Od približne 1000 sekúnd (pre voľný neutrón) do zanedbateľného zlomku sekundy (od 10-24 do 10-22 s pre rezonancie).

Štruktúru a správanie elementárnych častíc študuje fyzika elementárnych častíc.

Všetky elementárne častice sa podriaďujú princípu identity (všetky elementárne častice rovnakého typu vo vesmíre sú úplne identické vo všetkých svojich vlastnostiach) a princípu dualizmu časticových vĺn (každá elementárna častica zodpovedá de Broglieovej vlne).

Všetky elementárne častice majú vlastnosť vzájomnej premeny, ktorá je dôsledkom ich interakcií: silná, elektromagnetická, slabá, gravitačná. Interakcie častíc spôsobujú transformácie častíc a ich agregátov na iné častice a ich agregáty, ak také transformácie nie sú zakázané zákonmi zachovania energie, hybnosti, momentu hybnosti, elektrického náboja, baryonového náboja atď.

Základné charakteristiky elementárnych častíc: životnosť, hmotnosť, spin, elektrický náboj, magnetický moment, baryónový náboj, leptónový náboj, podivnosť, izotopový spin, parita, parita náboja, G-parita, CP-parita.

klasifikácia

Do života

• Stabilné elementárne častice - častice, ktoré majú nekonečne dlhú životnosť vo voľnom stave (protón, elektrón, neutríno, fotón a ich antičastice).
• Nestabilné elementárne častice - častice, ktoré sa v konečnom čase rozpadnú na ďalšie častice vo voľnom stave (všetky ostatné častice).

Omšou

Všetky elementárne častice sú rozdelené do dvoch tried:

• Bezhmotné častice sú častice s nulovou hmotnosťou (fotón, gluón).
• Častice s nenulovou hmotnosťou (všetky ostatné častice).

Najväčší chrbát

Všetky elementárne častice sú rozdelené do dvoch tried:

Podľa druhov interakcií

Elementárne častice sa delia do nasledujúcich skupín:

Zložené častice

• Hadróny sú častice, ktoré sa podieľajú na všetkých druhoch základných interakcií. Pozostávajú z kvarkov a sú rozdelené na:
  • mezóny - hadróny s celočíselným spinom, to znamená, že sú to bozóny;
  • baryóny sú hadróny s polčíselným spinom, to znamená fermióny. Patria sem najmä častice, ktoré tvoria jadro atómu - protón a neutrón.

Základné (bezštruktúrne) častice

• Leptóny sú fermióny, ktoré majú formu bodových častíc (to znamená, že z nich nič nie je) až do mierok rádovo 10 −18 m. Nezúčastňujú sa na silných interakciách. Účasť na elektromagnetických interakciách bola experimentálne pozorovaná iba pre nabité leptóny (elektróny, mióny, tau leptóny) a nebola pozorovaná pre neutrína. Existuje 6 druhov leptónov.
• Kvarky sú frakčne nabité častice, ktoré tvoria hadróny. Neboli pozorované vo voľnom stave (na vysvetlenie absencie takýchto pozorovaní bol navrhnutý obmedzovací mechanizmus). Rovnako ako leptóny sú rozdelené do 6 typov a považujú sa za bezštruktúrne, avšak na rozdiel od leptónov sa zúčastňujú silných interakcií.
• Meracie bozóny sú častice, cez ktoré sa uskutočňujú interakcie:
  • fotón - častica, ktorá prenáša elektromagnetickú interakciu;
  • osem gluónov - častice nesúce silnú interakciu;
  • tri stredné vektorové bozóny W + , W - a Z 0, nesúci slabú interakciu;
  • graviton je hypotetická častica, ktorá prenáša gravitačnú interakciu. Existencia gravitónov, aj keď zatiaľ nie je experimentálne dokázaná kvôli slabosti gravitačnej interakcie, sa považuje za dosť pravdepodobnú; graviton však nie je súčasťou štandardného modelu elementárnych častíc.

