Справочник химика 21
Особенности адгезии полимеров заключаются в формировании адгезионных связей, которые определяются структурами активных центров субстрата и адгезива. Предполагается, что на границе адгезив — субстрат действует механизм переноса электрона через второй электронный слой, при этом образуются электрически заряженные частицы. Аналогичные результаты были получены для эпоксидных смол [4], [c.8]Преподаватель измерит электрическую проводимость очищенной воды. Электрическая проводимость зависит от наличия растворенных электрически заряженных частиц в воде (см. разд. Б.6). Также будут измерены электропроводности дистиллированной воды и любого образца воды из-под водопроводного крана. Что эти эксперименты говорят о чистоте различных образцов воды [c.21]
Электролитами называют вещества, которые в растворе или расплаве распадаются на ионы —электрически заряженные частицы, способные к самостоятельному существованию в этих средах. Количество ионов каждого знака определяется стехиометрическими коэффициентами в формуле электролита при соблюдении закона электронейтральности, в соответствии с которым сумма положительных зарядов должна быть равна сумме отрицательных. Таким образом, несмотря на наличие ионов раствор остается электронейтральным. [c.429]
Теория электролитической диссоциации. Теория электролитической диссоциации создана С. Аррениусом в 1887 г. Основными положениями этой теории являются следующие. При растворении электролитов происходит диссоциация их молекул на электрически заряженные частицы — ионы. При этом устанавливается термодинамическое равновесие между образовавшимися ионами и не-продиссоциировавшими молекулами. Величина заряда иона совпадает с валентностью атома элемента или кислотного остатка, а число положительных зарядов равно числу отрицательных зарядов. Раствор в целом электронейтрален. Растворы электролитов проводят электрический ток (проводники второго рода). Так как диссоциация — процесс обратимый, то его принято обозначать двумя противоположными стрелками [c.207]
Электропроводность слабых электролитов. Согласно теории Аррениуса, молекулы электролитов в водном растворе диссоциируют на электрически заряженные частицы — ионы, которые и являются переносчиками электричества. Не все электролиты диссоциируют в одинаковой степени одни — сильные электролиты — диссоциируют в растворе полностью другие — слабые электролиты — диссоциируют частично. Электропроводность слабых электролитов определяется в основном степенью диссоциации, которая зависит от концентрации электролита и температуры. Процесс диссоциации бинарного электролита можно представить так [c.268]
Образцы грязной воды, которые вы очищали ранее, представляют собой иллюстрацию всех трех типов смесей. Они, несомненно, содержат некоторое количество частиц, достаточно больших для образования суспензии. Их устойчивая мутность показывает, что в них имеются также суспендированные коллоидные частицы. И даже полученные в конце концов очищенные образцы содержат атмосферные газы и электрически заряженные частицы. Следовательно, ваша очищенная вода в действительности является раствором. [c.37]
Связь называется ионной (гетерополярной) в том случае, когда между двумя атомами или группами атомов сильно преобладает электростатическое взаимодействие. Атом, содержащий равное число положительных и отрицательных зарядов, электронейтрален. Теряя или приобретая электрон, атом превращается в электрически заряженную частицу — ион. Электронную структуру иона легко установить. [c.19]
Гетерополярную форму представляет ионная связь, в которой водород выступает как электрически заряженная частица. В качестве электроотрицательного иона Н водород присутствует в гидридах щелочных и щелочноземельных металлов (ЬШ, СаНг) — солеобразных веществах, в которых положительным ионом является ион металла. Солеобразные гидриды энергично разлагаются водой лри обычной температуре с образованием водорода и гидрата окиси металла [c.21]
При гетеролитическом расщеплении связи образуются электрически заряженные частицы. Связующая пара электронов остается у одной из частиц, которая [c.305]
Электростатическое взаимодействие характерно для электрически заряженных частиц, в частности для полярных молекул. В последнем случае взаимодействие постоянных дипольных моментов называют ориентационным взаимодействием, при котором молекулы при сближении ориентируются наивыгоднейшим образом для обеспечения минимальной энергии системы. [c.94]
Подобным образом можно рассмотреть и более сложные процессы транспорта вещества и электрически заряженных частиц через мембраны. [c.327]
Под действием внешнего электрического поля в диэлектриках (к которым относятся и многие полимеры) нарушается статистически равновесное распределение электрически заряженных частиц, что приводит к появлению отличного от нуля результирующего электрического момента, т. е. наступает поляризация. Поляризацию количественно характеризуют вектором поляризации Р, равным электрическому моменту единицы объема диэлектрика. Если диэлектрик однороден и смещение зарядов одинаково во всех точках, то вектор Р одинаков по всему диэлектрику. Такую поляризацию называют однородной. Поверхностная плотность поляризационных зарядов равна нормальной составляющей Р в данной точке поверхности. [c.231]
С самого начала бурного развития атомной физики, т. е. с конца прошлого столетия, многое указывало на то, что атомы, из которых построена материя, в свою очередь также имеют дискретную, структуру и состоят из элементарных частиц . Большую роль при этом сыграло открытие дискретной природы электричества и доказательство существования свободных электронов. Уже Гельмгольц, основываясь на законах электролиза Фарадея, высказал предположение о том, что частицы обладают зарядом, кратным некоторому элементарному заряду . Электрон был первой элементарной электрически заряженной частицей, для которой определены заряд и масса, а также ис- [c.23]
Согласно законам классической электродинамики вращение электрически заряженной частицы вокруг некоторой оси дает магнитное поле, совпадающее по направлению с осью вращения. Такая система характеризуется магнитным моментом, пропорциональным угловому моменту количества движения, и эту модель можно использовать для положительно заряженного атомного ядра. [c.8]
Электрон, обладая собственным моментом количества движения (спином) и являясь электрически заряженной частицей, имеет магнитный момент [c.55]
Главной отличительной особенностью любого раствора электролита является способность проводить электричество, которая объясняется существованием в таких растворах электрически заряженных частиц — ионов. Доказательством наличия в растворе ионов могут служить и дру- [c.201]
Плазма — частично или полностью ионизированный газ, в котором концентрации пространственных зарядов, созданных положительно и отрицательно заряженными частицами, одинаковы или почти одинаковы. Частично ионизированный газ называют плазмой в том случае, если концентрация электрически заряженных частиц в нем достаточно велика и пространственный заряд оказывает существенное влияние на движение заряженных частиц. Плазма, состоящая только из электронов, положительно заряженных ионов и атомов какого-либо элемента, [c.246]
Элементарные процессы в плазме. Движение электрически заряженных частиц в плазме отличается от движения нейтральных частиц в газах. В обычном газе отдельная частица между двумя последовательными столкновениями движется с определенной постоянной скоростью, акт соударения можно представить как столкновение жестких шаров, путь отдельной частицы — ломаная зигзагообразная линия. При соударении нейтральных частиц направление движения и скорость меняются резко. В плазме заряженные частицы движутся под действием электрических полей ускоренно и замедленно. Ускоренное движение периодически заменяется замедленным, а замедленное — ускоренным. Траектория движения, как правило, — сложная зигзагообразная кривая, не содержащая прямолинейных участков. Плазма характеризуется большим числом разновидностей взаимодействий и соударений. Типичными взаимодействиями — соударениями являются нейтральная частица — нейтральная частица, ион — нейтральная частица, электрон — нейтральная частица, электрон — электрон, ион — ион. Взаимодействие заряженных частиц отличается от взаимодействия нейтральных атомов и молекул большим радиусом действия и коллективным характером. Каждый из перечисленных видов взаимодействий вносит свой индивидуальный вклад в физико-химические характеристики плазмы. Их строгий учет сталкивается с большими трудностями. [c.248]
Ниже в качестве примера дается картина электронных перегруппировок, происходящих при образовании электрически заряженных частиц —ионов из электронейтральных атомов натрия и хлора в. 5.—валентные электроны) [c.80]
Ионы — электрически заряженные частицы, образующиеся при отдаче или приобретении электронов атомами или группами атомов. [c.9]
Ионизация — процесс превращения электронейтральных атомов и молекул в электрически заряженные частицы — ионы. [c.28]
Метод положительных лучей. Метод основан на разделении электрически заряженных частиц, отличающихся своей массой или величиной заряда. Разделение проводится в приборе Дж. Дж. Томсона (19П г.), представляющем собой трубку Крукса (рис. 23), в которой катод сделан из свинца, снабжен длинным и тонким каналом, за которым размещена фотографическая камера. Куски мягкого железа и магнит, окружающие катод, служат для образования электрического и магнитного полей. [c.40]
Полярные соединения по сравнению с неполярными характеризуются наличием значительных молекулярных полей, в результате чего и происходит взаимодействие подобных молекул как между собой, так и с электрически заряженными частицами — ионами. [c.79]
Ионная [гетерополярная) решетка. В узлах пространственной решетки в этом случае находятся электрически заряженные частицы — ионы положительно заряженные — катионы и отрицательно заряженные — анионы. Ионные решетки характерны для множества неорганических соединений, принадлежащих ко всем их классам (разнообразные окислы, соли и т. д.). Ионное строение имеет также большинство минералов. [c.121]
Если все составные части молекулы связаны неионогенно, то имеем комплексные неэлектролиты (молекулы их в водном растворе на электрически заряженные частицы — ионы не распадаются). [c.222]
