Libreng mga electron sa mga metal. Pambihirang mga brick

Saan nagmula ang mga electron kapag ang isang de-koryenteng generator ay gumagawa ng kuryente? Ito ba ay mula sa hangin? Gagana ba ang generator sa isang vacuum? Ang mga electron ay may masa, kaya saan mo ito mailalabas kung wala?

KDN

Oo. Ang mga electron na responsable para sa mga alon mula sa generator ay mga libreng electron sa mga wire mismo; lahat ng solid matter ay partially made of electron, kaya kung may generator ka, marami kang electron.

Mga sagot

Anna V

Posibleng makakuha ng mga electron (negatibong singil) at mga positibong ion sa static na kuryente. Ito ay malinaw na nagpapakita na ang mga neutral na atomo ay hindi mahahati. Ang friction ay maaaring magbigay ng puwersa upang mag-extract ng mga electron at mag-iwan ng mga ion na may positibong singil, gaya ng kadalasang nangyayari kapag naglalakad sa mga carpet.

Faraday disk, ang unang electric generator. Ang isang horseshoe magnet (A) ay lumikha ng magnetic field sa pamamagitan ng isang disk (D). Kapag ang disc ay nakabukas, ito ay naging sanhi ng isang de-koryenteng kasalukuyang daloy ng radially palabas mula sa gitna hanggang sa gilid. Ang kasalukuyang dumaloy sa pamamagitan ng sliding spring contact m, sa pamamagitan ng panlabas na circuit at pabalik sa gitna ng disk sa pamamagitan ng axis.

ito ay ang mga electron sa mga metal na hinihimok ng magnetic forces sa disenyo, na muling naghihiwalay sa mga singil sa paggalaw ng elektron at mga positibong ion. Ang mga metal ay may napakaluwag na nakagapos na mga electron, na sama-samang nabibilang sa Fermi sea at maaaring makabuo ng electrical generator current.

Kaya ang sagot ay: ang mga atom ay nagbibigay ng mga electron mula sa kanilang mga panlabas na shell ng elektron. Ang mga atomo sa generator ang nagbibigay ng mga electron, at oo, gagana ito sa isang vacuum.

Lahiru Perera

Tulad ng iyong water pump na hindi gumagawa ng tubig, ang isang electric generator ay hindi gumagawa ng mga electron, ito ay naglilipat lamang ng mga electron mula sa isang lugar patungo sa isa pa.

Manishearth ♦

Sa kasalukuyan ang iyong sagot ay hindi masyadong nakakatulong at ito ay mas maliit kaysa sa mga naunang sagot. Marahil ay maaari mong linawin ito?

Jerry Schirmer

Ang conductive material ay isang materyal na kung saan ang mga electron ay maaaring malayang dumaloy.

Ang boltahe ay ang pagkakaiba sa elektrikal na potensyal na enerhiya sa bawat yunit ng singil - kung mayroon akong 10V na pinagmulan at magbibigay ako ng +1C ng singil na dumadaloy mula sa positibong terminal patungo sa negatibong terminal, maglilipat ako ng 10J ng enerhiya sa singil na iyon. Ang isang de-koryenteng generator ay bumubuo ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang terminal (karaniwan ay alinman sa DC boltahe o AC boltahe). Sa mga normal na gamit sa bahay, ang boltahe na ito ay konektado sa isang wire, at ang mga electron sa conducting wire ay kung saan ang potensyal na enerhiya sa baterya ay inililipat.