Podobné videá

Elementárne veľkosti častíc

Napriek širokej škále elementárnych častíc sa ich veľkosť zmestila do dvoch skupín. Veľkosti hadrónov (baryóny aj mezóny) sú asi 10 - 15 m, čo je priemerná vzdialenosť medzi kvarkami, ktoré do nich vstupujú. Veľkosti základných bezštruktúrnych častíc - bozóny meradla, kvarky a leptóny - sa v rámci experimentálnej chyby zhodujú s ich bodovou veľkosťou (horná hranica priemeru je asi 10 −18 m) ( pozri vysvetlenie). Ak sa v ďalších experimentoch nenájdu konečné veľkosti týchto častíc, môže to znamenať, že veľkosti bozónov, kvarkov a leptónov rozchodu sa blížia k základnej dĺžke (čo sa veľmi pravdepodobne môže ukázať ako Planckova dĺžka rovná 1,6 × 10 - 35 m) ...

Treba však poznamenať, že veľkosť elementárnej častice je pomerne zložitý koncept, ktorý nie je vždy v súlade s klasickými konceptmi. Po prvé, princíp neurčitosti neumožňuje striktne lokalizovať fyzickú časticu. Vlnový paket predstavujúci časticu ako superpozíciu presne lokalizovaných kvantových stavov má vždy konečnú veľkosť a určitú priestorovú štruktúru a veľkosť paketu môže byť dosť makroskopická - napríklad elektrón v experimente s interferenciou na dvoch štrbinách „cíti“ obidve štrbiny interferometra vzdialené od seba v makroskopickej vzdialenosti ... Po druhé, fyzikálna častica mení štruktúru vákua okolo seba a vytvára „plášť“ krátkodobých virtuálnych častíc - párov fermion-antifermion (viď polarizácia vákua) a bozónov - nosičov interakcií. Priestorové rozmery tejto oblasti závisia od nábojov rozchodu, ktoré vlastní častica, a od hmotností medziľahlých bozónov (polomer škrupiny masívnych virtuálnych bozónov je blízky ich Comptonovej vlnovej dĺžke, ktorá je naopak nepriamo úmerná ich hmotnosti). Takže polomer elektrónu z pohľadu neutrín (je medzi nimi možná iba slabá interakcia) je približne rovnaký ako Comptonova vlnová dĺžka W bozónov, ~ 3 × 10 −18 m, a veľkosť oblasti silnej interakcie hadrónu je určená Comptonovou vlnovou dĺžkou najľahšieho z hadrónov, pi-mezónu (~ 10 −15 m), pôsobiaci tu ako nosič interakcie.

histórie

Pojem „elementárna častica“ pôvodne znamenal niečo úplne elementárne, prvú tehlu hmoty. Keď však boli v päťdesiatych a šesťdesiatych rokoch objavené stovky hadrónov s podobnými vlastnosťami, ukázalo sa, že prinajmenšom hadróny majú vnútorný stupeň voľnosti, to znamená, že nie sú elementárne v užšom slova zmysle. Toto podozrenie sa ešte potvrdilo, keď sa ukázalo, že hadróny sú zložené z kvarkov.

Fyzici sa teda posunuli o niečo ďalej do štruktúry hmoty: leptóny a kvarky sú dnes považované za najelementárnejšie bodové časti hmoty. Pre nich (spolu s bozónmi s rozchodom) platí základné častice “.

Teória strún, ktorá sa aktívne vyvíja približne od polovice 80. rokov, predpokladá, že elementárne častice a ich interakcie sú dôsledkom rôznych spôsobov vibrácií obzvlášť malých „strún“.

Štandardný model

Štandardný model elementárnych častíc obsahuje 12 fermiónových aróm, ich zodpovedajúcich antičastíc, ako aj bozóny s mierkou (fotón, gluóny, W- a Z-bozóny), ktoré prenášajú interakcie medzi časticami, a Higgsov bozón objavený v roku 2012, ktorý je zodpovedný za prítomnosť inertnej hmoty v časticiach. Štandardný model sa však do veľkej miery považuje skôr za dočasnú teóriu než za skutočne zásadný, pretože nezahŕňa gravitáciu a obsahuje niekoľko desiatok voľných parametrov (hmotnosti častíc atď.), Ktorých hodnoty z teórie priamo nevyplývajú. Možno existujú elementárne častice, ktoré štandardný model nepopisuje - napríklad graviton (častica, ktorá hypoteticky nesie gravitačné sily) alebo supersymetrickí partneri bežných častíc. Celkovo model popisuje 61 častíc.