От двух других пучков по.д действием магнитного поля показывает, что эти пучки состоят кз электрически заряженных частиц. Противоположные же направления наблюдаемых откло.не-ний свидетельствуют о том, что в состав од юго пучка входят отрицательно заряженные частицы (этот вид излучения получил названне Р-л у чей), а в состав другого (названного а-лучами) — частицы, обладающие положительным зарядом. 3-Лучи оказались потоком быстро движущихся электронов. Это еще раз подтвердило, что электроны входят в состав атомов. [c.58]
Впервые гипотезу о существовании в таких растворах электрически заряженных частиц вещества — ионов (от греч. ion — идущий) — высказал С. Аррениус (1887). Б целом токопроводящий раствор остается электронейтральным, следовательно, в нем присутствуют и положительные, и отрицательные ионы, суммарные заряды которых взаимно компенсируют друг друга. [c.153]
И хотя при этом образуются электрически заряженные частицы, что само по себе термодинамически невыгодно (например, в органических реакциях частицы с противоположными электрическими зарядами обычно соединяются), это намного пере- [c.50]
Утверждение Аррениуса, что молекулы электролитов в момент растворения диссоциируют на электрически заряженные частицы — ионы, было смелым и революционным для того времени, когда строение атома еще не было разработано и совершенно непонятным было резкое изменение свойств атома или группы атомов, когда они приобретают заряд и становятся ионами. Аррениус смог объяснить многие явления, связанные со свойствами растворов электролитов, но он ие учитывал взаимодействия между молекулами растворенного вещества и растворителя. Поэтому его теория не охватывала сложных процессов химизма растворения, рассматриваемых в гидратной теории Д. И. Менделеева. Эти представления применительно к электролитам были развиты И. А. Каблуковым и В. А. Ки-стяковским и получили в дальнейшем подтверждения в исследованиях, развиваемых многими отечественными и зарубежными учеными. [c.207]
В рассмотренных явлениях полного или частичного смещения ионного равновесия можно проследить общую тенденцию, характеризующую поведение в растворе электрически заряженных частиц, которая вЬфажается в том, что смещение ионных равновесий идет преимущественно в том направлении, при котором происходит наиболее полное связывание ионов, а концентрации остающихся в растворе свободных, не связанных ионов принимают наименьшие возможные для данного случая значения. [c.128]
В некоторых веществах, например в обычной поваренной соли, атомы или их группы находятся не в нейтральной (незаряженной) форме, а в виде электрически заряженных частиц. Атомы могут приобрести или потерять электроны и образовать отрицательно или положительно заряженные частицы, называемые ионами. Некоторые вещества, известные как ионные вещества или ионные соединения, состоят именно из таких ионов. В любом кусочке вещества отрицательно и положительно заряженных ионов имеется очень много, но в целом это вещество электрически нейтрз.1Ы(о, так как общий отрицательный и общий положительный заряды одинаковы по величине. При растворении в воде ионных соединений отдельные ионы отделяются друг от друга и распределяются в воде. Обозначение (ад) вслед за символом данного иона, например Ыа (ад), означает, что ион находится в водном окружении (растворе). (В дальнейщем мы воспользуемся для этого обозначением (водн.). — Ред.) [c.44]
Как мы уже отмечали, ионы — это положительно или отрицательно электрически заряженные частицы. Положительные ионы называются катионами, а отрицательные — анионами. Ион может представлять собой либо отдельный заряженный атом, например Ыа или С1 , либо группи эовку из нескольких атомов, например N03″. [c.68]
Волновые пакеты, испускаемые при тепловом движении электрически заряженных частиц в стенках полости, распространяются со скоростью снета с, поскольку при исчезновении электрического поля возникает магнитное поле, которое, в спою очередь, исчезает, чтобы породить электрическое поле вдоль пути расиространеии — волны. Энергия Е, частота Vy, волновое чнсло v и длина волны X связаны соотношением Эйнштейна [c.452]
Первые три механизма кинетически неразличимы, однако второй и третий можно, вероятно, отличить от первого с помощью изотопного эффекта в деитерийсодержащем растворителе. Третий механизм должен быть чувствителен к влиянию ионной силы, и таким образом его можно отличить от второго, поскольку второй механизм не предполагает участия электрически заряженных частиц. Два последних механизма сходны между собой, однако третий предпочтительнее. При наличии хорошей уходящей груииы, вероятнее всего, реализуется первый механизм [53]. [c.198]
Средствами термодинамики невозможно тео[1етически определить область концентраций, в которой тот или иной реальный раствор можно считать разбавленным, равно как и степень точности, достигаемую при использовании для пего законов идеальных растворов. Эти вопросы приходится рендать опытным путем. Экспериментальные данные показывают, что растворы неэлектролитов ведут себя как разбавленные, если мольная доля растворенного вещества находится в пределах Л в 0,01. Встречаются и такие растворы, которые можно рассматривать как разбавленные при значениях Л в ДО 0,1 и даже выше. В растворах электролитов отклонения от идеальности проявляются уже при очень малом содержании растворенного вещества (Л в Ю ), вследствие наличия в них электрически заряженных частиц (ионов). [c.212]
Этой же общей тенденцией электрически заряженных частиц первоначально образовывать наименее диссоциированные соединения объясняется, например, образование иона HPO4 при гидролизе ортофосфата натрия [c.58]
В приведенных примерах смещения гетерогенных равновесий, равно как и а ранее рассмотренных примерах гомогенных равновесий (см. гл. И), проявляется общая тенденция, характеризующая поведение в растворе электрически заряженных частиц. Она заклю- [c.85]
Возможность метастабильного состояния на первый взгляд кажется необъяснимой, так как процесс уменьшения G (при Р, Т г= onst) при переходе от метастабильного состояния к стабильному всегда самопроизволен. Почему же тогда переохлажденный пар не превращается в жидкость Потому, что для образования достаточно малого зародыша стабильной фазы (капелек тумана) следует преодолеть торможение необходима затрата работы на создание новой поверхности раздела двух фаз. Процесс стабилизации сначала всегда сопровождается ростом энергии Гиббса, обуслопленным флуктуациями, которые приводят к наличию частиц, обладающих избыточной энергией. Поэтому процесс стабилизации не может протекать самопроизвольно до тех пор, пока зародышл не достигнут определенной величины или же пока в систему не будут искусственно введены эти зародыши, например в виде электрически заряженных частиц (снятие торможения). Таким образом, процесс может сопровождаться ростом Gi для этого необходимо, чтобы одновременно протекал процесс, убыль энергии Гиббса в котором компенсирует ее увеличение в первом процессе. [c.119]
Среди продуктов радиоактивного распада часто встречаются альфа-частицы, которые, как было показано, есть не что иное, как дважды ионизированные атомы гелия. Одним из способов наблюдения таких частиц служат сцинтилляции, которые вызываются частицами на флюоресцирующем экране, покрытом, например, сульфидом цинка. Если параллельный пучок альфа-частиц ударяется о флюоресцирующий экран, то на нем наблюдается изображение поперечного сечения пучка. Однако когда между источником и экраном помещают тонкую пленку, например золотую фольгу, то изображение увеличивается в размерах и становится несколько размытым. Этого и следовало ожидать ввиду того, что атомы фольги состоят из определенным образом расположенных электрически заряженных частиц, и альфа-частицы также заряжены, т. е. происходит рассеяние падающих частиц атомами фольги. При этом возникает вопрос, как данное распределение зарядов в атоме влияет на рассеяние падающих альфа-частиц. Используя свою модель атома, Томсон теоретически рассчитал, каково должно быть выражение для среднего отклонения частиц . Этот расчет вместе с вычислениями Резерфорда и опытами Гейгера показал, что для модели атома Томсона вероятность рассеяния альфа-частиц под большими углами близка к нулю. Однако Гейгер и Марсден экспериментально доказали , что приблизительно 1 из 8000 падающих на золотую фольгу альфа-частиц отклоняется на угол, больший 90°. Это не соответствовало модели Томсона, которая предполагала отклонения только на малые углы. [c.28]
Ионы. Ионы — это электрически заряженные частицы, образую-)циеся при отдаче пли ириобретеиин электронов атомами или группами атомов. [c.9]
Первый случай имеет место тог а, когда один из атомов притягивает осуществляющую валентную связь электронную пару гораздо сильнее другого. Очевидно, что в результате полного перетягивачия электронной пары первый атом приобретает один электрон, а второй егр теряет. Оба атома становятся поэтому электрически заряженными. Такие электрически заряженные частицы, образовавшиеся из атомов (или атомных групп) вследствие пот рв [c.87]
Выяснение природы межмолекулярных сил стало возможным лишь на основе учения о внутреннем строении вещества. Оказалось, что они являются силами электрического происхождения, притом способными проявляться в различных формах. Простейшую из этих форм определяет основной закон электростатики (Кулон, 1785 г.) сила взаимодействия двух электрически заряженных частиц прямо пропорциональна произведению ихзаря-дов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между их центрами. [c.101]
Значение ламп с генерацией отрицательно-заряженных ионов
На сегодняшний день все большее значение придается качеству воздуха внутри помещения, как новой общественной проблеме. Согласно EPA (Агентство по охране окружающей среды), до недавнего времени гораздо большее внимание уделялось состоянию внешней среды, а люди до конца не осознавали степень загрязнения воздуха внутри помещений. Специалисты агентства утверждают, что уровень химикатов в доме в 70 раз выше, чем за его пределами. По данным Всемирной Организации Здравоохранения 40% всех зданий представляют собой серьезную угрозу для здоровья из-за загрязнения воздуха внутри них.