Sa tanong Saan nagmula ang mga electron sa isang konduktor? Bakit hindi sila maubusan, dahil limitado ang bilang ng mga electron sa isang atom? ibinigay ng may-akda Alexander Vladislavovich ang pinakamagandang sagot ay Marahil ay narinig mo nang higit sa isang beses na ang mga metal ay may "libreng" na mga electron. Kaya, ang "libre" na mga electron ay hindi ganap na tama. Sa katunayan, hindi sila ganap na libre. Tingnan natin ang isang tansong konduktor, sabihin nating isang singsing ng tansong kawad. Ang bawat tansong atom ay binubuo ng isang nucleus na may singil na (+29) at 29 na mga electron (bawat isa ay may singil na (-1)). Ang mga electron na ito ay hindi pareho; sila ay ipinamamahagi sa mga antas ng enerhiya. Ang electronic formula ng tanso ay 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1. Ang mga electron na matatagpuan sa mga antas ng enerhiya na 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 ay mahigpit na hawak ng nucleus at ang bawat isa ay matatagpuan malapit sa kanilang "sariling" nucleus, ngunit ang elektron na matatagpuan sa antas ng enerhiya na 4s1 ay hinahawakan nang napakahina. Sa makasagisag na pagsasalita, ito ay sapat na upang "pumutok" hindi upang mapunit ito nang buo, ngunit upang ilipat ito mula sa isang core patungo sa isa pa. Na ang ibang nucleus ay magkakaroon ng dagdag na elektron, ngunit ito (ang nucleus) ay hindi maaaring mapanatili ang sobrang elektron at ilipat ito sa ikatlo, sa susunod, atbp. Ang paglipat na ito ng mga electron sa kawalan ng panlabas na puwersa ay magulo, nang walang tiyak na direksyon. Sa huli, ang dagdag na elektron na ito ay darating sa nucleus kung saan natin ito "tinatangay ng hangin". Kaya, ang mga electron na matatagpuan sa 4s1 na antas ng enerhiya ng lahat ng mga atom ay patuloy at napakadaling lumipat mula sa isang atom patungo sa isa pa. Ito ay sa ganitong kahulugan na sila ay tinatawag na libre.
Ngayon isaalang-alang ang parehong singsing na tanso, isang seksyon na kung saan ay inilagay sa isang magnetic field at, sa ilalim ng pagkilos ng isang panlabas (mekanikal) na puwersa, gumagalaw dito sa mga linya ng magnetic field (ang bahaging ito ng singsing ay isang generator, at ang ang natitirang bahagi ay mga wire at isang consumer, halimbawa isang bumbilya). Sa katunayan, kung bumaba ka sa atomic level, ang nuclei at mga electron ay gumagalaw sa ilalim ng impluwensya ng inilapat na mekanikal na puwersa. Ayon sa batas, hindi ko matandaan kung sino (nakalimutan ko nang lubusan ang pisika) na gumagalaw sa isang magnetic field ng isang puwersa na nakadirekta patayo sa direksyon ng paggalaw ng konduktor sa kabuuan. Ang puwersang ito ay hindi maaaring maging sanhi ng paggalaw ng nuclei (sila ay napakabigat) at ang mga electron na nauugnay sa kanila, na matatagpuan sa mga antas ng enerhiya 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10. Ngunit pinipilit nito ang tinatawag na "mga libreng electron" (sa antas ng 4s) na lumipat sa konduktor. Ngayon ang paggalaw ng "libre" na mga electron ay hindi magulo, ngunit mahigpit na nakadirekta. Ang isang elektron mula sa unang atom ay gumagalaw sa pangalawa, mula sa pangalawa hanggang sa pangatlo, mula sa pangatlo... at iba pa. Sa wakas, ang elektron mula sa huling atom ay lumipat sa una (huwag kalimutan na ang aming konduktor ay nakapulupot sa isang singsing.
Kaya, ang bawat tansong atom ay muli ay may 29 na electron, ngunit ang 4s na mga electron ay hindi sa kanila, ngunit mula sa kanilang kapitbahay. Sa susunod na sandali ng oras, lahat ng "libre" na mga electron ay lilipat ng isa pang 1 posisyon sa parehong direksyon. Ang pagpapatakbo ng mga alternating kasalukuyang generator ay nakaayos sa paraang, halos nagsasalita, ang frame na may kasalukuyang umiikot sa isang pare-parehong magnetic field (sa mga pang-industriya na may dalas na 50 hertz). Samakatuwid, sa unang kalahati ng rebolusyon, ang konduktor (isang gilid ng frame) ay tumatawid sa mga linya ng puwersa malapit sa north pole ng magnet, at ang mga electron ay gumagalaw sa isang direksyon. Sa ikalawang kalahati ng rebolusyon ng frame, ang konduktor na pinag-uusapan ay tumatawid sa mga linya ng puwersa malapit sa timog na poste ng magnet, at ang mga electron ay gumagalaw sa tapat na direksyon, at iba pa 50 beses bawat segundo. Totoo, sa katunayan, ang intensity ng magnetic field na tinatawid ng konduktor ay hindi pare-pareho, ngunit nag-iiba sa isang sinusoid, ngunit hindi nito binabago ang kakanyahan ng kung ano ang nangyayari. Ang resulta ay isang alternating electric current, ibig sabihin, ang mga electron ay talagang hindi lumalayo sa kanilang nuclei, ngunit "nakabitin" pabalik-balik, na parang nasa isang swing. Isang bagay na ganito. Maraming salamat, pinahirapan ako ng tanong na ito sa buong buhay ko.
Gayunpaman, hindi ko naintindihan kung paano ang lahat ng uri ng mga transformer ng Tesla ay namamahagi ng kuryente sa hangin, o ang parehong kidlat, o ang hangin ay nagpapadala din ng mga "libreng" na electron na ito, ngunit sa kasong ito ay hindi na sila makakabalik sa pinagmulan, dahil walang circuit.
Sa pangkalahatan, gusto kong tanungin ka, o maaari ka bang magrekomenda ng ilang literatura?

Sagot mula sa Sinabi ni Dr. Dick[guru]
kaya kapalit ng mga umalis, iba ang dumating. Ang kasalukuyang daloy ay lamang sa isang closed circuit, tandaan? Iyon ay, ang mga electron ay umiikot sa isang bilog

Sagot mula sa Alexander Shevchenko[aktibo]
Ang mga electron ay hindi tumatakbo kahit saan, nananatili sila sa lugar, inililipat nila ang singil kasama ang kadena sa bawat isa.

