სხეულების ელექტრიფიკაციის საიდუმლოებები. სხეულების ელექტრიფიკაცია კონტაქტის დროს

ფიზიკა! სიტყვების რა სიმძლავრეა!
ფიზიკა ჩვენთვის მხოლოდ ხმა არ არის!
ფიზიკა - მხარდაჭერა და საფუძველი
ყველა მეცნიერება გამონაკლისის გარეშე!

• აუხსენით სტუდენტებს სხეულების ელექტრიფიკაციის მექანიზმი,
• კვლევითი და შემოქმედებითი უნარების განვითარება,
• პირობების შექმნა შესწავლილი მასალის მიმართ ინტერესის გაზრდისთვის,
• დაეხმაროს მოსწავლეებს მიღებული ცოდნისა და უნარების პრაქტიკული მნიშვნელობის, სარგებლიანობის გააზრებაში.

აღჭურვილობა:

• ელექტრო მანქანა,
• ელექტრომეტრი,
• სულთნები,
• ებონიტის და მინის ჩხირები,
• აბრეშუმის და შალის ქსოვილები,
• ელექტროსკოპი,
• დამაკავშირებელი მავთულები, გამოხდილი წყალი, პარაფინის მძივები,
• ალუმინის და ქაღალდის ცილინდრები, აბრეშუმის ძაფები (შეღებილი და შეუღებავი).

Მაგიდაზე: გამტარები, იზოლატორები, ფისოვანი და მინის მუხტები.

გაკვეთილების დროს

1. მასწავლებლის შესავალი სიტყვა

ყოველდღიურ ცხოვრებაში ადამიანი აკვირდება ფენომენების უზარმაზარ რაოდენობას და, შესაძლოა, გაცილებით მეტი ფენომენი შეუმჩნეველი რჩება.

ამ ფენომენების არსებობა „უბიძგებს“ ადამიანს მათ ძიებაში, აღმოაჩინოს და ახსნას ეს ფენომენები. ისეთი ფენომენი, როგორიცაა სხეულების მიწაზე დაცემა ადამიანში, არანაირ გაოცებას არ იწვევს. მაგრამ, უნდა აღინიშნოს, რომ დედამიწა და მოცემული სხეული ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან შეხების გარეშე. ისინი ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან ყველაზე ცნობილი მოქმედებით - გრავიტაციული მიზიდულობით (გრავიტაციული ველები). ჩვენ მიჩვეულები ვართ, რომ სხეულები მოქმედებენ ერთმანეთზე, ძირითადად პირდაპირ. ასევე არის ძველი ბერძნებისთვის ცნობილი ისეთი ფენომენები, რომლებიც ყოველ ჯერზე იწვევს ინტერესს ბავშვებსა და მოზრდილებში. ეს არის ელექტრო ფენომენები.

ელექტრული ურთიერთქმედების მაგალითები ძალიან მრავალფეროვანია და ჩვენთვის არც ისე ნაცნობია ბავშვობიდან, როგორც, მაგალითად, დედამიწის მიზიდულობა. ეს ინტერესი აიხსნება იმითაც, რომ აქ ჩვენ გვაქვს დიდი შესაძლებლობები ექსპერიმენტული პირობების შექმნისა და შეცვლისთვის, მარტივი აღჭურვილობით.

მივყვეთ ზოგიერთი ფენომენის გამოვლენისა და შესწავლის კურსს.

2. ისტორიული ფონი (სტუდენტური მოხსენებები)

ბერძენი ფილოსოფოსი თალეს მილეტელი, რომელიც ცხოვრობდა 624-547 წლებში. ძვ.წ, აღმოაჩინა, რომ ბეწვზე ნახმარი ქარვა იძენს მცირე საგნების მიზიდვის თვისებას - ფუმფულას, ჩალის და ა.შ. მოგვიანებით ამ ფენომენს ელექტრიფიკაცია ეწოდა.

1680 წელს გერმანელმა მეცნიერმა ოტო ფონ გერიკემ ააგო პირველი ელექტრო მანქანა და აღმოაჩინა მოგერიებისა და მიზიდულობის ელექტრული ძალების არსებობა.