Так как современные дома и здания строятся очень герметично, они блокируют проникновение природных очищающих агентов и способствуют возникновению болезнетворного микроклимата в помещениях, где среднестатистический человек проводит до 90% своего времени. Самым эффективным средством контроля загрязнения атмосферы является использование воздухоочистителя, вырабатывающего отрицательно-заряженные ионы.
«ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ИОН» — ЭТО ВИТАМИН СВЕЖЕГО ВОЗДУХА, ОСНОВА КРЕПКОГО ЗДОРОВЬЯ.
Когда мы бываем в горах, лесах и у водопадов, мы ощущаем прилив сил, наше психологическое и физическое состояние нормализуется. Одной из основных причин такого состояния является воздействие повышенного числа электрически заряженных частиц, содержащихся в атмосфере. Они способствуют поднятию настроения и обогащению кислородом, а также уменьшают уровень содержания гормонов стресса в нашем организме, в результате чего мы чувствуем себя энергичными и жизнерадостными.
В отличие от положительно-заряженных частиц, излучаемых телевизором, компьютером и другими электроприборами, ионная лампа нейтрализует воздействие ядовитых веществ на наш организм благодаря образованию отрицательно-заряженных ионов. Таким образом восстанавливается баланс ионизации в окружающей среде и устраняется плохое самочувствие, связанное со стрессами в нашей жизни.
Отрицательно-заряженный частицы часто называют «витамином воздуха» — когда мы их вдыхаем, они ускоряют метаболизм, поддерживают жизнеспособность организма, способствуют очищению крови, стабилизируют нервную систему, помогают восстановиться от усталости и улучшают аппетит.
Количество отрицательных ионов в лесу, у горячих источников, водопадов или вблизи океана составляет примерно 800-2000 на 1 см³. Когда чистый воздух находится в неподвижном состоянии, количество положительных и отрицательных ионов находится в соотношении 1:1.2. Д-р. Кругер (Университет Беркли, Калифорния, США), д-р Сулман (Университет Хибру, Иерусалим) и д-р Мур (Университет Минджуин) объявили следующие результаты своих исследований: если количество отрицательно-заряженных ионов превышает 1000 на см³, то наш мозг активизирует деятельность альфа-волны таким образом, что мы становимся способны подавить легкий случай приступа астмы и других заболеваний дыхательных путей. Таким образом, количество отрицательных ионов в воздухе имеет огромное значение для здоровья пациентов и эффективности лечения.
Репетитор-онлайн — подготовка к ЦТ
Пример 23. Заряженная частица с удельным зарядом 20,0 мКл/кг влетает со скоростью 10,0 м/с в плоский конденсатор перпендикулярно силовым линиям электростатического поля конденсатора, величина напряженности которого равна 300 В/м. Длина обкладок конденсатора составляет 8,00 мм. Пренебрегая силой тяжести частицы, найти ее смещение на выходе из конденсатора.
Решение. На рисунке показано направление силовых линий электростатического поля конденсатора и направление вектора скорости заряженной частицы.
Уравнения движения заряженной частицы в электростатическом поле задаются следующими выражениями:
- по горизонтальной оси Ox —
x = v 0x t = v 0t,
где v 0x — проекция начальной скорости частицы на указанную ось, v 0x = v 0 = const; v 0 — модуль начальной скорости частицы; t — время;
- вертикальной оси Oy —
y=v0yt+ayt22=at22,
где v 0y — проекция начальной скорости частицы на указанную ось, v 0y = 0; a y — проекция ускорения частицы на указанную ось, a y = a; a — модуль ускорения.
Модуль ускорения, вызванного кулоновской силой F кул, определяется формулой
a=Fкулm=qEm,
где q/m — удельный заряд частицы; E — величина напряженности электростатического поля конденсатора.
Пусть частица движется в конденсаторе в течение времени t = τ. Тогда на выходе из конденсатора ее координаты имеют следующие значения:
- горизонтальная координата —
x = v 0τ = l,
где l — длина обкладок конденсатора;
- вертикальная координата —
y=aτ22=h,
где h — смещение частицы от первоначального направления (искомая величина).
Записанные уравнения образуют систему, которая с учетом выражения для модуля ускорения приобретает вид
v0τ=l,qEτ22m=h.}
Решение системы относительно h дает формулу
h=qEτ22m=qEl22mv02.
Вычислим значение смещения частицы от первоначального направления:
h=20,0⋅10−3⋅300⋅(8,00⋅10−3)22⋅102=1,92⋅10−6 м=1,92 мкм.
Смещение заряженной частицы от первоначального направления за время движения в конденсаторе составляет 1,92 мкм.
Charged Particles — обзор
Когда заряженные частицы проходят через материю, их кулоновское электрическое поле будет взаимодействовать с атомными электронами и атомными ядрами в этой материи. Обычно при каждом столкновении теряется лишь небольшая часть кинетической энергии, и частицы претерпевают несколько взаимодействий, прежде чем они передадут всю свою кинетическую энергию веществу. Взаимодействие вызовет возбуждение и ионизацию атомов и испускание электромагнитного излучения, часто называемого тормозным излучением.В зависимости от типа заряженной частицы различные процессы взаимодействия более или менее важны, и часто описание взаимодействий заряженных частиц делится на легкие заряженные частицы (электроны и позитроны) и тяжелые заряженные частицы (ионы). Иногда ионы делятся на легкие ионы с Z ≤ 10 и тяжелые ионы с Z ≥ 10. Выбор Z несколько произвольный. Рисунок 1 упрощенно описывает перенос заряженных частиц в веществе для ионов и электронов.Механизмы, с помощью которых заряженные частицы теряют энергию или рассеиваются, можно разделить на четыре основных типа взаимодействий:
Рисунок 1. Схематическая диаграмма переноса иона и электрона через вещество.
Неупругие столкновения с атомными электронами . Это доминирующий механизм, с помощью которого тяжелые заряженные частицы и легкие заряженные частицы с низкой или средней энергией теряют свою энергию. В результате такого столкновения возникнут возбуждения и ионизации.Часто энергия, передаваемая испускаемому электрону, может быть достаточно высокой, чтобы электрон мог ионизировать новые атомы. Если энергия низкая, ионизируются только несколько атомов, и часто будет кластер из трех-четырех ионизаций, расположенных близко друг к другу. Если энергия выше, этот вторичный электрон называется δ-электроном.
Неупругое столкновение с ядром . Когда заряженная частица проходит мимо ядра, она отклоняется.При некоторых отклонениях заряженная частица теряет энергию, и эта энергия испускается в виде электромагнитного излучения, называемого тормозным излучением. Этот процесс взаимодействия в области энергий, используемых в медицинской физике, представляет интерес только для электронов и позитронов.
Упругое рассеяние на ядре . Когда частица отклоняется, не возбуждая ядро и не испуская излучения, происходит упругое рассеяние. Не только легкие заряженные частицы, но и тяжелые заряженные частицы, в частности частицы с низкой энергией, имеют высокую вероятность упругого рассеяния.
Упругое столкновение с атомными электронами . Падающий электрон может упруго отклоняться в поле атомных электронов. Эти процессы представляют интерес только для электронов очень низких энергий и не будут обсуждаться в этой главе.