Sagot mula sa Pinochet[guru]
Hayaang hindi tumakbo ang mga electron na ito kahit saan.
Kung sasabihin ko sa iyo na walang sinumang siyentipiko ang nakakaalam kung ano mismo ang e-mail. kasalukuyang, pagkatapos ay mawawalan ka ng pananampalataya sa sangkatauhan.))
Mayroon lamang mga hypotheses, iyon ay, mga pagpapalagay, upang kahit papaano ay posible na gumawa ng mga kalkulasyon.
At maaari kang makabuo ng isang grupo ng mga hypotheses sa iyong sarili.
Ang mga electron ay hindi tumatakbo kahit saan, sila ay tinalo ang isa't isa sa asno upang makita kung sino ang lumilipad sa pinakamalayong.
Parang mga bola sa bilyar.
At kailan sila dapat tumakbo? -Ang bilis ng kasalukuyang ay katumbas ng bilis ng liwanag. Naglilipat lang sila ng bayad sa isa't isa at iyon lang.

Sagot mula sa Tatay ng patatas[guru]
libreng elektron.
Hindi sila nagtatapos dahil ang electric current ay palaging isang closed circle na proseso. Kung may naiwan, may dumating.

Sagot mula sa Globe[guru]
Hindi ko alam kung ano ang ibig sabihin ng pariralang "electrons transfer charge", ngunit sa aking mapagpakumbabang pag-unawa ay ganito ang kaso.
Kapag pinindot natin ang switch, may gulo na dumaan sa conductor sa bilis ng liwanag. Marahil ay nakakita ka na ng freight train na umaalis sa istasyon? Hinihila ng lokomotibo ang unang kotse, na humihila sa pangalawa, at sa gayon ang pag-clang ng awtomatikong coupler ay nagwawalis sa buong chain (at ang bilis ng clanging na ito ay mas mataas kaysa sa bilis ng parehong lokomotiko at ng mga kotse). Kaya ito ay narito - ang mga electron ay nagmamadali sa plus, ang mga kalapit ay lumipat sa kanilang lugar, atbp. Ang isang electromagnetic pulse ay tumatakbo sa isang konduktor sa bilis ng liwanag.
Alalahanin pa natin na ang kasalukuyang lakas ay ang singil na dumadaan sa isang partikular na cross-section ng isang konduktor sa bawat yunit ng oras. Ang bilis ng isang indibidwal na elektron ay maaaring maliit - ngunit tumawid ito sa cross section, at, samakatuwid, ginawa ang kontribusyon nito sa kasalukuyang.
Mayroong maraming mga libreng electron sa isang konduktor: humigit-kumulang 10^23 (sa pagkakasunud-sunod ng pare-pareho ng Avogadro). At kahit na ang singil ng isang elektron ay humigit-kumulang 10^-19 C, ito ay sapat na para sa 0.01% ng lahat ng mga electron na magsimulang gumalaw - at ang isang kasalukuyang ng 1A ay dadaloy sa konduktor.
Ito ay may pare-parehong kasalukuyang. Sa isang variable, ang lahat ay mas simple - doon ang mga electron ay hindi maaaring ilipat kahit saan, ngunit simpleng mag-oscillate alinsunod sa pana-panahong pagbabago sa direksyon ng electric field.
At sa wakas, tungkol sa pagbaba. Kung mayroong mas kaunting mga electron sa konduktor, ito ay magiging positibong sisingilin, at alinman sa kasalukuyang ay titigil, o magsisimula itong maakit ang mga electron mula sa minus ng baterya.

Sagot mula sa Gennady Karpov[guru]
Ang mga electron ay tumatakbo at tumatakbo.
At pinapatakbo sila ng electric field.
Ang isang elektron ay may singil at gumagalaw sa ilalim ng impluwensya ng isang elfield.
Sa mga konduktor (mga metal, halimbawa, sa mga electrolyte, semiconductors.... isang bahagyang naiibang larawan) dahil sa mga kakaibang katangian ng kanilang istraktura, may mga libreng electron.
Ang ilan ay tumatakbo palayo, at ang iba ay tumatakbo sa kanilang lugar, mula sa isa pang konduktor na konektado (halimbawa, isang switch kapag naka-on). Ang konduktor na iyon ay konektado sa isang kasalukuyang pinagmulan, at ang pinagmulan ay nagtutulak sa kanila sa isang bilog.
Nangyayari ito sa patuloy na kasalukuyang.
Kung ang kasalukuyang ay alternating (tandaan ang tungkol sa 50 Hz sa network), pagkatapos ay mag-oscillate sila "sa ganitong paraan at iyon" 50 beses bawat segundo. At nananatili silang halos sa lugar.
Ang electric field sa isang conductor ay mabilis na kumakalat, sa bilis ng liwanag (bilis ng pagpapalaganap ng electric field). At ang mga electron mismo ay naglalakbay nang mas mabagal.