პირველი მეცნიერი, რომელიც გონივრულად იცავდა თვალსაზრისს ორი ტიპის ბრალდების არსებობის შესახებ, იყო ფრანგი ჩარლზ დიუფე (1698–1739). ელექტროენერგიას, რომელიც ჩნდება ფისის გახეხვისას, დუფაიმ ფისს უწოდა, ხოლო ელექტროენერგიას, რომელიც ჩნდება შუშის გახეხვისას - მინა. თანამედროვე ტერმინოლოგიაში "tar" ელექტროენერგია შეესაბამება უარყოფით მუხტებს, ხოლო "მინის" ელექტროენერგია დადებითს. ორი ტიპის ბრალდების არსებობის თეორიის ყველაზე დამაჯერებელი მოწინააღმდეგე იყო ცნობილი ამერიკელი ბენჯამინ ფრანკლინი (1706 - 1790 წწ.). მან პირველად შემოიტანა დადებითი და უარყოფითი მუხტების ცნება. მან ახსნა ამ მუხტების არსებობა სხეულებში ზოგიერთი საერთო ელექტრული ნივთიერების სხეულებში სიჭარბით ან დეფიციტით. ამ სპეციალურ საკითხს, რომელსაც მოგვიანებით "ფრანკლინის სითხე" უწოდეს, მისი აზრით, დადებითი მუხტი ჰქონდა. ამრიგად, როდესაც ელექტრიფიცირებულია, სხეული ან იძენს ან კარგავს დადებით მუხტებს. ძნელი მისახვედრი არ არის, რომ ფრანკლინმა დადებითი მუხტები აირია ნეგატიურში და სხეულები ცვლიან ელექტრონებს (რომლებიც უარყოფით მუხტს ატარებენ). მეტწილად ამ ფაქტის გამო, დადებითი მუხტის მოძრაობის მიმართულება შემდგომში შეცდომით შეცდა ლითონებში დენის მიმართულებად.

ინგლისელმა რობერტ სიმერმა (1707 - 1763) ყურადღება გაამახვილა მისი შალისა და აბრეშუმის წინდების უჩვეულო ქცევაზე. მას ეცვა ორი წყვილი წინდები: შავი მატყლი სითბოსთვის და თეთრი აბრეშუმი სილამაზისთვის. ორივე წინდა ერთდროულად გაიხადა და ერთი მეორისგან გაიძრო, ორივე წინდას ადიდებულმა უყურებდა, ფეხის ფორმას იღებდა და ერთმანეთისკენ იზიდავდა. თუმცა ერთი და იმავე ფერის წინდები იგერიებდნენ ერთმანეთს, სხვადასხვა ფერის წინდები კი ერთმანეთს იზიდავდა. მისი დაკვირვების საფუძველზე, სიმერი გახდა ორი მუხტის თეორიის გულმოდგინე მორწმუნე, რამაც მას მეტსახელი "გაბერილი ფილოსოფოსი" უწოდა.

თანამედროვე თვალსაზრისით, მის აბრეშუმის წინდებს უარყოფითი მუხტები ჰქონდა, შალის წინდებს კი დადებითი.

3. სხეულების ელექტრიზების ფენომენი

მასწავლებელი:რომელ სხეულს ეწოდება დამუხტული?

Სტუდენტი:თუ სხეულს შეუძლია სხვა სხეულების მიზიდვა ან მოგერიება, მაშინ მას აქვს ელექტრული მუხტი. როგორც ამბობენ, ასეთ სხეულს ედება ბრალი. მუხტი სხეულების თვისებაა, არის ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების უნარი.

(დატვირთული სხეულის მოქმედების დემონსტრირება).

მასწავლებელი:რა არის ელექტროსკოპი?

Სტუდენტი:მოწყობილობას, რომელიც საშუალებას გაძლევთ დაადგინოთ მუხტის არსებობა სხეულში და შეაფასოთ იგი, ეწოდება ელექტროსკოპი.

მასწავლებელი:როგორ მუშაობს ელექტროსკოპი?

Სტუდენტი:ელექტროსკოპის ძირითადი ნაწილია გამტარი იზოლირებული ჯოხი, რომელზედაც დამაგრებულია ისარი, რომელსაც შეუძლია თავისუფლად ბრუნვა. როდესაც ჩნდება მუხტი, ისარი და ჯოხი იტენება ერთი და იგივე ნიშნის მუხტით და, შესაბამისად, მოგერიებით, ქმნიან გადახრის კუთხეს, რომლის მნიშვნელობაც მიღებული მუხტის პროპორციულია.