fermióny

12 príchutí fermionov je rozdelených do 3 skupín (generácií) po 4 časticiach. Šesť z nich sú kvarky. Zvyšných šesť sú leptóny, z ktorých tri sú neutrína a zvyšné tri nesú jednotkový záporný náboj: elektrón, mión a tau leptón.

Generácie častíc

Prvá generácia	Druhá generácia	Tretia generácia
electron: e -	muon: μ −	Tau lepton: τ −
Elektronické neutríno: v e	Muónové neutríno: ν μ	Tau Neutrino: ν τ (\\ Displaystyle \\ nu _ (\\ tau))
u-kvark ("hore"): u	c-kvark („začarovaný“): c	t-kvark ("pravda"): t
d-kvark („dole“): d	s-kvark („divný“): s	b-kvark („rozkošný“): b

antičastice

Existuje tiež 12 fermionických antičastíc zodpovedajúcich vyššie uvedeným dvanástim časticiam.

antičastice

Prvá generácia	Druhá generácia	Tretia generácia
positron: e +	Pozitívny mión: μ +	Pozitívny tau lepton: τ +
Elektronické antineutrino: ν ¯ e (\\ Displaystyle (\\ bar (\\ nu)) _ (e))	Muónové antineutríno: ν ¯ μ (\\ Displaystyle (\\ bar (\\ nu)) _ (\\ mu))	Tau antineutrino: ν ¯ τ (\\ Displaystyle (\\ bar (\\ nu)) _ (\\ tau))
u-antiquark: u ¯ (\\ Displaystyle (\\ bar (u)))	c-antiquark: C ¯ (\\ Displaystyle (\\ bar (c)))	t-antiquark: t ¯ (\\ Displaystyle (\\ bar (t)))
d-antiquark: d ¯ (\\ Displaystyle (\\ bar (d)))	s-antiquark: s ¯ (\\ Displaystyle (\\ bar (s)))	b-antiquark: b ¯ (\\ Displaystyle (\\ bar (b)))

kvarky

Kvarky a antikvarky sa nikdy nenašli v slobodnom stave - vysvetľuje to fenomén

Elementárna častica je najmenšia, nedeliteľná častica, ktorá nemá štruktúru.

ZÁKLADY ELEKTRODYNAMIKY

elektrodynamika - odbor fyziky, ktorý skúma elektromagnetické interakcie. Elektromagnetické interakcie - interakcie nabitých častíc. Hlavným predmetom štúdia v elektrodynamike sú elektrické a magnetické polia vytvorené elektrickými nábojmi a prúdmi.

Téma 1. Elektrické pole (elektrostatika)

Elektrostatika -odvetvie elektrodynamiky, ktoré študuje interakciu stacionárnych (statických) nábojov.

Nabíjačka.

Všetky telá sú elektrifikované.

Elektrifikovať telo znamená dodať mu elektrický náboj.

Elektrifikované telesá interagujú - lákajú a odpudzujú.

Čím viac sú elektrifikované telesá, tým viac interagujú.

Elektrický náboj je fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje vlastnosť častíc alebo telies vstupovať do elektromagnetických interakcií a je kvantitatívnym meradlom týchto interakcií.

Súhrn všetkých známych experimentálnych faktov vedie k nasledujúcim záverom:

· Existujú dva druhy elektrických nábojov, ktoré sa bežne nazývajú kladné a záporné.

Poplatky neexistujú bez častíc

· Poplatky je možné prenášať z jedného orgánu do druhého.

· Na rozdiel od hmotnosti tela elektrický náboj nie je integrálnou charakteristikou daného tela. Jeden a ten istý orgán za rôznych podmienok môže mať rozdielny náboj.

· Elektrický náboj nezávisí od voľby referenčného rámca, v ktorom sa meria. Elektrický náboj nezávisí od rýchlosti pohybu nosiča náboja.