Sagot mula sa Evgeny M.[guru]
Kapag ang isang bagay ay tumatakbo sa isang bilog, hindi ito bumababa.
Bakit hindi sumagi sa isip mo ang ganoong simpleng pag-iisip? (O ang iyong guro?)
Ang mekanismo ng proseso ay hindi mahalaga, ang mga detalye ay hindi mahalaga. Halimbawa, hindi mahalaga kung ang isang partikular na electron ay namamahala upang lumipad sa paligid ng buong konduktor sa isang saradong landas at bumalik, o kung ito ay lumilipad lamang sa isang kalapit na atom at pumalit sa pinalabas na elektron doon.
Ang pangunahing bagay ay ang direktang kasalukuyang palaging dumadaloy lamang sa isang saradong landas. Kung ang landas ay hindi sarado, kung gayon ang kasalukuyang ay laging hihinto (naubos ang mga electron).
Kung ang landas ay hindi sarado, kung gayon ang alternating current lamang ang maaaring umiral sa naturang sistema. (Halimbawa, ang landas ay maaaring masira ng isang kapasitor.) Sa alternating current, ang mga electron sa pangkalahatan ay hindi lumilipad palayo kahit saan. Ang mga ito ay matatagpuan malapit sa kanilang mga atomo at nagsasagawa lamang ng mga oscillatory na paggalaw sa dalas ng alternating current.

Sagot mula sa Doktor[guru]
May mga electron sa isang konduktor - sila ay nasa mga orbital sa paligid ng nuclei ng mga atomo. Ngunit sa mga konduktor ay libre sila. Nangangahulugan ito na sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na puwersa maaari silang lumipat nang walang hadlang. . Sila ay sa kanilang sarili.
Kapag lumitaw ang isang electric field, nagsisimula silang lumipat sa isang maayos na paraan.
Ayon sa batas ni Kirkhoff, ang kabuuan ng mga alon ay zero. Iyon ang dahilan kung bakit hindi sila nagtatapos - hindi sila nasasayang kahit saan - ngunit umiikot sa mga bilog sa isang saradong kadena.
Pangalawa, walang mga orbit sa mga atomo)
Mayroong mga orbital - isang hanay ng mga punto kung saan ang lokasyon ng elektron ay mas malamang. Gumagamit ka ng lumang modelo ng boron atom.

Sagot mula sa MwenMas[guru]
Sa madaling salita, ang mga electron ay hindi tumatakas mula sa isang konduktor. Palagi silang nananatili dito at gumagalaw sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field, alinman sa isang direksyon na may direktang kasalukuyang, o pabalik-balik na may alternating current. Isipin na sa isang sistema ng pag-init ang bomba ay nagtutulak ng tubig, ngunit hindi ito napupunta kahit saan, hindi ito nagiging mas maliit. Pareho sa mga electron.

Sagot mula sa Oriy Semykin[guru]
Ang muling pagkabuhay ni Einstein ay para sa mga biologist at doktor.
Hindi na kailangan ng physics dito, common sense lang para malaman ito. Ang mga electron ay hindi nawawala, ngunit nagbabago lamang. Kung hindi, ang isang seksyon ng circuit ay mabilis na magiging positibong sisingilin. Dahil ito ay nananatiling neutral, ang bayad ay binabayaran. Malinaw na sila ay mga electron. Sa katotohanan, ang mga electron ay hindi "dumaloy" sa anyo ng isang kasalukuyang, ngunit ang isang electromagnetic wave ay gumagalaw. Ito ay magiging mas mahirap maunawaan.

Sagot mula sa Alex[newbie]
At sa lahat ng nasabi, paano na-renew ang singil (enerhiya) ng mga electron sa isang closed circuit, dahil ang bahagi ng enerhiya ay ginugugol sa init sa panahon ng operasyon ng consumer?

Sagot mula sa Maxim Diamonds[guru]
May isang salitang tinatawag na resonance...

Sagot mula sa Yergey[aktibo]
Hindi maipaliwanag ng agham ang maraming phenomena gamit ang electron theory. Kabilang dito ang pagpapakita at pagkawala ng static na kuryente, ang phenomenon ng magnetism, ang neutrality ng conductor, conductivity at non-conductivity ng electric current substances, ang piezoelectric effect, ang pagkakaroon ng electric current sa isang open circuit, ang kawalan ng positrons sa ang henerasyon ng electric current at ang kanilang presensya sa henerasyon ng electric discharge, ang pagpapakita ng dualism sa pamamagitan ng mga particle at marami pang iba.

Sagot mula sa Yura Ezhov[newbie]
At kung mayroong isang maliwanag na maliwanag na bombilya sa circuit. Gumagastos ito ng enerhiya sa liwanag at init, kaya lumalabas na ang mga electron ay sinisingil at inililipat ang singil sa bombilya. Kaya't saan sila kukuha ng bagong singil? Mula sa isang magnetic field? O dahil patuloy nilang sinisipa ang kanilang mga sarili sa isang bilog
?

Libreng modelo ng elektron sa Wikipedia
Tingnan ang artikulo sa Wikipedia tungkol sa Libreng modelo ng elektron

Laging ganito: kung ang hardinero ay nagagalak sa ulan, ang turista ay isinusumpa ang hindi tamang buhos ng ulan. Ang araw ay mainit na sumisikat - at muli ang ilang mga tao ay nakakaramdam ng mabuti, ngunit ang iba ay hindi. Naku, walang ideal sa mundo, at imposibleng mapasaya ang lahat.