(მოწყობილობის მუშაობის დემონსტრირება).

მასწავლებელი:სხეულების ელექტრიფიკაცია შეიძლება მოხდეს სხვადასხვა შემთხვევაში, ე.ი. სხეულების ელექტროფიკაციის სხვადასხვა გზა არსებობს:

• ხახუნის
• დარტყმა,
• კონტაქტი
• გავლენა,
• სინათლის ენერგიის მოქმედების ქვეშ.

განვიხილოთ ზოგიერთი მათგანი.

სტუდენტი: თუ წაუსვით ებონიტის ჯოხი მატყლს, შემდეგ ებონიტი მიიღებს უარყოფით მუხტს, მატყლი კი დადებით მუხტს. ამ მუხტების არსებობა გამოვლენილია ელექტროსკოპის გამოყენებით. ამისათვის ელექტროსკოპის ღეროს შეახეთ ებონიტის ჯოხი ან შალის ქსოვილი. ამ შემთხვევაში, საცდელი სხეულის მუხტის ნაწილი გადადის ღეროზე. სხვათა შორის, ამ შემთხვევაში ხდება მოკლევადიანი ელექტრული დენი. განვიხილოთ ძაფზე დაკიდებული ორი ქაღალდის ჭურვის ურთიერთქმედება, ერთი ებონიტის ჯოხიდან დამუხტული, მეორე შალის ქსოვილისგან. გაითვალისწინეთ, რომ ისინი იზიდავთ ერთმანეთს. ეს ნიშნავს, რომ საპირისპირო მუხტის მქონე სხეულები იზიდავენ ერთმანეთს. ყველა ნივთიერებას არ შეუძლია ელექტრული მუხტების გადაცემა. ნივთიერებებს, რომელთა მეშვეობითაც შესაძლებელია მუხტების გადატანა, ეწოდება გამტარები, ხოლო ნივთიერებებს, რომელთა მეშვეობითაც მუხტების გადატანა შეუძლებელია, არაგამტარები - დიელექტრიკები (იზოლატორები). ამის გარკვევა ასევე შესაძლებელია ელექტროსკოპის დახმარებით, რომელიც აკავშირებს მას დამუხტულ სხეულთან, სხვადასხვა სახის ნივთიერებებთან.

თეთრი აბრეშუმის ძაფი არ ატარებს მუხტს, მაგრამ შეღებილი აბრეშუმის ძაფი ატარებს. (ნახ. A)

თეთრი აბრეშუმის ძაფი შეღებილი აბრეშუმის ძაფი

მუხტების განცალკევება და ორმაგი ელექტრული ფენის გამოჩენა მათი შეხების წერტილებში, ნებისმიერი ორი განსხვავებული სხეული, იზოლატორები ან გამტარები, მყარი, სითხეები ან აირები. ხახუნით ელექტრიფიკაციის აღწერისას ექსპერიმენტისთვის ყოველთვის ვიღებდით მხოლოდ კარგ იზოლატორებს - ქარვას, მინას, აბრეშუმს, ებონიტს. რატომ? რადგან იზოლატორებში მუხტი რჩება იმ ადგილას, საიდანაც იგი წარმოიშვა და სხეულის მთელ ზედაპირზე ვერ გადადის მასთან კონტაქტში მყოფ სხვა სხეულებზე. ექსპერიმენტი წარუმატებელია, თუ ორივე სასუქის სხეული ლითონია იზოლირებული სახელურებით, რადგან ჩვენ არ შეგვიძლია მათი განცალკევება ერთდროულად მთელ ზედაპირზე.

სხეულების ზედაპირის გარდაუვალი უხეშობის გამო, განცალკევების მომენტში ყოველთვის რჩება კონტაქტის ბოლო წერტილები - "ხიდები", რომლებითაც ყველა ჭარბი ელექტრონი გადის ბოლო მომენტში და ორივე ლითონი აღმოჩნდება დაუმუხტველი.

მასწავლებელი: ახლა განიხილეთ ელექტრიფიკაცია კონტაქტით.

