Pilnīgi visi zina tādu lietu kā enerģijas nezūdamības likums. Enerģija nerodas no nekā un nepazūd nekurienē. Tas mainās tikai no vienas formas uz otru.

Šis ir Visuma pamatlikums. Pateicoties šim likumam, Visums var pastāvēt stabili un ilgu laiku.

Lādiņa nezūdamības likuma formulēšana

Ir vēl viens līdzīgs likums, kas arī ir viens no pamatlikumiem. Tas ir saglabāšanas likums elektriskais lādiņš.

Ķermeņos, kas atrodas miera stāvoklī un elektriski neitrāli, pretēju zīmju lādiņi ir vienādi un savstarpēji kompensē viens otru. Kad daži ķermeņi tiek elektrificēti ar citiem, lādiņi pāriet no viena ķermeņa uz otru, bet to kopējais lādiņš paliek nemainīgs.

Izolētā ķermeņu sistēmā kopējais kopējais lādiņš vienmēr ir vienāds ar kādu nemainīgu vērtību: q_1+q_2+⋯+q_n=const, kur q_1, q_2, …, q_n ir sistēmā iekļauto ķermeņu vai daļiņu lādiņi.

Kā ir ar daļiņu pārveidi?

Ir viens punkts, kas var radīt jautājumus par daļiņu transformāciju. Patiešām, daļiņas var dzemdēt un pazust, pārejot citās daļiņās, starojumā vai enerģijā.

Šajā gadījumā šādi procesi var notikt gan ar neitrālām, gan lādiņu nesošām daļiņām. Kā šajā gadījumā būt ar lādiņu nezūdamības likumu?

Izrādījās, ka daļiņu dzimšana un izzušana var notikt tikai pa pāriem. Tas ir, daļiņas pāriet cita veida eksistencē, piemēram, starojumā tikai kā pāris, kad vienlaikus pazūd gan pozitīvās, gan negatīvās daļiņas.

Šajā gadījumā parādās noteikta veida starojums un noteikta enerģija. Pretējā gadījumā, kad lādētas daļiņas dzimst kāda starojuma un enerģijas patēriņa ietekmē, tās arī dzimst tikai pāros: pozitīvas un negatīvas.

Attiecīgi jaunizveidotā daļiņu pāra kopējais lādiņš būs nulle un lādiņa nezūdamības likums ir izpildīts.

Likuma eksperimentāls apstiprinājums

Elektriskā lādiņa nezūdamības likuma izpilde daudzkārt ir eksperimentāli apstiprināta. Nav neviena fakta, kas runātu citādi.

Tāpēc zinātnieki uzskata, ka visu Visuma ķermeņu kopējais elektriskais lādiņš paliek nemainīgs un, visticamāk, ir vienāds ar nulli. Tas ir, visu pozitīvo lādiņu skaits ir vienāds ar visu negatīvo lādiņu skaitu.

Lādiņu saglabāšanas likuma pastāvēšanas būtība joprojām nav skaidra. Jo īpaši nav skaidrs, kāpēc lādētas daļiņas rodas un iznīcina tikai pa pāriem.

Eksperimenti skaidri parāda, ka, elektrificējot ķermeņus, vienmēr parādās pretēju zīmju lādiņi. Ja viens no diviem ķermeņiem mijiedarbības rezultātā kļūst negatīvi uzlādēts, otram būs pozitīvs lādiņš.

Ņemsim divus elektrometrus ar identiskām lodītēm un sagatavosim elektrisko lādiņu mērīšanai. Lai to izdarītu, mēs iezemējām to metāla korpusus.

Apgrieziet organiskā stikla plāksni ar šķīvi, kuras virsma ir pārklāta ar papīru. Ja pēc tam ar katru plāksni pieskarsimies metāla lodītēm, redzēsim, ka galvanometru bultiņas novirzās par tādu pašu leņķi (4.10. att.). Lai noteiktu saņemto lādiņu zīmi, uz abām bumbiņām pārmaiņus ņemam līdzi ar kažokādu nēsātu ebonīta nūju. Viens elektrometrs samazinās rādījumu, bet otrs to palielinās. Tas norāda, ka elektrometru lodītēm ir pretēju zīmju lādiņi. Šos apgalvojumus varat pārbaudīt ar cita eksperimenta palīdzību. Lai to izdarītu, mēs savienojam abas bumbiņas uz elektrometriem ar vadu uz izolācijas roktura. Abu elektrometru adatas nekavējoties nokritīsies līdz nullei (4.11. att.). Tas norāda uz pilnīgu lādiņu neitralizāciju. Veikto eksperimentu analīze liecina, ka dabā ir elektrisko lādiņu nezūdamības likums.