Bago ang pagtuklas ng neutron, naisip ng mga pisiko na ang atomic nucleus ay binubuo ng mga proton at electron. Ito ay lubos na ikinagagalit ng mga teorista - ang kanilang mga kalkulasyon ay hindi nakamit. Ngunit ang mga eksperimento na nag-aral ng radioactive beta decay ng nuclei ay ganap na kalmado. Hindi nila kailangang mag-alala tungkol sa kung saan nanggaling ang mga electron.

Ang hitsura ng neutron ay nakabaligtad ang lahat. Ngayon ang mga theorists ay nagalak, dahil ang neutron-proton na modelo ng istraktura ng nucleus ay inalis ang lahat ng kanilang mga paghihirap. Ngunit ang kagalakan ay kumupas at kumupas mula sa isang sulyap patungo sa mga nakikibahagi sa pag-aaral ng radyaktibidad. Humingi sila ng sagot sa isang solong, ngunit napakahirap na tanong: saan nagmumula ang mga electron sa panahon ng beta decay ng nuclei, kung wala sila roon?

Kailangan ba talagang iwanan muli ang gayong kahanga-hangang simpleng larawan ng istraktura ng nucleus at umatras? Posible nga ba, nang sa wakas ay nakakita ng malinaw na mga abot-tanaw, na bumulusok muli sa nakakatakot na kailaliman ng hindi maintindihan na mga katotohanan na hindi sumasang-ayon sa isa't isa?

Ang tanong na ibinibigay point-blangko ay: saan nagmumula ang mga electron sa nucleus? - pinilit ang mga physicist na gumawa ng isang malaking hakbang pasulong. Marahil ay hindi gaanong seryoso kaysa sa hakbang na may pagkilala sa mga electron.

Dalawampu't tatlong siglo na ang nakalilipas, pinagkalooban ni Democritus ang mundo ng mga atomo ng pag-aari ng indivisibility at immutability. Sa pinakadulo ng ika-19 na siglo, pinunit ng mga physicist ang label na ito sa mga atomo at, nang walang pag-aalinlangan, inilapat ito sa elementarya na mga particle! Napakahirap para sa mga physicist na isipin ang mga brick ng bagay na walang karaniwang kalmado at maaasahang label.

Ang tagapagtatag ng quantum mechanics, si W. Heisenberg, ang unang nakalutas sa misteryo ng nucleus. Iminungkahi niya na ang isang neutron sa nucleus ay maaaring maging isang proton kasama ang isang electron at isang neutrino. Ang proton ay nananatili sa nucleus, at ang natitirang "umuusbong" na mga particle ay umalis dito. Sa panlabas, ang pagbabagong ito ay mukhang radioactive beta decay.

Kaya dito nagmula ang mga electron! Sa unang pagkakataon, natuklasan ng mga mananaliksik ng microworld ang mutual convertibility ng elementary particles.

Ang isang neutron, tulad ng nangyari sa kalaunan, ay nabubuhay sa labas ng nucleus nang hindi hihigit sa 12 minuto, na nabubulok sa isang proton, electron at neutrino. Walang ganito ang nangyayari sa isang libreng proton. Ngunit sa isang radioactive nucleus, ang sitwasyon ng enerhiya ay tulad na kahit na ang isang matatag na proton ay maaaring maging isang neutron, positron at neutrino. Batay sa pangalan ng elementarya na particle - ang positron - ang kaganapang ito sa buhay ng isang radioactive nucleus ay nagsimulang tawaging positron decay.

Ano ang bagong butil na ito - isang positron?

Pareho itong bago at para bang matagal na nating pamilyar. Ito ay isang eksaktong kopya ng isang elektron, na may kabaligtaran lamang na tanda ng singil ng kuryente. Tila wala nang banggitin tungkol dito kung kinakailangan lamang ito para sa ilang mga salita tungkol sa pagkabulok ng positron ng nuclei.

Pero hindi. Ang particle na ito ay may espesyal na papel sa kasaysayan ng particle physics. Ang pagtuklas ng positron ay nagbukas ng pinto sa mundo ng mga antiparticle. Nagpakita ito sa amin ng isa pang pag-aari ng bagay - ang kakayahang magbago mula sa isang mabigat na anyo tungo sa isang anyo ng enerhiya!

Nagsimula ang lahat noong, noong 1931, ang isang batang teoretikal na pisiko sa Cambridge University, si Paul Dirac, ay nakakuha ng isang equation na naglalarawan sa paggalaw ng isang elektron. Sa lalong madaling panahon natuklasan niya na ang equation na ito ay may dalawang solusyon, iyon ay, bilang karagdagan sa elektron, ito ay angkop para sa paglalarawan ng isa pang particle. Ito ay lumabas na ang butil na ito ay dapat na ganap na katulad ng isang elektron, ngunit may positibong singil sa kuryente.