· Rovnako ako poplatky odpudzujú, na rozdiel od poplatkov priťahujú.

Jednotka SI - prívesok

Elementárna častica je najmenšia, nedeliteľná častica, ktorá nemá štruktúru.

Napríklad v atóme: elektrón ( , protón ( , neutrón ( .

Elementárna častica môže, ale nemusí mať náboj: , ,

Elementárny náboj - náboj patriaci k elementárnej častici, najmenšej, nedeliteľnej.

Elementárny náboj - elektrónový náboj modulo.

Poplatky elektrónu a protónu sú číselne rovnaké, ale v znamení:

Elektrifikácia tel.
Čo znamená „makroskopické nabitie tela“? Čo určuje náboj každého orgánu?

Všetky telesá sú tvorené atómami, ktoré zahŕňajú kladne nabité protóny, záporne nabité elektróny a neutrálne častice - neutróny . Protóny a neutróny sú súčasťou atómových jadier, elektróny tvoria elektrónový obal atómov.

V neutrálnom atóme sa počet protónov v jadre rovná počtu elektrónov v obale.

Makroskopické telesá pozostávajúce z neutrálnych atómov sú elektricky neutrálne.

Atóm danej látky môže stratiť jeden alebo viac elektrónov alebo získať ďalší elektrón. V týchto prípadoch sa neutrálny atóm zmení na kladne alebo záporne nabitý ión.

Elektrizujúce telesá– proces získavania elektricky nabitých telies z elektricky neutrálnych.

Telá pri kontakte navzájom elektrizujú.

Pri kontakte sa časť elektrónov z jedného tela prenáša do druhého, obe telesá sú elektrifikované, t.j. prijímať poplatky rovnakej veľkosti a opačného znamienka:
„Prebytok“ elektrónov v porovnaní s protónmi vytvára v tele náboj „-“;
„Nedostatok“ elektrónov v porovnaní s protónmi vytvára v tele náboj „+“.
Náboj ľubovoľného telesa je určený počtom prebytočných alebo nedostatočných elektrónov v porovnaní s protónmi.

Poplatok je možné prenášať z jedného tela do druhého iba v častiach obsahujúcich celý počet elektrónov. Elektrický náboj tela je teda samostatná veličina, ktorá je násobkom náboja elektrónu:

Môžete stručne a stručne odpovedať na otázku: „Čo je to elektrický náboj?“ Na prvý pohľad sa to môže zdať jednoduché, ale v skutočnosti sa to ukáže oveľa komplikovanejšie.

Vieme, čo je to elektrický náboj

Faktom je, že na modernej vedomostnej úrovni stále nemôžeme rozložiť koncept „náboja“ na jednoduchšie komponenty. Toto je základný, takpovediac primárny koncept.

Vieme, že ide o určitú vlastnosť elementárnych častíc, mechanizmus interakcie nábojov je známy, môžeme náboj zmerať a využiť jeho vlastnosti.

To všetko je však dôsledok empiricky získaných údajov. Povaha tohto javu nám stále nie je jasná. Preto nemôžeme jednoznačne určiť, čo je elektrický náboj.

Preto je potrebné odhaliť celú škálu konceptov. Vysvetlite mechanizmus interakcie nábojov a popíšte ich vlastnosti. Preto je ľahšie pochopiť, čo toto tvrdenie znamená: „daná častica má (nesie) elektrický náboj.“

Prítomnosť elektrického náboja na častici

Neskôr sa však podarilo zistiť, že počet elementárnych častíc je oveľa väčší a že protón, elektrón a neutrón nie sú nedeliteľnými a základnými stavebnými materiálmi vesmíru. Sami sa môžu rozložiť na komponenty a zmeniť sa na iné typy častíc.

Preto názov „elementárna častica“ teraz obsahuje pomerne veľkú triedu častíc, menšej veľkosti ako atómy a jadrá atómov. V tomto prípade môžu mať častice širokú škálu vlastností a kvalít.