Elektrisko lādiņu nezūdamības likums . Slēgtā sistēmā šo sistēmu veidojošo ķermeņu elektrisko lādiņu algebriskā summa paliek nemainīga.

Q1 + Q2 + Q3 + … + Qn= konst.

Bendžamins Franklins(1706-1790) - izcils amerikāņu politiķis; strādāja fizikas jomā: izstrādāja teoriju, kas elektrifikāciju skaidro ar "elektriskā šķidruma" pārplūdi, ieviesa pozitīvā un negatīvā lādiņa jēdzienu; pētīja elektriskās parādības atmosfērā.

pirmo reizi formulēja amerikāņu zinātnieks B. Franklins 1747. gadā.

Risinot fiziskas problēmas, izmantojot elektriskā lādiņa nezūdamības likums elektrisko lādiņu vērtības tiek izmantotas ar to zīmēm.

Zinātnieki zina fiziski procesi, kura laikā veidojas elektromagnētiskais starojums elementārdaļiņas. Tipisks piemērs tāda parādība - izglītība elektrons un pozitrons no γ-starojuma, kas parādās vielas radioaktīvo transformāciju laikā. Neskaitāmi pētījumi ir nepārprotami pierādījuši, ka elektrons ar negatīvu lādiņu šajās pārvērtībās vienmēr parādās pārī ar pozitronu ar pozitīvu lādiņu. Elektrona un pozitrona lādiņu algebriskā summa ir nulle. Elektromagnētiskā radiācija vispār nav maksas. Tādējādi

elektronu-pozitronu pāra veidošanās reakcijā, lādiņa nezūdamības likums.

q elektrons +q pozitrons = 0.

Pozitroni - elementārdaļiņa, kuras masa ir aptuveni vienāda ar elektrona masu; Pozitrona lādiņš ir pozitīvs un vienāds ar elektrona lādiņu.

Pamatojoties elektriskā lādiņa nezūdamības likums izskaidro makroskopisko ķermeņu elektrifikāciju.

Kā jūs zināt, visi ķermeņi sastāv no atomiem, kas ietver elektroni un protoni. Elektronu un protonu skaits neuzlādēta ķermeņa sastāvā ir vienāds. Tāpēc šādam ķermenim nav elektriskās iedarbības uz citiem ķermeņiem. Ja divi ķermeņi atrodas ciešā saskarē (berzes, saspiešanas, trieciena laikā utt.), tad ar atomiem saistītie elektroni ir daudz vājāki par protoniem, tie pāriet no viena ķermeņa uz otru. materiāls no vietnes

Ķermenim, uz kuru ir nonākuši elektroni, būs to pārpalikums. Saskaņā ar saglabāšanas likumu šī ķermeņa elektriskais lādiņš būs vienāds ar visu protonu pozitīvo lādiņu un visu elektronu lādiņu algebrisko summu. Šis lādiņš būs negatīvs un vienāds ar lieko elektronu lādiņu summu.

Ķermenim ar elektronu pārpalikumu ir negatīvs lādiņš.

Ķermenim, kurš zaudējis elektronus, būs pozitīvs lādiņš, kura modulis būs vienāds ar ķermeņa zaudēto elektronu lādiņu summu.

Pozitīvi lādētā ķermenī ir mazāk elektronu nekā protonu.

Elektriskā lādiņa nezūdamības likums darbojas neatkarīgi no tā, vai uzlādēti ķermeņi kustas vai nē. Šo lādiņa īpašību sauc par nemainīgumu. Elektronu lādiņš ir 1,6. 10 -19 C gan ar ātrumu 200 m/s, gan ar ātrumu 100 000 km/s. Ja tas būtu citādi, tad elektroniem būtu dažas īpašības brīvā stāvoklī un pavisam citādas atomā. Un to nav noteikusi zinātne.