Sa oras na iyon - at nangyari ito higit sa apatnapung taon na ang nakalilipas - walang nakarinig ng mga antiparticle, at ang tanging particle na may positibong singil na kilala sa mga physicist ay ang proton. Ngunit ang proton, dahil sa malaking masa nito, ay hindi sumagot sa pangalawang solusyon ng equation ng Dirac.

Sa una ay tila ito ay isang purong mathematical curiosity. Ngunit ang lahat ng mga pagtatangka na ibukod ang pangalawang solusyon ay humantong sa wala. Isa sa dalawang bagay: alinman sa teorya ni Dirac ay mali, o isang positibong sisingilin na elektron ang umiiral sa kalikasan.

Ang hula ni Dirac ay hindi pangkaraniwan na kahit na ang pinakadakilang mga siyentipiko ay hindi agad tinanggap ito. Halimbawa, sinabi ni Landau pagkaraan ng tatlong dekada: “Sino ang makapagtatalo na higit ang nagawa ni Dirac para sa siyensiya sa loob ng ilang taon kaysa sa ginawa ng lahat ng naroroon sa silid na ito sa buong buhay nila?”

Pagkalipas ng isang taon, noong 1932, natuklasan ang isang positron sa cosmic ray. Sa cloud chamber ay nakakita sila ng mga bakas ng mga particle na maaaring pag-aari lamang ng isang elektron, ngunit may positibong singil.

Kapag nag-aaral ng mga cosmic ray gamit ang cloud chamber, gumamit ang mga eksperimento ng isang pamamaraan na iminungkahi noong 1927 ng Soviet physicist na si D. Skobeltsyn. Ang isang silid ng ulap ay inilagay sa pagitan ng mga pole ng isang electromagnet. Ito ay naging posible hindi lamang upang makita ang bakas ng isang elementarya na butil, kundi pati na rin upang masukat ang enerhiya sa pamamagitan ng curvature nito sa isang magnetic field at matukoy ang tanda ng electric charge ng isang kinatawan ng microworld na lumilipad sa silid. Sa mga litratong kinunan sa cloud chamber, malinaw na nakikita na ang mga bakas ng electron at positron ay pinalihis sa magkasalungat na direksyon.

Kinumpirma ng karanasan ang teorya. Ang dalawampu't walong taong gulang na si Paul Dirac ay sumali sa listahan ng mga nagwagi ng Nobel Prize.

Matapos ang pagtuklas ng positron, ang tanong ay lumitaw: hindi ba ang bawat elementarya na butil ay may "anti-reflections"? Nagsimulang maghanap ang mga eksperimento para sa antiproton sa mga cosmic ray. Pinatunayan umano ng pares ng electron-positron ang teorya ni Dirac. Ngunit hindi, hindi, at ang pag-iisip ay pumasok tungkol sa pagbubukod na ginawa ng kalikasan partikular para sa mga particle na ito.

"Ang pagitan ng oras sa pagitan ng hula ng antiproton at ang obserbasyon nito noong 1955 ay masyadong mahaba," sabi ng akademikong si Ya. Zeldovich, "at ang ilang mga nerbiyos ng mga teorista ay hindi makatiis - sa mga nakaraang taon, ang mga pagtatangka ay ginawa upang bumuo ng isang teorya nang walang antiproton.”

Isang-kapat lamang ng isang siglo pagkatapos ng hula ni Dirac, natuklasan ng isang grupo ng mga Amerikanong siyentipiko na pinamumunuan nina Emilio Segre at Owen Chamberlain ang antiproton. At makalipas ang isang taon ay nakakita sila ng antineutron.

Ang paghawak sa dulo ng positron, ang mga physicist ay dahan-dahan muna, at pagkatapos ay mas mabilis at mas mabilis, nagsimulang bunutin ang lambat gamit ang mga antiparticle. At ngayon walang sinuman ang nag-aalinlangan na ang bawat elementarya na butil ay may sariling anino - isang kaukulang antiparticle.

Ang pag-aaral ng mga bakas ng mga positron sa isang silid ng ulap, agad na natuklasan ng mga pisiko na ang isang elektron at isang positron, na nagtatagpo sa isa't isa, ay magkaparehong "nawasak" - nalipol.

Walang dapat ikatakot para sa kalikasan - wala itong nawala. Ang masa ng parehong mga particle ay binago sa isa pang uri ng bagay - sa enerhiya, ang halaga nito ay madaling kalkulahin gamit ang kilalang formula ng Albert Einstein E = mc 2

“Ang resultang ito ng modernong pisika,” ang isinulat ng nagwagi ng Nobel Prize na si Max Laue, “ay ang pinakakahanga-hanga sa lahat ng naidulot ng pag-unlad ng natural na siyensiya.”

Gaano kataka-taka ang mga elementarya na ladrilyo ng materya! Kahit na ang mga matatag na particle gaya ng proton at electron ay maaaring "mawala" kasama ng kanilang mga antiparticle. Ang pag-iisip ay hindi sinasadyang pumasok: paano mabubuhay ang mga sinaunang bato na gawa sa gayong marupok na materyal hanggang sa ating panahon?