მოსწავლე: თუ პარაფინის ბურთულას ჩავუღრმავებთ გამოხდილ წყალში და შემდეგ ამოვიღებთ წყლიდან, მაშინ პარაფინიც და წყალიც დაიტენება. (ნახ.B)

წყლისა და პარაფინის ელექტრიფიკაცია ყოველგვარი ხახუნის გარეშე მოხდა. რატომ? გამოდის, რომ როდესაც ელექტრიფიცირებულია ხახუნის შედეგად, ჩვენ მხოლოდ ვზრდით შეხების არეალს და ვამცირებთ მანძილს ხახუნის სხეულების ატომებს შორის. წყლის - პარაფინის შემთხვევაში, ნებისმიერი უხეშობა არ უშლის ხელს მათი ატომების კონვერგენციას.

ეს ნიშნავს, რომ ხახუნი არ არის სხეულების ელექტრიზაციის წინაპირობა. არსებობს კიდევ ერთი მიზეზი, რის გამოც ამ შემთხვევებში ხდება ელექტრიფიკაცია.

მოსწავლე: ელექტროფორის აპარატის მუშაობა ეფუძნება სხეულის ელექტრიფიკაციას გავლენის გზით. ელექტრიფიცირებულ სხეულს შეუძლია ურთიერთქმედება ნებისმიერ ელექტრულად ნეიტრალურ გამტართან. როდესაც ეს სხეულები ერთმანეთს უახლოვდებიან, დამუხტული სხეულის ელექტრული ველის გამო, მეორე სხეულში ხდება მუხტების გადანაწილება. დამუხტულ სხეულთან უფრო ახლოს არის დამუხტული სხეულის ნიშნის საპირისპირო მუხტები. დირიჟორში დატვირთული სხეულისგან (ყდის ან ცილინდრის) გარდა არის დამუხტული სხეულთან ამავე სახელწოდების მუხტები.

ვინაიდან ცილინდრში დადებით და უარყოფით მუხტებამდე მანძილი ბურთისგან განსხვავებულია, მიზიდულობის ძალები ჭარბობს და ცილინდრი გადაიხრება ელექტრიფიცირებული სხეულისკენ. თუ დამუხტული ბურთისგან სხეულის შორ მხარეს ხელი შეეხება, მაშინ სხეული გადახტება დამუხტულ ბურთს. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ამ შემთხვევაში ელექტრონები ახტებიან ხელზე, რითაც მცირდება საგრებელი ძალები. ბრინჯი. დ.

მასწავლებელი: რამდენ ხანს გაგრძელდება ეს მდგომარეობა? (ნახ.D)

სტუდენტი: რამდენიმე წამის შემდეგ, მუხტები გაიყოფა და ცილინდრი ამოვა ბურთიდან. მათი ხასიათი მომავალში დამოკიდებული იქნება მათი ბრალდების ჯამის ღირებულებაზე. თუ მათი ჯამი ნულია, მაშინ მათი ურთიერთქმედების ძალები ნულის ტოლია. თუ Fp< 0, то они оттолкнутся друг от друга, но на меньший угол .

მასწავლებელი: განვიხილოთ სხეულების ელექტრიფიკაცია სინათლის ენერგიის მოქმედებით (ფოტოელექტრული ეფექტი).

Სტუდენტი:ძლიერი სინათლის სხივი მივმართოთ ელექტრომეტრზე დამაგრებულ თუთიის დისკს (ფილას). სინათლის ენერგიის მოქმედებით, გარკვეული რაოდენობის ელექტრონები გამოფრინავს ფირფიტიდან. თავად ფირფიტა დადებითად არის დამუხტული. ამ მუხტის სიდიდე შეიძლება შეფასდეს ელექტრომეტრის ნემსის გადახრის კუთხით. (ნახ. E)

მასწავლებელი: ჩვენ ვნახეთ, რომ ატომებს შორის მანძილის შემცირებით, ელექტრიფიკაციის ფენომენი უფრო ეფექტურად ხდება. რატომ?

სტუდენტი: რადგან ეს ზრდის მიზიდულობის კულონის ძალებს ატომის ბირთვსა და მეზობელი ატომის ელექტრონს შორის.

ელექტრონი, რომელიც ხტება, არის ის, რომელიც სუსტად არის მიბმული მის ბირთვთან.

მასწავლებელი: განვიხილოთ, როგორ არის განლაგებული ქიმიური ელემენტები ქიმიური ელემენტების პერიოდულ სისტემაში.