Ķermenim pārejot uz citu atskaites sistēmu, elektriskais lādiņš nemainās.

Šajā lapā materiāls par tēmām:

• Spur saglabāšanas likumi

• Abstrakts elektriskā lādiņa nezūdamības likums fizikā

• Elektriskā lādiņa nezūdamības likums

• Enerģijas nezūdamības likums. elektrifikācija tālr.

• Eksperimenti, kas apstiprina elektriskā lādiņa nezūdamības likumu

Jautājumi par šo vienumu:

Lādiņa nezūdamības likums

Ne visas dabas parādības var saprast un izskaidrot, pamatojoties uz mehānikas jēdzieniem un likumiem, vielas uzbūves molekulāri-kinētisko teoriju un termodinamiku. Šīs zinātnes neko nesaka par to spēku būtību, kas saista atsevišķus atomus un molekulas, notur vielas atomus un molekulas cietā stāvoklī noteiktā attālumā vienu no otras. Atomu un molekulu mijiedarbības likumus var saprast un izskaidrot, pamatojoties uz domu, ka dabā pastāv elektriskie lādiņi.

Vienkāršākā un ikdienišķākā parādība, kurā elektrisko lādiņu esamības fakts dabā ir ķermeņu elektrizēšanās saskarē. Elektrifikācijas laikā atklāto ķermeņu mijiedarbību sauc par elektromagnētisko mijiedarbību, un fiziskais daudzums, kas nosaka elektromagnētisko mijiedarbību, - elektriskais lādiņš. Elektrisko lādiņu spēja piesaistīt un atvairīt norāda uz divu klātbūtni dažāda veida lādiņi: pozitīvi un negatīvi.

Elektriskie lādiņi var parādīties ne tikai elektrifikācijas rezultātā ķermeņiem saskaroties, bet arī citas mijiedarbības laikā, piemēram, spēka ietekmē (pjezoelektriskais efekts). Bet vienmēr slēgtā sistēmā, kas neietver lādiņus, jebkurai ķermeņu mijiedarbībai visu ķermeņu algebriskā (ti, ņemot vērā zīmi) elektrisko lādiņu summa paliek nemainīga. Šo eksperimentāli noteikto faktu sauc par elektriskā lādiņa nezūdamības likumu.

Nekur un nekad dabā nerodas un nepazūd vienas zīmes elektriskie lādiņi. Pozitīva lādiņa parādīšanos vienmēr pavada negatīva lādiņa parādīšanās, kas ir vienāda absolūtā vērtībā, bet pretēja pēc zīmes. Ne pozitīvie, ne negatīvie lādiņi nevar pazust atsevišķi viens no otra, ja tie ir vienādi absolūtā vērtībā.

Elektrisko lādiņu parādīšanās un izzušana uz ķermeņiem vairumā gadījumu ir izskaidrojama ar lādētu elementārdaļiņu - elektronu - pārejām no viena ķermeņa uz otru. Kā zināms, jebkura atoma sastāvā ietilpst pozitīvi lādēts kodols un negatīvi lādēti elektroni. Neitrālā atomā elektronu kopējais lādiņš ir tieši vienāds ar lādiņu atoma kodols. Ķermenim, kas sastāv no neitrāliem atomiem un molekulām, kopējais elektriskais lādiņš ir vienāds ar nulli.

Ja jebkuras mijiedarbības rezultātā daļa elektronu pāriet no viena ķermeņa uz otru, tad viens ķermenis saņem negatīvu elektrisko lādiņu, bet otrs - pozitīvu lādiņu, kas vienāds ar absolūto vērtību. Kad saskaras divi pretēji lādēti ķermeņi, parasti elektriskie lādiņi nepazūd bez pēdām, un pārmērīgs elektronu skaits pāriet no negatīvi lādēta ķermeņa uz ķermeni, kurā dažiem atomiem nav. pilns komplekts elektroni to čaulās.