Ngunit ang punto ay ang elementarya na mga particle ay nagpapakita ng kahandaan para sa mga pagbabagong-anyo lamang sa mga partikular na kondisyon ng radioactive nuclei at kapag nakakatugon sa mga antiparticle. Sa lugar ng mundo na naa-access sa amin, mayroong hindi masusukat na mas matatag na nuclei kaysa sa mga radioactive. At ang nagliligtas sa atin mula sa pagkalipol ay ang kawalan ng mga antiparticle sa kapansin-pansing dami.

Ang salitang "electron" sa Griyego ay nangangahulugang "amber".

Napansin ni Thales ng Miletus (600 BC) na kung ang amber ay ikukuskos nang husto sa isang tela, magsisimula itong makaakit ng mga magaan na bagay. Sa loob ng mahabang panahon ay pinaniniwalaan na si amber lamang ang may ari-arian na ito. Gayunpaman, ang parehong bagay ay nangyayari sa mga bagay na gawa sa plastik at iba pang sintetikong materyales. Madali mong maobserbahan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito gamit ang isang suklay at buhok: pagkatapos ng pagsusuklay, ang suklay ay nagsisimulang maakit ang buhok (at ang sinuklay na buhok mismo, mangyaring tandaan, ay nagsisimula sa pagtataboy sa isa't isa).

Ang mga inilarawan na phenomena ay batay sa phenomenon kuryente . Binubuo ito sa pakikipag-ugnayan ng mga microscopic na particle na may singil - positibo o negatibo. Ang mga particle na may parehong singil ay nagtataboy, at ang mga particle na may magkasalungat na singil ay umaakit. Mga electron- Ito ang pinakamaliit na elementarya na particle na may electrical charge. Ang pangalang electron ay ibinigay ng Englishman na si J. J. Stoney. Iminungkahi niyang tawagan ang isang hindi mahahati na particle ng singil sa ganitong paraan.

Tulad ng alam mo na, ang lahat ng mga sangkap ay binubuo ng mga atomo - mga microscopic na particle. Ang bawat atom, naman, ay binubuo ng isang core at isang shell. Ang core ay nabuo ng mga proton at neutron, ngunit ang shell ay binubuo ng mga electron, at samakatuwid ay tinatawag na ulap ng elektron.

Hindi lamang ang mga electron ang may electric charge, kundi pati na rin ang mga proton (neutrons ay electrically neutral, gaya ng ipinahihiwatig ng kanilang pangalan). Sa isang atom, ang mga electron ay naaakit sa nucleus dahil mayroon itong positibong singil dahil sa singil ng mga proton, habang ang mga electron ay may negatibong singil. Ngunit, sa kabila ng mga katangiang ito, ang mga electron ay hindi ganap na pinagsama sa nucleus, dahil sila ay nasa patuloy na paggalaw. At ang atom mismo ay ganap na neutral sa kuryente, dahil sa isang atom ang bilang ng mga proton ay katumbas ng bilang ng mga electron.

Sa mga metal, ang ilang mga electron ay hindi nakagapos sa mga atomo at maaaring malayang gumagalaw. Ang nakadirekta na paggalaw ng mga electron na ito ay nagdudulot ng isang kababalaghan kung wala ito halos hindi natin maisip ang ating buhay - electric current. Kaya nga tinatawag ang mga metal mga konduktor : kaya nila pag-uugali kuryente. Ang mga sangkap na hindi maaaring magsagawa ng kasalukuyang ay tinatawag na mga insulator , o dielectrics .

Balik tayo sa simula ng ating kwento at sagutin ang tanong na: bakit nakuryente ang amber? Una sa lahat, tandaan na ang mga insulator lamang ang maaaring makuryente sa pamamagitan ng friction. Kapag ang dalawang katawan ay kuskusin, ang ilang mga electron ay lumipat mula sa isang katawan patungo sa isa pa. Bilang resulta, ang mga katawan ay nakakakuha ng magkasalungat na singil. Ang mga insulator lamang ang maaaring makuryente sa pamamagitan ng alitan, dahil sa mga katawan na ito lamang nananatili ang mga electron na lumilipat mula sa isang katawan patungo sa isa pa kung saan sila napunta. Nagsisimula silang malayang gumalaw sa mga konduktor.

Tulad ng malamang na nahulaan mo na, ang kabuuang singil ng isang pares ng mga katawan na nagkuskos sa isa't isa ay katumbas ng zero, iyon ay, tulad ng isang lumulutang neutral sa kuryente.

Ang amber ay nakuryente sa pamamagitan ng alitan nang napakadaling, tulad ng ebonite, salamin o balahibo ng pusa.

Ang tanong na ito ay parang repolyo, buksan mo ito at bubuksan, ngunit ang "fundamental" na tangkay ay malayo pa rin. Kahit na ang tanong ay tila may kinalaman sa mismong tangkay na ito, kailangan mo pa ring subukang malampasan ang lahat ng repolyo.