Avšak taká vlastnosť ako elektrický náboj je iba dvoch typov, ktoré sa konvenčne nazývajú kladné a záporné. Prítomnosť náboja na častici je jej vlastnosťou odpudzovať alebo priťahovať inú časticu, ktorá tiež nesie náboj. Smer interakcie v tomto prípade závisí od typu poplatkov.

Poplatky s rovnakým menom sú odrazené, na rozdiel od poplatkov sa účtujú. V tomto prípade je sila interakcie medzi nábojmi veľmi veľká v porovnaní s gravitačnými silami obsiahnutými vo všetkých telesách vo vesmíre bez výnimky.

Napríklad v jadre vodíka je elektrón nesúci záporný náboj priťahovaný k jadru pozostávajúcemu z protónu nesúceho kladný náboj, so silou 1039-krát väčšou ako sila, s ktorou je rovnaký elektrón priťahovaný protónom v dôsledku gravitačnej interakcie.

Častice môžu, ale nemusia byť nabité, v závislosti od typu častíc. Nie je však možné „odstrániť“ náboj z častice, rovnako ako je nemožná aj existencia náboja mimo častice.

Okrem protónu a neutrónu nesú náboj aj niektoré ďalšie typy elementárnych častíc, avšak iba tieto dve častice môžu existovať donekonečna.

Vo vesmíre každé telo žije vo svojom vlastnom čase a rovnako aj základných elementárnych časticiach. Životnosť väčšiny elementárnych častíc je dosť krátka.

Niektoré sa rozpadajú okamžite po narodení, a preto ich nazývame nestabilné častice.

Po krátkom čase sa rozpadnú na stabilné: protóny, elektróny, neutrína, fotóny, gravitóny a ich antičastice.

Najdôležitejšie mikroobjekty v našom blízkom vesmíre sú protóny a elektróny... Niektoré zo vzdialených častí vesmíru môžu pozostávať z antihmoty, najdôležitejšie častice budú antiproton a antielektron (pozitrón).

Celkovo bolo objavených niekoľko stoviek elementárnych častíc: protón (p), neutrón (n), elektrón (e -), ako aj fotón (g), pi-mezóny (p), mióny (m), neutrína troch typov (elektronické ve, muonické vm, s leptonom proti t) atď. zjavne prinesie viac nových mikročastíc.

Spawn častíc:

Protóny a elektróny

Počiatky protónov a elektrónov siahajú približne do desiatich miliárd rokov.

Ďalším typom mikroobjektov, ktoré majú zásadnú úlohu v štruktúre blízkeho vesmíru, sú neutróny, ktoré majú spoločný názov s protónom: nukleóny. Samy o sebe sú neutróny nestabilné, rozpadajú sa asi desať minút po ich vzniku. Môžu byť stabilné iba v atómovom jadre. V hlbinách hviezd, kde sa z protónov rodia atómové jadrá, sa neustále objavuje obrovské množstvo neutrónov.

neutríno

Vesmír tiež neustále produkuje neutrína podobné elektrónu, ale bez náboja a s nízkou hmotnosťou. V roku 1936 bola objavená celá rada neutrín: muónové neutrína, ktoré vznikajú pri premene protónov na neutróny, vo vnútri supermasívnych hviezd a pri rozpade mnohých nestabilných mikroobjektov. Narodia sa, keď sa kozmické lúče zrazia v medzihviezdnom priestore.

Veľký tresk spôsobil, že sa objavilo obrovské množstvo neutrín a miónových neutrín. Ich počet vo vesmíre sa neustále zvyšuje, pretože nie sú absorbovaní prakticky žiadnou hmotou.

fotón

Rovnako ako fotóny, aj neutrína a muónové neutrína vypĺňajú celý priestor. Tento jav sa nazýva „neutrínové more“.
Od čias Veľkého tresku zostáva veľmi veľa fotónov, ktoré nazývame reliktné alebo fosílne fotóny. Celý vesmír je nimi naplnený a ich frekvencia, a teda aj energia, sa s rozširovaním vesmíru neustále zmenšuje.

V súčasnosti sa všetky vesmírne telesá, predovšetkým hviezdy a hmloviny, podieľajú na formovaní fotonickej časti vesmíru. Fotóny sa rodia na povrchu hviezd z energie elektrónov.