Документ без названия
Документ без названияМатериал: Элейн Уилсон (Хомертон-колледж Кембридж)
Ричард Фейнман подвел итог, насколько важна модель атома, когда он сказал
Если в каком-то катаклизме все научные знания должны были быть уничтожены, и только одно предложение было передано следующему поколению существ, какое утверждение будет содержать больше всего информации в наименьшем количестве слова? Я считаю, что это атомная гипотеза (или атомарный факт, или что-то еще. вы хотите назвать это), что все вещи состоят из атомов, маленьких частиц, которые двигаться в постоянном движении, привлекая друг друга, когда они маленькие на расстоянии друг от друга, но отталкивающие друг от друга.В этом Вы увидите, что в одном предложении содержится огромное количество информации о мир, если приложить немного воображения и мышления.
Слово атом происходит от греческого слова atmos , что означает неделимой частицы, и греческим философам приписывают первые атомная теория. Теперь мы знаем, что атомы на самом деле можно разбить на субатомные. частицы. Более точное определение может заключаться в том, что элементы могут быть подразделены на атомы и что, хотя дальнейшее подразделение может иметь место, тождество исходного элемента будет потеряно.
На КС3 учащихся знакомят с моделью атомной конструкция, которую Эрнест Резерфорд разработал в конце 19 -го века. когда его команда исследовала внутреннюю часть атома. Солнечная система Резерфорда Модель теперь широко используется, особенно на GCSE, и может помочь объяснить, почему химические реакции происходят, когда электроны переходят от одной оболочки к другой.
Модель предполагает, что атомы состоят из более мелких субатомных частиц . В середине каждого атома находится ядро . Ядро содержит два типа субатомных частиц: протонов и нейтронов. Протоны имеют положительный электрический заряд, а нейтроны не имеют электрического заряда. заряжать. Третий тип субатомных частиц, электронов и , движутся вокруг ядро. Электроны имеют отрицательный электрический заряд. Атом обычно содержит равное количество положительно заряженных протонов и отрицательно заряженных электронов. Это делает сам атом электрически нейтральным. Электроны существуют в разных энергетические уровни вокруг ядра, называемые оболочками.Оболочка может вместить только ограниченное количество электронов, как показано в таблице один.
Атомы разных веществ имеют разные номера протонов в их ядре. Число протонов в ядре называется атомный номер и общее количество протонов и нейтронов называется массовое число .
атомов одного и того же элемента с разным количеством атомов нейтроны называют изотопами. Итак, все изотопы атома имеют одинаковые атомный номер, но другое массовое число. Изотопы имеют разные физические свойства, но их химические свойства одинаковы.
Ученики должны знать, что это модель как устроен атом и что электроны не существуют в виде точек и крестиков в двух измерениях. Ученикам также следует знать, что другие, более сложные модели существуют, и они могут столкнуться с ними позже в процессе обучения.
Самооценка
1 Как вы думаете, что вы бы увидели, если бы увеличили куча серного порошка как можно больше?
2 Опишите свойства отдельных атомов железа.
Содержание
Соединение атомов
Соединение атомов металла
Самооценка
Статический заряд
Статический зарядСтатический заряд
Элизабет Хейл
22 февраля 2000 г.
Краткое описание урока: Студенты поймут, что статический электричество состоит из электрического заряда на поверхности объекта путем прогнозирования и испытание эффекта трения двух воздушных шаров шерстяной тканью и пластиком и воздушные шары вместе.
Стандарты уровня обучения и содержания обучения: Четвертый класс
Студенты будут:
Связанное трение с предметами, заряженными статическим электричеством (AL 4.34)
Использовать методы, необходимые для научных исследований
— Распознавать несоответствия
-Демонстрация критического мышления
— Запись наблюдений
-Прогнозирование возможных результатов (AL 4.1)
Показывать привычки, необходимые для ответственного научного исследования.
-Любопытство
-Внимание к детали
-Объективность (AL 4.2)
Эффективное распространение научного содержания (AL 4.3)
Создавать ментальные, вербальные или физические представления идей, объектов и событий
(AL 4.4).
Распознавать влияние факторов, которыми управляют и которыми управляют, на исход событий (AL 4.5).
Общая информация для учителя: Вся материя состоит из крошечных частиц. Некоторые из этих частиц несут кусочки электричества, называемые электрическими зарядами. Электрические заряды несут ответственность за все электрические явления. Каждое вещество состоит из крошечных частиц называется атомами. Атомы состоят из протонов, электронов и нейтронов. Привлечение между протонами и электронами удерживает частицы вместе. Электрический заряд может быть либо положительный или отрицательный.Положительный электрический заряд называется протоном. Отрицательный электрический заряд — электрон. У нейтрона нет заряда. Отрицательные заряды могут свободно перемещаться из один объект к другому. Протоны и нейтроны никогда не перемещаются от объекта к объекту. В энергия, исходящая от этих заряженных частиц, называется электрической энергией.
Когда отрицательные заряды движутся к нейтральному объекту, электрический заряд накапливается. на обоих объектах. Первый объект имеет общий положительный заряд, а второй — общий отрицательный заряд.Когда объект получает электроны, он имеет избыток электронов и считается, что имеет отрицательный заряд. Когда объект теряет электроны, ему не хватает электронов, он имеет нехватку электронов и, как говорят, имеет положительный заряд. Наращивание электрических зарядов называется статическим электричеством.
Если объект заряжен статическим электричеством, на нем накапливаются электрические заряды. поверхность. Если объекты накапливаются из одинаковых зарядов, они отталкиваются.Если у объектов есть сборка Имея разнородные заряды, они будут притягиваться или притягиваться друг к другу. Сборы, которые накапливаются так не оставайтесь на заряженном объекте. Рано или поздно обвинения снимутся. Говорят, что когда статические заряды движутся от объекта, возникает электрический разряд.
Концепции, рассматриваемые на уроке:
Статическое электричество — это накопление электрических зарядов на объекте.
Как заряды отталкивают.
В отличие от обвинений привлекают.
Объекты имеют положительные и отрицательные частицы.
Электрон заряжен отрицательно.
Протон заряжен положительно.
У нейтрона нет заряда.
Положительно заряженный объект имеет больше протонов, чем электронов.
У отрицательно заряженного объекта больше электронов, чем протонов.
У нейтрального объекта такое же количество протонов, как и электронов.
Электроны или отрицательные заряды могут свободно перемещаться от объекта к объекту.
Материалы и оборудование: воздушных шаров (достаточно для каждой группы детей, чтобы иметь 2), веревка, шерстяная ткань, полиэтиленовая пленка, таблица данных, классная доска, мел
Процедуры:
Введение. Спросите студентов: «Вы когда-нибудь втирали воздушный шарик в волосы? Что? случилось? »Надеюсь, они ответят, что встал.Спросите: «Знаете, что заставляет его встать? Что ж, сегодня мы узнаем о статическом электричестве ».
1. Попросите учащихся поработать с партнером. И раздайте каждой группе все материалы (2 воздушные шары, 2 нити, шерстяная ткань, кусок полиэтиленовой пленки и дайте каждому ребенку данные Диаграмма). Возможно, вы захотите, чтобы они уже отключились, чтобы сэкономить время.
2. Дайте инструкцию. Скажите детям, что они будут следовать таблице данных (это подскажите, чем натирать воздушные шары).Скажите им, чтобы они держали воздушные шары около 10 в дюймах друг от друга, чтобы увидеть, как они реагируют друг на друга после того, как их натерли либо шерстяная, либо полиэтиленовая пленка.
3. Пусть студенты приступят к исследованию. Старайтесь не давать им слишком много указаний, пусть диаграмма данных будет их руководством. Пусть они откроют для себя столько, сколько могут. Обязательно попросите их записать свои наблюдения на диаграмме данных. Разрешать их около 20-25 минут на изучение.
4. Теперь отведите учеников от их столов к кругу на полу, чтобы коллоквиум. Это не позволит им отвлекаться на материалы. Пусть студенты расскажу, что они обнаружили. Обратите внимание на их открытия на доске. После они закончили рассказывать вам о том, что они обнаружили, спросите их, могут ли они прийти в какой-нибудь выводы о статическом электричестве.
5. При необходимости введите термины. Сделайте творческую драму, чтобы объяснить, как воздушные шары с одинаковые и непохожие заряды реагируют друг на друга.Пусть дети будут воздушными шарами. Есть они либо отталкивают, либо привлекают. Также вы можете продемонстрировать, как отрицательные электроны могут свободно перетекают от объекта к объекту и создают положительный или отрицательный заряд в объект. Пусть мальчики будут электронами, а девочки — протонами. Придут 4 мальчика и 4 девочки и повесьте по две штуки на листе плаката (каждый плакат представляет собой объект). Затем спросите, что могут сделать электроны, чтобы сделать один из объектов положительным. Потом отрицательный.