სტუდენტი: არსებობს ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილის დაახლოებით 500 ფორმა. მათგან ერთ, 18 უჯრედში, ელემენტები განლაგებულია მათი ატომების ელექტრონული გარსების სტრუქტურის მიხედვით და მოცემულია ნ.ფ. სტასის ზოგადი და არაორგანული ქიმიის საცნობარო წიგნში.

ატომების თვისებები და მახასიათებლები, მათ შორის ელემენტების ელექტრონეგატიურობა და ვალენტობა, შეესაბამება პერიოდულ კანონს.

ატომებისა და იონების რადიუსი პერიოდებში მცირდება, რადგან ატომის ან ყოველი მომდევნო ელემენტის იონის ელექტრონული გარსი წინასთან შედარებით პერიოდში ხდება უფრო მკვრივი ბირთვის მუხტის გაზრდისა და ელექტრონების ბირთვში მიზიდულობის გაზრდის გამო.

რადიუსები ჯგუფებში იზრდება იმიტომ თითოეული ელემენტის ატომი (იონი) განსხვავდება მშობლისგან ახალი ელექტრონული ფენის გარეგნობით. როდესაც ატომი გარდაიქმნება კატიონად (დადებითი იონი), ატომის რადიუსი მკვეთრად მცირდება, ხოლო როდესაც ატომი გარდაიქმნება ანიონად (უარყოფითი იონი), ატომის რადიუსი თითქმის არ იცვლება.

ატომიდან ელექტრონის გამოყოფაზე და დადებით იონად გადაქცევაზე დახარჯულ ენერგიას იონიზაცია ეწოდება. ძაბვას, რომლის დროსაც ხდება იონიზაცია, იონიზაციის პოტენციალი ეწოდება.

იონიზაციის პოტენციალი - ფიზიკური მახასიათებელი, არის ელემენტის მეტალის თვისებების მაჩვენებელი: რაც უფრო მცირეა ის, მით უფრო ადვილია ელექტრონის გამოყოფა ატომიდან და მით უფრო გამოხატულია ელემენტის მეტალის (აღდგენითი) თვისებები.

ცხრილი 1. მეორე პერიოდის ელემენტების ატომების (eV/ატომი) იონიზაციის პოტენციალი

მასწავლებელი: არსებობს ელექტრონეგატიურობა, რომელიც გადამწყვეტ როლს ასრულებს სხეულების ელექტრიფიკაციაში. მასზეა დამოკიდებული ელემენტის მიერ ელექტროიზაციის დროს მიღებული მუხტის ნიშანი. ელექტრონეგატიურობა - რა არის ეს?

Სტუდენტი:ელექტრონეგატიურობა არის ქიმიური ელემენტის თვისება, მიიზიდოს ელექტრონები სხვა ელემენტების ატომებიდან მის ატომში, რომელთანაც ელემენტი აყალიბებს ქიმიურ კავშირს ნაერთებში.

ელემენტების ელექტრონეგატიურობა ბევრმა მეცნიერმა დაადგინა: პაულინგმა, ოლრედმა და როჩოვმა. ისინი მივიდნენ დასკვნამდე, რომ ელემენტების ელექტრონეგატიურობა იზრდება პერიოდებში და მცირდება ჯგუფებში, იონიზაციის პოტენციალის მსგავსი. რაც უფრო დაბალია იონიზაციის პოტენციალის მნიშვნელობა, მით მეტია ელექტრონის დაკარგვის და დადებით იონად ან დადებითად დამუხტულ სხეულად გადაქცევის ალბათობა, თუ სხეული ერთგვაროვანია.

ცხრილი 2. პირველი, მეორე და მესამე პერიოდის ელემენტების ფარდობითი ელექტროუარყოფითობა (ER).

მასწავლებელი:ამ ყველაფრიდან შეგვიძლია გამოვიტანოთ შემდეგი დასკვნა: თუ ერთი და იმავე პერიოდის ორი ერთგვაროვანი ელემენტი ურთიერთქმედებს, მაშინ წინასწარ შეგვიძლია ვთქვათ, რომელი მათგანი იქნება დადებითად და რომელი უარყოფითად დამუხტული.

ნივთიერება, რომლის ატომს აქვს უფრო მაღალი ვალენტობა (ჯგუფის რიცხვზე მეტი) სხვა ნივთიერების ატომთან მიმართებაში, უარყოფითად იქნება დამუხტული, ხოლო მეორე ნივთიერება დადებითი.