Zlúčenina častíc

V počiatočnom štádiu vzniku vesmíru boli všetky základné elementárne častice voľné. Potom tu neboli jadrá atómov, planéty, hviezdy.

Atómy a z nich planéty, hviezdy a všetka hmota vznikli neskôr, keď prešlo 300 000 rokov a žiarovka sa počas expanzie dostatočne ochladila.

Iba neutríno, muónové neutríno a fotón sa nedostali do žiadneho systému: ich vzájomná príťažlivosť je príliš slabá. Zostali voľnými časticami.

Už v počiatočnom štádiu vzniku vesmíru (300 000 rokov po jeho narodení) sa voľné protóny a elektróny spojili do atómov vodíka (jeden protón a jeden elektrón, viazané elektrickou silou).

Protón sa považuje za hlavnú elementárnu časticus nábojom +1 a hmotnosťou 1 672 10 −27 kg (o niečo menej ako 2 000-krát ťažšia ako elektrón). Protóny, uväznené v hmotnej hviezde, sa postupne zmenili na hlavnú budovu „železa“ vesmíru. Zároveň každý z nich oslobodil jedno percento svojej oddychovej hmoty. V supermasívnych hviezdach, ktoré sú na konci svojej životnosti stlačené na malé objemy v dôsledku vlastnej gravitácie, môže protón stratiť takmer pätinu svojej pokojovej energie (a teda pätinu svojej pokojovej hmoty).

Je známe, že „stavebné mikrobloky“ vesmíru sú protóny a elektróny.

Nakoniec, keď sa protón a antiproton stretnú, nevznikne žiadny systém, ale všetka ich zvyšková energia sa uvoľní vo forme fotónov ().

Vedci tvrdia, že akoby tu bola aj strašidelná základná elementárna častica graviton, ktorá prenáša gravitačnú interakciu podobnú elektromagnetizmu. Prítomnosť gravitónu však bola dokázaná iba teoreticky.

Náš Vesmír vrátane Zeme teda vznikol a teraz predstavuje hlavné elementárne častice: protóny, elektróny, neutrína, fotóny, gravitóny a mnoho ďalších otvorených a neobjavených mikroobjektov.

« Fyzika - 10. ročník

Najskôr zvážte najjednoduchší prípad, keď sú elektricky nabité telesá v pokoji.

Nazýva sa oddiel elektrodynamiky venovaný štúdiu rovnovážnych podmienok elektricky nabitých telies elektrostatika.

Čo je to elektrický náboj?
Aké sú poplatky?

Slovami elektrina, elektrický náboj, elektrický prúd stretli ste sa mnohokrát a zvykli ste si na ne. Skúste však odpovedať na otázku: „Čo je to elektrický náboj?“ Samotný koncept náboj - toto je základný, primárny koncept, ktorý sa na súčasnej úrovni rozvoja našich vedomostí nezredukuje na žiadne jednoduchšie, elementárne pojmy.

Skúsme najskôr zistiť, čo sa myslí pod výrokom: „Toto teleso alebo častica má elektrický náboj.“

Všetky telá sú postavené z najmenších častíc, ktoré sú nedeliteľné na jednoduchšie a preto sa nazývajú elementárne.

Elementárne častice majú hmotnosť a vďaka tomu sú k sebe priťahované podľa zákona univerzálnej gravitácie. Keď sa vzdialenosť medzi časticami zväčšuje, gravitačná sila klesá inverzne so štvorcom tejto vzdialenosti. Väčšina elementárnych častíc, aj keď nie všetky, má navyše schopnosť vzájomne na seba pôsobiť silou, ktorá tiež klesá inverzne so štvorcom vzdialenosti, ale táto sila je mnohonásobne väčšia ako sila gravitácie.

Takže v atóme vodíka, ktorý je schematicky znázornený na obrázku 14.1, je elektrón priťahovaný k jadru (protón) silou 10 39-krát väčšou ako sila gravitačnej príťažlivosti.