6. Теперь завершите коллоквиум, задав вопросы для оценки студентов. понимание концепций. Также проведите еще одну демонстрацию, чтобы увидеть, могут ли они сказать вы почему и событие произошло. (См. Оценку).
Оценка: Чтобы оценить студентов, я спрошу их на коллоквиуме, чтобы узнать, понять основные концепции статического электричества. Я смогу оценить их понимание по их ответам.Также я собираюсь провести демонстрацию с помощью воздушного шара. натереть шерстью и крошечными кусочками бумаги. Если они понимают концепции, они должны быть в состоянии сказать мне, как воздушный шар и листы бумаги будут реагировать друг на друга. Они также должен быть в состоянии сказать, почему воздушный шар притягивает клочки бумаги. Листы наблюдений что студенты, заполненные во время расследования, также будут использоваться как способ оценка. Я также буду оценивать через наблюдение.
Полезные интернет-ресурсы:
Технологические навыки:
Прогноз
Интерпретация данных
Вывод
Наблюдение
Связь
Критика:
Сегодня я провел урок статического электричества.Я чувствовал, что все прошло довольно гладко. я в дополнительном классе, а мой учитель не преподает естественные науки или математику, поэтому понятия не имел, что уровень, на котором они были, и чего я мог от них ожидать. Если честно, мне было страшно смерть. Мне казалось, что я их не знаю, и они меня тоже не знали. Это реально напугал меня контролировать класс и даже не знать имен детей. Это был Первый урок я провел в двух классах. Я провел урок в трех классах.Посредством В третий раз, когда я проводил урок, я чувствовал себя довольно уверенно и решил все нюансы, так что урок прошел более гладко. Моя главная цель на уроке заключалась в том, чтобы студенты развлечься, получая понимание статического электричества. Я думаю, что по большей части эти цели были достигнуты. Студенты определенно повеселились, и я думаю, что большинство студенты поняли понятие статического электричества. Некоторые были немного сбиты с толку.
Я мало рассказывал студентам о статическом электричестве до того, как они начали изучение.Я хотел, чтобы они открыли для себя как можно больше. я был неуверенный в том, сколько я должен рассказывать детям о статическом электричестве, прежде чем я начну урок. Единственное, что я в итоге представил, — это задать детям несколько вопросов. о статическом электричестве. (Например. Вы когда-нибудь расчесывали волосы расческой и он встал дыбом? Чем это вызвано?) Я бы так и представил урок опять таки. Я не давал им много инструкций, так как хотел, чтобы они открыли для себя самих себя.Я намеревался использовать лист наблюдений в качестве их руководства. У них действительно было не знаю, что делать. Некоторые не выполнили свое расследование правильно, и поэтому не получали правильных наблюдений. В следующий раз я бы поступил иначе. Давая более подробные инструкции не помешали бы им обнаружить сами концепции. Если бы мне пришлось повторить этот урок еще раз, я бы немного направил их через расследование, но позвольте им делать наблюдения и записывать их самостоятельно.Классы расширения сгруппированы по способностям. Первый класс, которому я преподала урок, был самый низкий уровень способностей. Им нужно было много наставлений. Группа верхнего уровня сделала очень хорошо с небольшими указаниями, которые им дали.
Сам эксперимент прошел неплохо. У меня уже были все материалы вместе и разложил по столам. В первый раз, когда я проводил урок, я заставлял детей взорвать свои воздушные шары и привяжите к ним шнурок.Многие дети нуждались в помощи и Мне потребовалось время, чтобы помочь им всем. Пока я помогал одним детям, другие продвигаются вперед и проводят свое расследование. Из-за этого все заканчивали по-разному. раз. Когда они закончили, они поиграли со своими воздушными шарами и стали довольно громкими. Вещи вышли из-под контроля. В следующий раз я бы уже взорвал воздушные шары и связать, и хранить их в мешке для мусора, чтобы их можно было быстро потерять.Тогда все смогут вместе начать расследование. Студентам очень понравилось тестирование материалов. Они записали свои наблюдения в лист данных, который был подробный и полный. Уровень шума во время расследования был довольно громким. Этот сначала добрались до меня, потому что вы не думаете о классе как о шумном месте. Но потом Я понял, что они просто обсуждают свои наблюдения. Когда они закончили В ходе расследования я попросил их положить воздушные шары на стол и терпеливо ждать.Это вообще не сработало. В итоге мне пришлось просто взять их воздушные шары и разместить их в задней части комнаты. Когда дети закончили, я попросил их сесть на пол в кружке для коллоквиума.
Коллоквиум прошел намного лучше, чем я ожидал. Я попросил группу делятся своими открытиями. Я их никак не подсказывал. У них было много вещей, чтобы поделитесь, так что у нас была действительно хорошая дискуссия. В одном классе один очень умный мальчик обнаружил много или он много знал об электричестве.Он взял на себя большую часть коллоквиума. я должен дали возможность другим детям поделиться своими открытиями. Я был просто таким шокирован тем, что он говорил, думаю, я просто хотел увидеть все, что он знал. Они обнаружил то, что я не собирался для них открывать. Один ребенок сказал: «Это (воздушный шар)» прилипает к моей рубашке «. На коллоквиуме я хотел, чтобы они могли высказаться, когда они хотели поделиться, но все пытались поговорить одновременно. Так что в итоге я заставил их поднять их руки.В следующий раз я обязательно начну коллоквиум с того, что расскажу детям как будет работать коллоквиум, и привести примеры. Нужно было немного больше структурирован, чтобы предотвратить хаос.
На первом уроке я не занимался творческой драмой. Дети немного запутались о том, как отрицательные заряды могут свободно течь от объекта к объекту и заставлять объект становятся положительно или отрицательно заряженными. В творческой драме наверняка бы прояснил их замешательство.На следующем уроке я попросил их разыграть творческую драму. Сначала я пусть студенты попробуют понять, что им делать. Они были еще немного запутались, поэтому я им помогал. После драмы они так хорошо поняли концепции. я Остался очень доволен результатами и результативностью творческой драмы.
В целом, самой большой проблемой, с которой я столкнулся во время этого урока, был класс. управление. Мне нужно было найти способ, который узнают дети, чтобы привлечь их внимание.Поскольку в комнате было довольно шумно, мне пришлось крикнуть, чтобы привлечь их внимание. Мой голос мягкий и я были проблемы с привлечением их внимания. И как я уже сказал ранее, у меня были бы все свои материалы готовы, чтобы дети могли вместе начать свои исследования и, надеюсь, закончить примерно в то же время. Это предотвратило бы много хаоса.
К концу урока я почувствовал, что ученики достаточно хорошо изучили понимание статического электричества.Я провел с ними групповое занятие, чтобы прояснить любые недопонимания и оценить их. Они объяснили мне, что они думали происходит и почему. При необходимости я мог их исправить. Я думал, что это было очень эффективное завершение урока. Я обязательно проведу этот урок таким же образом снова с небольшими изменениями. Студентам было очень весело проводить этот урок. После того как мы Когда закончили, они спросили меня, можем ли мы провести еще эксперименты.
Электрические поля — Силы, действующие на заряженные частицы — Редакция высшей физики
Все электрически заряженные объекты окружены электрическим полем.
Есть два типа электрического заряда:
В электрическом поле заряженная частица или заряженный объект испытывает силу. Если силы, действующие на какой-либо объект, неуравновешены, это приведет к ускорению объекта.
Имея это в виду:
- Если два объекта с одинаковым зарядом поднести друг к другу, создаваемая сила будет отталкивающей, она раздвинет их.
- Если два объекта с противоположными зарядами поднести друг к другу, сила будет притягивающей, она будет притягивать их друг к другу.
Три приведенных выше диаграммы являются примерами электрических полей.
Линии на диаграммах — это силовые линии. Они показывают, как заряженные частицы будут двигаться в электрическом поле.
Направление стрелки показывает направление, в котором будет двигаться положительно заряженная частица. Расстояние между силовыми линиями указывает на силу силы. Если линии расположены близко друг к другу, сила будет больше, например, близко к заряженной частице в радиальном поле.
В однородном поле силовые линии параллельны. Это означает, что сила одинакова во всех точках поля.
Отрицательно заряженные частицы, например электроны, будут двигаться в направлении, противоположном стрелке.
Вот два стержневых магнита с железными опилками, показывающие магнитное притяжение между противоположными полюсами:
Лувр
Погода: Молния | Эксплораториум
Погода: Молния | Exploratorium Драматическая молния перед запуском STS-8
Фото НАСА — Центр космических полетов им. Маршалла
Боковые панели:
Рона ХипшманаПричины и причины фейерверков природы
Гром хорош, гром впечатляет; но молнии делают работу.