თუ ერთი და იგივე ჯგუფის ერთგვაროვანი ნივთიერებები ურთიერთქმედებენ, მაშინ სუბსტანცია უფრო დაბალი პერიოდის ან რიგის რიცხვით იქნება უარყოფითად დამუხტული, ხოლო მეორე ურთიერთმოქმედი სხეული დადებითად დამუხტული იქნება.

მასწავლებელი:ამ გაკვეთილზე შევეცადეთ გამოგვევლინა სხეულების ელექტრიზების მექანიზმი. ჩვენ გავარკვიეთ, თუ რა მიზეზით იღებს სხეული ელექტრიფიკაციის შემდეგ ამა თუ იმ ნიშნის მუხტს, ე.ი. უპასუხა მთავარ კითხვას - რატომ? (მაგალითად, როგორ პასუხობს მექანიკის განყოფილება "დინამიკა" კითხვას: რატომ?)

ახლა ჩვენ ჩამოვთვლით სხეულების ელექტრიფიკაციის დადებით და უარყოფით მნიშვნელობებს.

Სტუდენტი:სტატიკური ელექტროენერგია შეიძლება ჰქონდეს უარყოფითი ეფექტი:

თმის მოზიდვა სავარცხლისკენ;

თმის მოგერიება ერთმანეთისგან, როგორც დამუხტული ქლიავის მსგავსი;

სხვადასხვა წვრილმანი საგნების ტანსაცმლის მიბმა;

ქსოვის ქარხნებში ძაფების მიბმა ბობინებზე, რაც იწვევს ხშირ წყვეტას.

დაგროვილმა მუხტებმა შეიძლება გამოიწვიოს ელექტრული გამონადენი, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სხვადასხვა შედეგები:

ელვა (გამოიყვანს ხანძარს);

საწვავის სატვირთო მანქანაში გამონადენი გამოიწვევს აფეთქებას;

აალებადი ნარევით საწვავის შევსებისას, ნებისმიერმა გამონადენმა შეიძლება გამოიწვიოს აფეთქება.

სტატიკური ელექტროენერგიის მოსაშორებლად, დამიწეთ ყველა მოწყობილობა და მოწყობილობა და საწვავის სატვირთო მანქანაც კი. გამოიყენეთ სპეციალური ანტისტატიკური აგენტი.

Სტუდენტი:სტატიკური ელექტროენერგიას შეუძლია ისარგებლოს:

მცირე ნაწილების საღებავის გამფრქვევით შეღებვისას საღებავი და კორპუსი იტენება საპირისპირო მუხტებით, რაც იწვევს საღებავის დიდ ეკონომიას;

სამკურნალო მიზნებისთვის გამოიყენება სტატიკური შხაპი;

ელექტროსტატიკური ფილტრები გამოიყენება ჰაერის მტვრის, ჭვარტლის, მჟავა და ტუტე აირების გასაწმენდად;

თევზის მოწევისთვის სპეციალურ ელექტრომეტრებში (თევზი დადებითად დამუხტულია, ელექტროდები კი უარყოფითად, ელექტრულ ველში მოწევა ათჯერ უფრო სწრაფია).

გაკვეთილის შეჯამება.

მასწავლებელი:გავიხსენოთ ჩვენი გაკვეთილის მიზანი და გამოვიტანოთ მოკლე დასკვნა.

• რა იყო ახალი გაკვეთილზე?
• რა იყო საინტერესო?
• რა იყო მნიშვნელოვანი გაკვეთილზე?

სტუდენტების დასკვნები:

1. მოვლენებს, რომლებშიც სხეულები იძენენ თვისებებს სხვა სხეულების მიზიდვისთვის, ეწოდება ელექტრიფიკაცია.
2. ელექტრიფიკაცია შეიძლება მოხდეს კონტაქტით, ზემოქმედებით, სინათლით დასხივებისას.
3. ნივთიერებები არის ელექტროუარყოფითი ან ელექტროდადებითი.
4. ნივთიერებების კუთვნილების ცოდნით, შესაძლებელია იმის პროგნოზირება, თუ რა მუხტებს მიიღებენ ურთიერთქმედება სხეულები.
5. ხახუნი მხოლოდ ზრდის კონტაქტის არეალს.
6. ნივთიერებები არის ელექტროენერგიის გამტარები და არაგამტარები.
7. იზოლატორები აგროვებენ მუხტს იქ, სადაც ისინი წარმოიქმნება (კონტაქტის წერტილებში).
8. დირიჟორებში მუხტები თანაბრად ნაწილდება მთელ მოცულობაში.