Īpašs gadījums ir elementāru lādētu antidaļiņu, piemēram, elektrona un pozitrona, satikšanās. Šajā gadījumā pozitīvie un negatīvie elektriskie lādiņi patiešām pazūd, iznīcina, bet pilnībā saskaņā ar elektriskā lādiņa nezūdamības likumu, jo elektrona un pozitrona lādiņu algebriskā summa ir vienāda ar nulli.

Lādiņa nezūdamības likums nosaka, ka noteiktas slēgtas sistēmas mijiedarbības laikā ar apkārtējo telpu lādiņa daudzums, kas iziet no sistēmas caur tās virsmu, ir vienāds ar lādiņa daudzumu, kas ienāk sistēmā. Citiem vārdiem sakot, visu sistēmas lādiņu algebriskā summa ir nulle.

Formula 1 — Lādiņa nezūdamības likums

Kā zināms, dabā ir divu veidu lādiņi. Tie ir pozitīvi un negatīvi. Arī lādiņa lielums ir diskrēts, tas ir, tas var mainīties tikai pa daļām. Elementārais lādiņš ir elektrona lādiņš. Ja atomam pievieno vienu elektronu, tas kļūst par negatīvi lādētu jonu. Un ja atņem, tad pozitīvi.

Lādiņa nezūdamības likuma pamatideja ir tāda, ka lādiņš nerodas no nekurienes un nepazūd nekurienē. Kad rodas vienas zīmes lādiņš, uzreiz parādās tāda paša lieluma pretējās zīmes lādiņš.

Lai apstiprinātu šo likumu, mēs veiksim eksperimentu. Viņam mums ir nepieciešami divi elektrometri. Tās ir ierīces, kas parāda elektrisko lādiņu. Tas sastāv no stieņa, uz kura ir fiksēta ass. Uz ass ir bultiņa. Tas viss ir ievietots cilindriskā korpusā, no abām pusēm noslēgts ar stiklu.

Uz pirmā elektrometra stieņa ir metāla disks. Uz kura mēs ievietosim vēl vienu šādu disku. Starp diskiem ir jāievieto sava veida izolators. Piemēram, audums. Augšējam diskam ir dielektrisks rokturis. Turot šo rokturi, mēs berzēsim diskus vienu pret otru. Tādējādi tos elektrizējot.

1. attēls - Elektrometri ar tiem pievienotiem diskiem

Pēc augšējā diska noņemšanas elektrometrs parādīs lādiņu. Viņa bulta novirzīsies. Tālāk mēs ņemam disku un pieskaramies tam otrā elektrometra stienim. Viņš arī novirzīs bultiņu, norādot uz lādiņa klātbūtni. Lai gan lādiņš būs ar pretēju zīmi. Turklāt, ja savienosim elektrometru stieņus, bultiņas atgriezīsies sākotnējā stāvoklī. Tas ir, maksas atceļ viena otru.

2. attēls - diska uzlādes kompensācija

Kas notika šajā eksperimentā. Kad mēs berzējām diskus vienu pret otru, disku metālā bija lādiņu atdalīšanās. Sākotnēji katrs disks bija elektriski neitrāls. Viens no tiem saņēma elektronu pārpalikumu, tas ir, negatīvu lādiņu. Citam pietrūka elektronu, tas ir, viņš kļuva pozitīvi uzlādēts.

Apsūdzības šajā lietā nav radušās no nekurienes. Tie jau atradās vadošajos diskos. Tikai viņi savā starpā tika kompensēti. Mēs viņus vienkārši atdalījām. Vienlaicīgi ievietojot dažādos diskos. Kad savienojām elektrometru stieņus, lādiņi atkal kompensējās viens ar otru. Ko norādīja bultiņas.

Ja mēs uzskatām elektrometrus un diskus par vienotu sistēmu. Tad, neskatoties uz visām mūsu manipulācijām, šīs sistēmas kopējā uzlāde visu laiku bija nemainīga. Sākotnēji diski bija elektriski neitrāli. Pēc atdalīšanas parādījās liela daļa pozitīvo un negatīvo lādiņu. Vienkārši tie bija vienāda izmēra. Tas nozīmē, ka lādiņš sistēmā paliek nemainīgs. Pēc stieņu pievienošanas sistēma atgriezās sākotnējā stāvoklī.