—Марк ТвенНесколько грозовых разрядов, которые случались у нас в Сан-Франциско, когда я был ребенком, были пугающими зрелищами, из-за которых я нырял под одеяло в постели. Когда я стал старше, страх уступил место (частично) любопытству. Как работала молния? Я слышал, что вспышка молнии произошла, когда два облака столкнулись друг с другом. Но даже в нежном и впечатлительном возрасте такое объяснение казалось довольно глупым. Во время большинства гроз небо было полностью покрыто облаками, и я никогда не видел молний, когда в небе были только отдельные облака.Здесь работало что-то еще.
Чтобы понять молнию, мне нужно было узнать о природе электричества: что это такое и как оно движется. Я обнаружил, что все в мире состоит из электричества и что электрические силы несут ответственность за то, чтобы удерживать предметы вместе, а иногда и за их разрушение.
Все состоит из атомов, которые, в свою очередь, состоят из заряженных частиц. Все заряженные частицы бывают двух типов: положительные и отрицательные (или положительные и отрицательные).Минусовые частицы — это электроны, а плюсовые — гораздо более тяжелые протоны, которые похоронены глубоко в ядре. (В ядре также есть тяжелые нейтральные частицы, называемые нейтронами, но на самом деле они не входят в нашу историю.)
Когда вы подносите два заряженных объекта друг к другу, что-то происходит. Если два заряда имеют одинаковый знак (плюс и плюс или минус и минус), они будут отталкиваться друг от друга. Привлечут два заряда с противоположными знаками. Величина электрической силы зависит от двух вещей; насколько сильно заряжены объекты и расстояние между ними.Чем больше заряда, тем большую силу ощущает каждый заряд. По мере увеличения расстояния между зарядами сила быстро уменьшается. Сила тяжести, сила притяжения другого типа, в миллиарды раз слабее, чем электрическая сила.
Здравствуй! ни! да! Вот человек из кремня, это я! Четыре молнии зигзагообразно проносятся от меня, ударяют и возвращаются.
— Военный напев навахоОдно из проявлений электрических сил в природе — это гроза.Удар молнии — это кратковременный, но большой ток отрицательного заряда, который проходит от облака к земле по «проводу» из молекул воздуха, которые были ионизированы или разорваны на части.
Внутри грозы разделяются электрические заряды. Теплые восходящие потоки поднимают вверх положительные заряды, оставляя нижнюю часть облака заряженной отрицательно. Притяжение между землей и отрицательными зарядами в нижней части облака создает удар молнии, короткий ток отрицательного заряда, который проходит от облака к земле.
Ужасающая сила удара молнии берет начало в грозовом облаке, где заряды каким-то образом разделяются. Существует несколько сложных теорий, которые пытаются объяснить действительный механизм разделения зарядов, но никто не знает, что именно разделяет заряды в грозовом облаке. Считается, что капли воды в облаке каким-то образом становятся отрицательно заряженными и, будучи тяжелее окружающего воздуха, падают на дно облака. Между тем, оставшиеся положительные ионы уносятся вверх к вершине облака теплыми восходящими потоками внутри грозового течения.По мере того, как разделяется все больше и больше зарядов, части облака становятся настолько заряженными, что электрические силы разрывают близлежащие молекулы воздуха, создавая все больше заряженных фрагментов.
Поскольку на земле под облаком гораздо меньше отрицательных зарядов, чем на нижней части облака, существует притяжение между землей и нижней частью облака. Следовательно, любые электроны, высвобождаемые около облака, тянутся к земле. По мере движения эти электроны сталкиваются с молекулами воздуха, которые находятся на их пути, разрушая молекулы и создавая больше заряженных фрагментов.Все новые отрицательные фрагменты тянутся вниз вместе с исходными электронами, и мы получаем образование электрической лавины.
Лавина не утихла бы, если бы не более тяжелые и вялые положительные заряды, которые остались позади. Они имеют тенденцию притягивать ускоряющуюся армию электронов обратно к облаку. Но все больше электронов постоянно высвобождается в облаке, и они устремляются на помощь замедляющимся электронам внизу, усиливая свою гонку вниз.Этот процесс замедления электронов и их спасения с помощью подкрепления повторяется снова и снова. Первая партия электронов движется резкими 150-футовыми шагами по извилистой дороге к земле.
Эта первоначальная исследовательская миссия формирует так называемый «ступенчатый лидер», названный в честь его движения «старт-стоп». Ступенчатому лидеру требуется около 5/1000 секунды при движении со скоростью около 240 миль в секунду, чтобы добраться от облака до земли. Когда лидер приближается к земле, он может вытянуть поток положительных зарядов (называемый стримером) вверх от земли, чтобы встретить его.Когда ступенчатый лидер достигает земли или стример подбегает, чтобы присоединиться к ступенчатому лидеру, электрическое соединение между облаком и землей завершается. Ионизированные молекулы воздуха лидера достаточно хорошо проводят электричество, а путь заряженных частиц действует как провод, соединяющий сильно отрицательное облако и положительное заземление. Этот ионизированный воздух становится траекторией основного разряда молнии.
Первые заряды, которые почувствуют связь, оказываются у земли.Легкие и подвижные отрицательные заряды быстро ускоряются по проводу ионизированного воздуха. В своем безумном рывке на землю отрицательные заряды сталкиваются с воздухом, заставляя его светиться как неоновая вывеска — только в тысячи раз ярче и голубовато-белого цвета. Воздух у земли первым начинает светиться, но по мере того, как электроны все выше и выше чувствуют связь и начинают ускоряться, воздух все выше и выше также начинает светиться. Несмотря на то, что все отрицательные заряды перемещаются от облака к земле, яркая вспышка молнии перемещается от земли к облаку за 1/10 000 секунды, перемещаясь на 61 000 миль в секунду! Перегретый воздух взрывно расширяется наружу, создавая ударную волну, которую мы слышим как гром.Яркая вспышка светящегося воздуха называется обратным ударом, поскольку она движется от земли к облаку, противоположно движущимся зарядам.
Обратный ход разряжает область облака, но облако может быстро реорганизоваться, и было замечено, что до 40 ударов используют один и тот же заряженный канал. Если вам сказали, что молния никогда не ударяет дважды в одно и то же место, не верьте! Обычно молния поражает более одного раза!
В ударе молнии довольно много энергии, около 250 киловатт-часов.При нынешней стоимости энергии это будет около 16,75 доллара. Звучит не так уж и много, но с таким количеством энергии вы могли бы поднять 2000-фунтовый автомобиль на 62 мили!
Молния не всегда проходит от облака к земле. Если две части облака заряжены сильно (и противоположно), молния действительно может произойти внутри облака. Молния также может переходить из одного облака в другое.
Типичный тип молнии называется полосовой или раздвоенной молнией.(Фотография справа от НАСА — Центр космических полетов им. Маршалла.) Если канал молнии продувается ветром во время многократного разряда, каждый последующий удар смещается на небольшое расстояние, что делает его похожим на ленточную молнию. В редких случаях кажется, что молния распадается на бусинки, которые сохраняются в течение одной секунды, необъяснимая форма, называемая бусинкой или цепной молнией. Иногда вспышка молнии скрывается за облаками, которые затем ярко освещаются. Во время этой листовой молнии кажется, что вспышка исходит отовсюду.Самая противоречивая форма молнии — шаровая молния. Шаровая молния никогда не наблюдалась с научной точки зрения, и многие вообще сомневаются в ее существовании. Сообщается, что это происходит во время или сразу после удара молнии поблизости и описывается как светящийся шар света, который плавает вдоль заборов, крыш или через открытый воздух. Жюри по поводу шаровой молнии еще не принято.
Молния поражает вершину горы.
— Гораций (65 г. до н. Э. — 8 г. до н. Э.))Кажется, что молния поражает одни объекты больше, чем другие. В Нью-Йорке излюбленной целью является Эмпайр-стейт-билдинг. Также предпочтительны высокие деревья. Как правило, вероятность удара по высоким объектам выше. Почему это? Проще говоря, высокий объект приближает землю к облаку. Лидер, ища самый легкий путь, естественно, направится к любому участку возвышенности. Наблюдая эту тенденцию в своих знаменитых экспериментах по запуску воздушных змеев, Бенджамин Франклин решил, что он установит металлический стержень на самой высокой части своей крыши.От стержня на крыше он протянул тяжелую проволоку к другому металлическому стержню, который он воткнул глубоко в землю. Он полагал, что если молния ударит в его дом, она, скорее всего, ударит в самую высокую точку, металлический стержень, а провод безопасно проведет электричество в землю через металлический столб. Он был прав. Его изобретение громоотвода с тех пор спасло миллионы долларов и тысячи жизней (фото слева от НАСА — Центр космических полетов им. Маршалла).