გაკვეთილის მონაწილეთა მსჯელობა და შეფასება.

ლიტერატურა.

1. გ.ს. ლანდსბერგი. ფიზიკის დაწყებითი სახელმძღვანელო. T.2. - მ., 1973 წ.
2. N.F. Stas. ზოგადი და არაორგანული ქიმიის სახელმძღვანელო.
3. I.G. კირილოვა. წიგნი ფიზიკაში კითხვისთვის. მ., 1986 წ.

ელექტრიფიკაცია ტელ.

2. სხეულების ელექტროფიკაცია.

ეს ფენომენი აღმოაჩინეს ძველ დროში. ძველმა ბერძენმა მეცნიერებმა შენიშნეს, რომ ქარვა (წიწვოვანი ხეების გაქვავებული ფისი, რომელიც გაიზარდა დედამიწაზე მრავალი ასეული ათასი წლის წინ), როდესაც მატყლდება, იწყებს სხვადასხვა სხეულების მიზიდვას. ბერძნულად ქარვა არის ელექტრონი, აქედან მოდის სახელწოდება "ელექტროენერგია".

სხეული, რომელიც გახეხვის შემდეგ თავისკენ იზიდავს სხვა სხეულებს, ამბობენ, რომ ელექტრიფიცირებულია ან მას ელექტრული მუხტი გადაეცა.

სხვადასხვა ნივთიერებისგან დამზადებული სხეულები შეიძლება ელექტრიფიცირებული იყოს. რეზინის, გოგირდის, ებონიტის, პლასტმასის, ნეილონის ჯოხების ელექტრიფიცირება მატყლზე მატყლის წასვით ადვილია.

სხეულების ელექტრიფიკაცია ხდება მაშინ, როდესაც სხეულები შედიან კონტაქტში და შემდეგ განცალკევდებიან. სხეულების ერთმანეთზე გახეხვა მხოლოდ მათი კონტაქტის არეალის გასაზრდელად.

ელექტრიფიკაციაში ყოველთვის ორი სხეულია ჩართული: ზემოთ განხილულ ექსპერიმენტებში მინის ღერო შეხებაში შევიდა ქაღალდის ფურცელთან, ქარვის ნაჭერი - ბეწვთან ან მატყლთან, პლექსიგლასის ღერო - აბრეშუმთან. ამ შემთხვევაში ორივე სხეული ელექტრიფიცირებულია. მაგალითად, როდესაც მინის ღერო და რეზინის ნაჭერი შედის კონტაქტში, მინაც და რეზინიც ელექტრიფიცირებულია. რეზინი, მინის მსგავსად, იწყებს მსუბუქი სხეულების მოზიდვას.

ელექტრული მუხტი შეიძლება გადავიდეს ერთი სხეულიდან მეორეზე. ამისათვის თქვენ უნდა შეეხოთ ელექტრიფიცირებულ სხეულს სხვა სხეულს, შემდეგ კი ელექტრული მუხტის ნაწილი მასზე გადავა. იმისათვის, რომ დარწმუნდეთ, რომ მეორე სხეული ასევე ელექტრიფიცირებულია, თქვენ უნდა მიიტანოთ მასზე პატარა ქაღალდი და ნახოთ, მიიზიდავს თუ არა.

3. ორი სახის გადასახადი. დამუხტული სხეულების ურთიერთქმედება.

ყველა ელექტრიფიცირებული სხეული თავისკენ იზიდავს სხვა სხეულებს, როგორიცაა ქაღალდის ნაჭრები. სხეულების მიზიდულობის მიხედვით შეუძლებელია აბრეშუმზე დაფქული შუშის ღეროს ელექტრული მუხტის გარჩევა მათზე გაწურულ ებონიტის ღეროზე მიღებული მუხტისაგან. ყოველივე ამის შემდეგ, ორივე ელექტრიფიცირებული ჯოხი იზიდავს ქაღალდის ნაჭრებს.

ნიშნავს თუ არა ეს, რომ სხვადასხვა ნივთიერებისგან დამზადებულ სხეულებზე მიღებული მუხტები არანაირად არ განსხვავდება ერთმანეთისგან?