Ak častice navzájom interagujú so silami, ktoré sa zmenšujú so zväčšujúcou sa vzdialenosťou rovnako ako sily univerzálnej gravitácie, ale mnohonásobne presahujú sily gravitácie, potom hovoria, že tieto častice majú elektrický náboj. Samotné častice sa nazývajú nabitá.

Existujú častice bez elektrického náboja, ale neexistuje elektrický náboj bez častice.

Interakcia nabitých častíc sa nazýva elektromagnetické.

Elektrický náboj určuje intenzitu elektromagnetických interakcií, rovnako ako hmotnosť určuje intenzitu gravitačných interakcií.

Elektrický náboj elementárnej častice nie je špeciálnym mechanizmom v častici, ktorý by sa z nej dal odstrániť, rozložiť na jednotlivé súčasti a znovu zostaviť. Prítomnosť elektrického náboja v elektróne a iných časticiach znamená iba existenciu určitých silových interakcií medzi nimi.

V zásade nič o poplatku nevieme, ak nepoznáme zákony týchto interakcií. Znalosť zákonov interakcie by mala byť súčasťou nášho chápania poplatku. Tieto zákony nie sú ľahké a je nemožné ich zhrnúť do niekoľkých slov. Preto nie je možné poskytnúť dostatočne uspokojivé krátke vymedzenie pojmu nabíjačka.

Dva príznaky elektrického náboja.

Všetky telá majú hmotu, a preto sú navzájom priťahované. Nabité telá sa môžu navzájom priťahovať aj odpudzovať. Táto najdôležitejšia skutočnosť, ktorá je vám známa, znamená, že v prírode existujú častice s elektrickým nábojom opačných znamienok; v prípade nábojov rovnakého znamienka sú častice odpudzované a v prípade odlišných sú priťahované.

Náboj elementárnych častíc - protónyktoré tvoria všetky atómové jadrá, sa nazývajú kladné a náboj elektróny - negatívne. Nie je rozdiel medzi kladnými a zápornými vnútornými nábojmi. Keby sa známky nábojov častíc obrátili, potom by sa povaha elektromagnetických interakcií vôbec nezmenila.

Elementárny poplatok.

Okrem elektrónov a protónov existuje niekoľko ďalších typov nabitých elementárnych častíc. V slobodnom štáte však môžu existovať donekonečna iba elektróny a protóny. Zvyšok nabitých častíc žije menej ako milióntina sekundy. Narodia sa v zrážkach rýchlych elementárnych častíc a po zanedbateľnom čase sa rozpadajú a menia sa na iné častice. Tieto častice sa stretnete v triede 11.

Častice, ktoré nemajú elektrický náboj, zahŕňajú neutrón... Jeho hmotnosť len mierne presahuje hmotnosť protónu. Neutróny sú spolu s protónmi súčasťou atómového jadra. Ak má elementárna častica náboj, potom je jeho hodnota presne definovaná.

Účtované orgány Elektromagnetické sily v prírode zohrávajú obrovskú úlohu v dôsledku skutočnosti, že elektricky nabité častice sú súčasťou všetkých telies. Základné časti atómov - jadrá a elektróny - majú elektrický náboj.

Priamy účinok elektromagnetických síl medzi telesami nie je detekovaný, pretože telá v normálnom stave sú elektricky neutrálne.

Atóm akejkoľvek látky je neutrálny, pretože počet elektrónov v nej sa rovná počtu protónov v jadre. Pozitívne a negatívne nabité častice sú navzájom spojené elektrickými silami a tvoria neutrálne systémy.

Makroskopické telo je elektricky nabité, ak obsahuje nadmerné množstvo elementárnych častíc s akoukoľvek známkou náboja. Takže záporný náboj tela je spôsobený nadmerným počtom elektrónov v porovnaní s počtom protónov a kladný náboj je spôsobený nedostatkom elektrónov.

Na získanie elektricky nabitého makroskopického telesa, t.j. na jeho elektrifikáciu, je potrebné oddeliť časť záporného náboja od kladného náboja s ním spojeného, \u200b\u200balebo preniesť záporný náboj do neutrálneho telesa.