Во время грозы безопаснее всего находиться внутри большого здания, оборудованного громоотводами.Транспортное средство, такое как автомобиль, обеспечивает полную защиту, окружая вас металлом, который безопасно проводит заряд молнии к земле. Но если вас поймают на улице, не стойте под деревом. Дерево действует как громоотвод, и если вы становитесь частью проводящего пути к земле, вам до свидания. Даже если ток от удара молнии не повредит и не убьет вас, дерево может. Когда ток молнии проходит через дерево, сочная внутренняя часть может быть нагрета до точки кипения, и дерево может взорваться! Когда молния ударяет в землю, заряды выходят наружу по земле.Если вы стоите рядом, расставив ноги, ток будет течь вверх по одной ноге и вниз по другой, возможно, убивая вас. Многие животные погибают от молнии, потому что не могут держать ноги вместе. Если бы они это сделали, то потеряли бы равновесие.
Итак, теперь я кое-что знаю о молнии. Но мысль о том, что все эти суетящиеся взад и вперед обвинения хоть и интересны, но не делают зрелище менее впечатляющим или менее пугающим. Теперь я сижу и смотрю световое шоу, но все еще чувствую желание нырнуть за укрытиями.
Электризующая личность
Не верьте старой поговорке о том, что молния никогда не ударяет в одно и то же место дважды. Бывший рейнджер парка Рой «Гибель» Салливан никогда этого не делал. Согласно Книге рекордов Гиннеса, Салливан получил сомнительную репутацию самого пораженного молнией человека из когда-либо зарегистрированных. С 1942 года до своей смерти в 1983 году в Роя Салливана семь раз ударила молния. Первый удар молнии пробил ногу Салливана и оторвал ему большой ноготь на ноге.В 1969 году в результате второго удара ему сгорели брови и он потерял сознание. Еще один удар, нанесенный годом позже, обожгло его плечо. В 1972 году его волосы были подожжены, и Рою пришлось вылить на голову ведро воды, чтобы остыть. В 1973 году еще один болт пробил его шляпу и ударил его по голове, снова поджег его волосы, выбросил из грузовика и сшиб его левую туфлю. В результате шестого удара в 1976 году он получил травму лодыжки. Последняя молния, поразившая Роя Салливана, отправила его в больницу с ожогами груди и живота в 1977 году.Салливан никогда не мог объяснить это странное и нежелательное электрическое влечение.
В Древнем Риме члены Коллегии авгуров угадывали волю богов, наблюдая на южном небе в поисках молний, птиц и падающих звезд. Молния, проходящая слева направо, была благоприятным предзнаменованием; молния, проходящая справа налево, была знаком того, что Юпитер не одобрял текущие политические события. Кроме того, всякий раз, когда авгуры сообщали о каких-либо признаках молнии, магистраты Рима были обязаны отменить все публичные собрания на следующий день.Отчеты авгуров стали политически полезными для отсрочки нежелательных встреч, отсрочки принятия законов или предотвращения выборов определенных магистратов народными собраниями.
В средневековой Европе и Англии звонить в церковный колокол было опасным занятием. Во время грозы было обычным делом громко звонить в церковные колокола, чтобы не дать молнии поразить высокий церковный шпиль. Некоторые почувствовали, что звон колоколов разогнал злых духов, которые пытались уничтожить церковь огнем; другие утверждали, что звон колоколов нарушал удары молнии.(Вторая причина объясняет распространенную надпись на средневековых колоколах: Fulgura Frango, что означает «Я разбиваю молнии».) С 1753 по 1786 год молния ударила в 386 французских церковных башен. От удара молнии по канатам колокола погибли 103 французских звонаша. В 1786 году французское правительство окончательно объявило этот обычай вне закона.
В восемнадцатом веке церковные своды часто использовались для хранения большого количества пороха. Сочетание высокого шпиля и взрывоопасного содержимого часто оказывалось опасным.В 1769 году молния ударила в башню Сен-Назер в Брешии, где хранилось 100 тонн пороха. В результате взрыва была разрушена шестая часть города, погибло 3000 человек. Вызванные молнией взрывы хранящегося пороха продолжались до 1800-х годов. Еще в 1856 году молния ударила в церковь Св. Жана на острове Родос, порох, хранившийся в хранилищах, взорвался, и 4000 человек погибли.
В 1753 году Бенджамин Франклин опубликовал описание первого громоотвода в Альманахе бедного Ричарда.Начиная с этой публикации. Многие так называемые стержни Франклина были установлены на зданиях в американских колониях. В 1760 году стержень Франклина спас дом в Филадельфии от прямого удара молнии. К 1764 году стержни были довольно распространены в домах и церквях. Громоотвод был впервые использован в Англии в 1760 году на маяке Эддистоун, деревянной конструкции, которая ранее была разрушена молнией.
Несмотря на успех устройства Франклина, некоторые рассматривали его как опасность, утверждая, что заостренные стержни, которые предпочитал Франклин, на самом деле привлекали удары молнии в здание.Эти ученые выступали за громоотводы с тупым концом. который. они чувствовали, что они отводят любую удару молнии, но не притягивают молнию к зданию.
Споры по поводу заостренных и тупых стержней стали вопросом политики, а не науки. Король Георг III отдавал предпочтение стержням с тупым концом. отождествление заостренных стержней с мятежными американскими колониями. Это политическое соображение заставило Ост-Индскую компанию удалить заостренные стержни из пороховых складов на Суматре, один из которых впоследствии был разрушен ударом молнии.
Р. Фейнман, Р. Лейтон и М. Сэндс. «Глава 9: Электричество в атмосфере». В лекциях Фейнмана по физике. Том 2. Рединг, Массачусетс: издательство Addison-Wesley Publishing Company, Inc., 1966.
Харрис, Джек. «Огонь Господень». New Scientist, 20/27 декабря 1984 г.
Лэнсфорд, Генри. «Глобальный контур». Мозаика. Май / июнь 1983 г.
Вимейстер, Питер Э. «Книга молний». Кембридж, Массачусетс: MIT Press, 1972.
В Эксплоратории экспонаты сгруппированы в секции, отмеченные надземными знаками.Чтобы помочь вам найти экспонаты, связанные со статьями в этом выпуске, мы отметили в скобках название раздела или, если выставка не связана с разделом, местоположение выставки.
Гигантский электроскоп (электричество)
Подобные электрические заряды отталкивают друг друга, разрывая две петли нити.
Электростатические гаджеты (электричество)
Эти устройства разделяют положительные и отрицательные заряды в обычном веществе, генерируя полезную электроэнергию.
Плюсы и минусы (Электричество)
Потирая пластиковую лопатку о шерсть, вы можете генерировать электрические заряды, заставляющие стружку из пенополистирола прыгать и танцевать.
Страница погоды NOAA
NOAA’a отличный сбор данных и ссылки на другие сайты погоды в сети.Указатели молнии
Учебное пособие по физике: нейтральный против заряженных объектов
Как обсуждалось в предыдущем разделе Урока 1, атомы являются строительными блоками материи.Есть разные типы атомов, известные как элементы. Атомы каждого элемента отличаются друг от друга количеством протонов, присутствующих в их ядрах. Атом, содержащий один протон, является атомом водорода (H). Атом, содержащий 6 протонов, является атомом углерода. А атом, содержащий 8 протонов, — это атом кислорода.
Количество электронов, окружающих ядро, будет определять, является ли атом электрически заряженным или электрически нейтральным. Количество заряда одного протона равно количеству заряда, которым обладает один электрон.Протон и электрон имеют равное количество заряда, но противоположного типа. Таким образом, если атом содержит равное количество протонов и электронов, атом описывается как электрически нейтральный . С другой стороны, если в атоме неравное количество протонов и электронов, то атом электрически заряжен (и фактически, тогда его называют ионом , а не атомом). Любая частица, будь то атом, молекула или ион, которая содержит меньше электронов, чем протонов, считается положительно заряженной .И наоборот, любая частица, которая содержит больше электронов, чем протонов, считается отрицательно заряженной .
| Заряженные и незаряженные частицы | ||
Положительно заряженный | Отрицательно заряжено | Без заряда |
Протонов больше, чем электронов | Имеет больше электронов, чем протонов | Равное количество протонов и электронов |
В предыдущем разделе Урока 1 атом был описан как небольшое и плотное ядро из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов, окруженное оболочками из отрицательно заряженных электронов.Протоны прочно связаны в ядре и не могут быть удалены обычными способами. В то время как электроны притягиваются к протонам ядра, добавление энергии к атому может убедить электронов покинуть атом. Точно так же электроны внутри атомов других материалов можно убедить покинуть свои собственные электронные оболочки, и станут членами электронных оболочек других атомов из разных материалов. Короче говоря, электроны — это мигранты, они постоянно находятся в движении и всегда готовы испытать новую атомную среду.