Sa pinaka-mababaw na sulyap, ang likas na katangian ng kasalukuyang ay tila simple: ang kasalukuyang ay kapag ang mga sisingilin na particle ay gumagalaw. (Kung ang butil ay hindi gumagalaw, kung gayon walang kasalukuyang, mayroon lamang isang electric field.) Sinusubukang maunawaan ang likas na katangian ng kasalukuyang, at hindi alam kung ano ang binubuo ng kasalukuyang, pinili nila ang direksyon para sa kasalukuyang naaayon sa direksyon ng paggalaw ng mga positibong particle. Nang maglaon, lumabas na ang isang hindi matukoy na kasalukuyang, eksaktong pareho sa epekto, ay nakuha kapag ang mga negatibong particle ay gumagalaw sa kabaligtaran na direksyon. Ang simetrya na ito ay isang kapansin-pansing katangian ng likas na katangian ng kasalukuyang.

Depende sa kung saan gumagalaw ang mga particle, ang likas na katangian ng kasalukuyang ay iba rin. Ang kasalukuyang materyal mismo ay naiiba:

• Ang mga metal ay may mga libreng elektron;
• Sa metal at ceramic superconductor mayroon ding mga electron;
• Sa mga likido - mga ion na nabuo sa panahon ng mga reaksiyong kemikal o kapag nalantad sa isang inilapat na electric field;
• Sa mga gas ay may mga ions muli, pati na rin ang mga electron;
• Ngunit sa semiconductors, ang mga electron ay hindi libre at maaaring lumipat sa isang "relay race". Yung. Hindi ang elektron ang maaaring gumalaw, ngunit sa halip ay isang lugar kung saan wala ito - isang "butas". Ang ganitong uri ng conductivity ay tinatawag na hole conductivity. Sa mga junction ng iba't ibang mga semiconductors, ang likas na katangian ng naturang kasalukuyang ay nagbibigay ng mga epekto na ginagawang posible ang lahat ng ating radio electronics.

Ang kasalukuyang may dalawang sukat: kasalukuyang lakas at kasalukuyang density. Mayroong higit pang mga pagkakaiba kaysa sa pagkakatulad sa pagitan ng agos ng mga singil at ng agos ng, halimbawa, tubig sa isang hose. Ngunit ang gayong pagtingin sa kasalukuyang ay lubos na produktibo para sa pag-unawa sa likas na katangian ng huli. Ang kasalukuyang sa isang konduktor ay isang vector field ng mga bilis ng butil (kung sila ay mga particle na may parehong singil). Ngunit karaniwang hindi namin isinasaalang-alang ang mga detalyeng ito kapag inilalarawan ang kasalukuyang. Average namin ang kasalukuyang ito.

Kung kukuha lamang tayo ng isang particle (natural na sisingilin at gumagalaw), kung gayon ang isang kasalukuyang katumbas ng produkto ng singil at madalian na bilis sa isang partikular na sandali ng oras ay umiiral nang eksakto kung saan matatagpuan ang particle na ito. Alalahanin kung paano ito nangyari sa kanta ng Ivasi duet na "Panahon na para sa isang serbesa": "... kung ang klima ay mahirap at ang astral ay pagalit, kung ang tren ay umalis at ang lahat ng mga riles ay na-TOOK UP... ” :)

At ngayon dumating tayo sa tangkay na nabanggit natin sa simula. Bakit may singil ang isang butil (parang malinaw ang lahat sa paggalaw, ngunit ano ang singil)? Ang pinakapangunahing mga particle (ngayon para sigurado:) na tila hindi mahahati) na may singil ay mga electron, positron (antielectrons) at quark. Imposibleng bunutin at pag-aralan ang isang indibidwal na quark dahil sa pagkakulong; sa isang elektron ay tila mas madali, ngunit hindi pa rin ito masyadong malinaw. Sa ngayon, malinaw na ang kasalukuyang ay quantized: walang mga singil na sinusunod na mas maliit kaysa sa singil ng elektron (quarks ay sinusunod lamang sa anyo ng mga hadron na may kabuuang singil ng pareho o zero). Ang isang electric field na hiwalay sa isang naka-charge na particle ay maaari lamang umiral kasabay ng isang magnetic field, tulad ng isang electromagnetic wave, na ang quantum ay isang photon. Marahil ang ilang mga interpretasyon ng kalikasan ng electric charge ay nasa larangan ng quantum physics. Halimbawa, ang patlang ng Higgs na hinulaang niya at natuklasan kamakailan lamang (kung may boson, mayroong isang patlang) ay nagpapaliwanag sa masa ng isang bilang ng mga particle, at ang masa ay isang sukatan kung paano tumutugon ang particle sa gravitational field. Marahil na may bayad, bilang isang sukatan ng pagtugon sa isang electric field, ang ilang katulad na kuwento ay ipapakita. Kung bakit may misa at kung bakit may bayad ay medyo magkakaugnay na mga katanungan.

Marami ang nalalaman tungkol sa likas na katangian ng electric current, ngunit ang pinakamahalagang bagay ay hindi pa alam.