To je možné dosiahnuť pomocou trenia. Ak si čistíte suché vlasy, potom malá časť najmobilnejších nabitých častíc - elektróny prechádzajú z vlasov do hrebeňa a nabíja sa záporne a vlasy sa nabíjajú pozitívne.

Rovnosť poplatkov počas elektrifikácie

Na základe skúseností je možné dokázať, že počas elektrifikácie trením získavajú obe telá náboje, ktoré sú v opačnom smere, ale v rovnakej veľkosti.

Vezmite elektromer, na ktorého tyč je pripevnená kovová guľa s otvorom a dve platne na dlhých držadlách: jedna z ebonitu a druhá z plexiskla. Pri vzájomnom trení sú dosky elektrifikované.

Vezmime jednu z dosiek do gule bez toho, aby sme sa dotkli jej stien. Ak je doska kladne nabitá, niektoré elektróny zo šípu a tyče elektrometra budú priťahované k doštičke a zhromažďujú sa na vnútornom povrchu gule. V takom prípade sa šípka nabije pozitívne a odrazí sa od tyče elektrometra (obr. 14.2, a).

Ak do gule privediete ďalšiu platňu, predtým, ako ste odstránili prvú, elektróny gule a tyče sa odrazia od platne a nadbytočne sa zbierajú na šípku. To spôsobí, že sa šípka odchýli od tyče a pod rovnakým uhlom ako v prvom experimente.

Znížením obidvoch dosiek vo vnútri gule nezistíme vôbec žiadne vychýlenie šípky (Obr. 14.2, b). To dokazuje, že náboje doštičiek sú rovnaké čo do veľkosti a sú v opačnom smere.

Elektrifikácia telies a ich prejavy. Keď dôjde k treniu syntetických tkanín, dôjde k významnej elektrifikácii. Ak si vyzlečete košeľu zo syntetického materiálu na suchom vzduchu, budete počuť charakteristický praskajúci zvuk. Malé iskry prekĺzavajú medzi nabitými oblasťami trenia.

V tlačiarňach sa papier počas tlače elektrifikuje a listy sa zlepia. Aby sa tomu zabránilo, na vybíjanie nabíjania sa používajú špeciálne zariadenia. Elektrifikácia telies v tesnom kontakte sa však niekedy používa napríklad v rôznych elektroskopických strojoch atď.

Zákon o zachovaní elektrického náboja.

Skúsenosti s elektrifikáciou dosiek dokazujú, že počas elektrifikácie trením dochádza k prerozdeľovaniu existujúcich nábojov medzi telieskami, ktoré boli predtým neutrálne. Malý zlomok elektrónov sa prenáša z jedného tela na druhé. Súčasne sa neobjavujú nové častice a tie, ktoré už existovali, nezmiznú.

Keď sú telá elektrifikované, zákon o zachovaní elektrického náboja... Tento zákon platí pre systém, ktorý nevstupuje zvonka a z ktorého neopúšťajú nabité častice, t izolovaný systém.

V izolovanom systéme je zachovaná algebraická suma poplatkov všetkých telies.

q 1 + q 2 + q 3 + ... + q n \u003d konšt. (14.1)

kde q 1, q 2 atď. sú poplatky za jednotlivé účtované subjekty.

Zákon o zachovaní poplatkov má hlboký význam. Ak sa počet nabitých elementárnych častíc nezmení, je zrejmé, že je dodržané zákon o ochrane náboja. Elementárne častice sa však môžu transformovať na seba, môžu sa rodiť a miznúť, čo dáva život novým časticiam.

Vo všetkých prípadoch sa však nabité častice rodia iba vo dvojiciach s nábojmi rovnakej veľkosti a opačného znamienka; nabité častice tiež miznú iba v pároch a menia sa na neutrálne. Vo všetkých týchto prípadoch zostáva algebraický súčet poplatkov rovnaký.

Platnosť zákona o zachovaní náboja je potvrdená pozorovaním veľkého počtu transformácií elementárnych častíc. Tento zákon vyjadruje jednu z najzákladnejších vlastností elektrického náboja. Dôvod na zachovanie poplatkov stále nie je známy.