Все объекты состоят из этих атомов. Электроны, содержащиеся в объектах, склонны перемещаться или мигрировать к другим объектам. Процесс, когда электрон покидает один материальный объект, чтобы поселиться (возможно, только временно) в другом объекте, является обычным повседневным явлением. Даже когда вы читаете слова на этой веб-странице, некоторые электроны, вероятно, проходят через монитор и прилипают к вашей одежде (при условии, что вы используете этот ресурс в Интернете) (и носите одежду).Если бы вы прошли по ковру к двери в комнату, электроны, скорее всего, соскочили бы с атомов вашей обуви и переместились бы на атомы ковра. И когда одежда падает в сушилку, весьма вероятно, что электроны на одном предмете одежды переместятся с атомов на атомы другого предмета одежды. В общем, для того, чтобы электроны переместились от атомов одного материала к атомам другого материала, должен быть источник энергии, мотив и путь с низким сопротивлением .
Причина и механизмы этого движения электронов будут предметом Урока 2. Пока достаточно сказать, что заряженные объекты содержат неравное количество протонов и электронов. У заряженных объектов дисбаланс заряда — либо отрицательных электронов больше, чем положительных протонов, либо наоборот. А нейтральные объекты имеют баланс заряда — равное количество протонов и электронов. Принцип, изложенный ранее для атомов, может быть применен к объектам.Объекты с большим количеством электронов, чем протонов, заряжены отрицательно; объекты с меньшим количеством электронов, чем протонов, заряжены положительно.
В этом обсуждении электрически заряженных и электрически нейтральных объектов нейтрон не принимается во внимание. Нейтроны, будучи электрически нейтральными, в этом устройстве роли не играют. Их присутствие (или отсутствие) не будет иметь прямого отношения к тому, заряжен объект или нет. Их роль в атоме заключается просто в обеспечении стабильности ядра, но этот предмет не обсуждается в «Классе физики».Когда дело доходит до драмы статического электричества, электроны и протоны становятся главными героями.
Начисление в размереКак и масса, заряд объекта является измеримой величиной. Заряд, которым обладает объект, часто выражается с помощью научной единицы, известной как Coulomb . Так же, как масса измеряется в граммах или килограммах, заряд измеряется в кулонах (сокращенно C). Поскольку один кулон заряда представляет собой аномально большое количество заряда, единицы микрокулонов (мкКл) или нанокулонов (нКл) чаще используются в качестве единицы измерения заряда.Чтобы проиллюстрировать величину 1 кулон, объекту потребуется избыток 6,25 x 10 18 электронов, чтобы иметь общий заряд -1 C. И, конечно же, объект с нехваткой 6,25 x 10 18 электронов будет иметь общий заряд +1 кл.
Заряд одного электрона равен -1,6 x 10 -19 Кулон. Заряд одиночного протона равен +1,6 x 10 -19 кулонов. Количество заряда на объекте отражает степень дисбаланса между электронами и протонами на этом объекте.Таким образом, чтобы определить полный заряд положительно заряженного объекта (объекта с избытком протонов), нужно вычесть общее количество электронов из общего количества протонов. Эта операция дает количество избыточных протонов. Поскольку один протон вносит заряд +1,6 x 10 -19 кулонов в общий заряд атома, общий заряд можно вычислить, умножив количество избыточных протонов на +1,6 x 10 -19 кулонов. Аналогичный процесс используется для определения общего заряда отрицательно заряженного объекта (объекта с избытком электронов), за исключением того, что количество протонов сначала вычитается из количества электронов.
Этот принцип проиллюстрирован в следующей таблице.
| Объект | Количество избыточных протонов / электронов | Количество и вид заряда (Q) объекта в кулонах (C) |
| А | 1 x 10 6 избыточных электронов | -1.6 х 10 -13 С |
| В | 1 x 10 6 избыточных протонов | +1,6 х 10 -13 С |
| С | 2 x 10 10 избыточных электронов | -3,2 х 10 -9 С |
| D | 3.5 x 10 8 избыточных протонов | +5,6 х 10 -11 С |
| E | 4.67 x 10 10 избыточных электронов | -7,5 х 10 -9 С |
В заключение, электрически нейтральный объект — это объект, который имеет баланс протонов и электронов.Напротив, заряженный объект имеет дисбаланс протонов и электронов. Определение количества заряда на таком объекте включает процесс подсчета ; общее количество электронов и протонов сравнивается, чтобы определить разницу между количеством протонов и электронов. Эта разница умножается на 1,6 x 10 -19 кулонов, чтобы определить общее количество заряда на объекте. Тип заряда (положительный или отрицательный) определяется количеством протонов или электронов в избытке.
Мы хотели бы предложить … Иногда просто прочитать об этом недостаточно. Вы должны с ним взаимодействовать! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивных материалов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного зарядного устройства. Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Charging Interactive — это электростатическая «игровая площадка», которая позволяет учащемуся исследовать различные концепции, связанные с зарядом, взаимодействиями зарядов, процессами зарядки и заземлением.Как только вы освоитесь с концепциями, коснитесь кнопки «Играть» своим игровым лицом.
Используйте свое понимание заряда, чтобы ответить на следующие вопросы. По завершении нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.
1. ИСТИНА или ЛОЖЬ : положительно заряженный объект содержит все протоны и не содержит электронов.
2. ИСТИНА или ЛОЖЬ : отрицательно заряженный объект может содержать только электроны без сопутствующих протонов.
3. ИСТИНА или ЛОЖЬ : электрически нейтральный объект содержит только нейтроны.
4.Определите следующие частицы как заряженные или незаряженные. Если они заряжены, укажите, заряжены ли они положительно или отрицательно. (n = нейтрон, p = протон, e = электрон)
5. Рассмотрим рисунок справа с нейтральным атомом кислорода.
а. Объясните, что должно произойти, чтобы атом кислорода стал отрицательно заряженным.г. Объясните, что должно произойти, чтобы атом кислорода стал положительно заряженным.
6. Определите количество и тип заряда объекта, у которого на 3,62 x 10 12 протонов больше, чем электронов.
7. Заполните следующие утверждения:
После довольно утомительного подсчета (и довольно громкого рассказа) учитель физики определяет, что содержится очень маленький образец объекта…
а. … 8,25749 x 10 17 протонов и 5,26 x 10 14 электронов; заряд на этот объект составляет ____ кулонов.
г. … 3,12 x 10 14 протонов и 4,5488 x 10 16 электронов; заряд на этот объект составляет ____ кулонов.
г. … 2,40277 x 10 19 протонов и 9,88 x 10 16 электронов; заряд на этот объект составляет ____ кулонов.
г. … 2,6325 x 10 15 протонов и 2.6325 х 10 15 электронов; заряд на этот объект составляет ____ кулонов.
8. Количество заряда, переносимого молнией, оценивается в 10 кулонов. Какое количество лишних электронов переносит молния?
9. Ответьте на следующее заявление учащегося:
«Положительно заряженный объект — это объект, в котором имеется избыток положительных электронов.»Что происходит с заряженными частицами, пришедшими от Солнца, после того, как они попадают в атмосферу Земли?
Спросил: Хелен Лам
Ответ
После 2-5 дней путешествия в космосе плазма Солнца достигает магнитного поля Земли, сжимая ее на дневной стороне Земли и вытягивая ее в «хвост» на ночной стороне.Однако большинство из них вращаются вокруг Земли магнитным полем и попадают в «хвост».Магнитный хвост разделен на две части слоем плазмы. Линии магнитного поля от северного и южного полюсов Земли тянутся в своих половинах, так что поля находятся в оппозиции. Электроны и протоны в каждой половине плазмы вращаются в противоположном направлении, образуя огромное «динамо» с положительным полюсом на стороне плазменного слоя, обращенной к рассвету, и отрицательным полюсом, обращенным к вечеру.«Динамо» приводится в движение током заряженных частиц между двумя полюсами.
Когда вспыхивает северное сияние, происходит следующее. Солнечный ветер усиливается, и магнитный хвост становится нестабильным. Заряженные частицы ныряют внутрь к центру хвоста, заставляя его увеличиваться в длину и сужаться. Частицы притягивают силовые линии магнитного поля к центру, где они встречаются, вызывая магнитное «короткое замыкание». Это особенно характерно для двух полюсов «динамо-машины», где накапливается большое количество энергии.