მოდით მივმართოთ ექსპერიმენტებს. ძაფზე დაკიდებულ ებონიტის ჯოხს ვაელექტრებთ. მოდი მივიღოთ მას სხვა მსგავსი ჯოხი, რომელიც ელექტრიფიცირებულია ხახუნის შედეგად იმავე ბეწვის ნაჭერზე. ჩხირები მოგერიებათ ვინაიდან ჩხირები ერთნაირია და ელექტრიფიცირებულია ერთიდაიგივე სხეულზე შეხებით, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ მათ ჰქონდათ იგივე სახის მუხტები. ეს ნიშნავს, რომ ერთნაირი მუხტის მქონე სხეულები იგერიებენ ერთმანეთს.

ახლა აბრეშუმზე გახეხილი შუშის ღერო მივიღოთ ელექტრიფიცირებულ ებონიტის ღეროზე. დავინახავთ, რომ შუშის და ებონიტის ღეროები ერთმანეთის მიზიდულია (ნახ. No2). შესაბამისად, აბრეშუმზე დაფქულ მინაზე მიღებული მუხტი სხვანაირია, ვიდრე ბეწვზე გამოწურულ ებონიტზე. ასე რომ, არსებობს სხვა სახის ელექტრული მუხტი.

ჩვენ ვიღვიძებთ, რომ სხვადასხვა ნივთიერებიდან ელექტრიფიცირებული სხეულები მივიყვანოთ შეჩერებულ ელექტრიფიცირებულ ებონიტის ჯოხზე: რეზინი, პლექსიგლასი, პლასტმასი, ნეილონი. ჩვენ დავინახავთ, რომ ზოგ შემთხვევაში ებონიტის ჯოხი მოიგერიეს მასთან მიტანილი სხეულებიდან, ზოგ შემთხვევაში კი იზიდავს. თუ ებონიტის ჯოხი მოიგერიეს, მაშინ მასთან მიტანილ სხეულს ისეთივე მუხტი აქვს, როგორიც მასზეა. და იმ სხეულების მუხტი, რომლებზეც ებონიტის ჯოხი მიიზიდა, მსგავსია აბრეშუმზე დაფქულ მინაზე მიღებული მუხტისა. აქედან გამომდინარე, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ არსებობს მხოლოდ ორი სახის ელექტრული მუხტი.

აბრეშუმზე შეზელ მინაზე მიღებულ მუხტს (და ყველა სხეულზე, სადაც ერთი და იგივე მუხტი მიიღება) ეწოდა დადებითი, ხოლო ქარვის (ისევე როგორც ებონიტის, გოგირდის, რეზინის) მიღებულ მუხტს მატყლზე შეზელვა ეწოდა უარყოფითი. ანუ ბრალდებას მიენიჭა ნიშნები „+“ და „-“.

ასე რომ, ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ არსებობს ორი სახის ელექტრული მუხტი - დადებითი და უარყოფითი მუხტები, და რომ ელექტრიფიცირებული სხეულები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან სხვადასხვა გზით.

ერთი და იგივე ნიშნის ელექტრული მუხტის მქონე სხეულები იგერიებენ ერთმანეთს, ხოლო საპირისპირო ნიშნის მუხტის მქონე სხეულები იზიდავენ ერთმანეთს.

4. ელექტროსკოპი. ელექტროენერგიის გამტარები და არაგამტარები.

თუ სხეულები ელექტრიფიცირებულია, მაშინ ისინი იზიდავენ ერთმანეთს ან იგერიებენ ერთმანეთს. მიზიდულობისა თუ მოგერიების მიხედვით შეიძლება ვიმსჯელოთ, ეძლევა თუ არა სხეულს ელექტრული მუხტი. ამიტომ, მოწყობილობის დიზაინი, რომლის დახმარებითაც ირკვევა, არის თუ არა სხეული ელექტრიფიცირებული, დამუხტული სხეულების ურთიერთქმედებას ეფუძნება. ამ მოწყობილობას ელექტროსკოპი ეწოდება (ბერძნული სიტყვებიდან electron და scopeo - დაკვირვება, აღმოჩენა).

ელექტროსკოპში ლითონის ჩარჩოში ჩასმული პლასტმასის საცობში (ნახ. No3) გადის ლითონის ღერო, რომლის ბოლოში ფიქსირდება თხელი ქაღალდის ორი ფურცელი. ჩარჩო ორივე მხრიდან დაფარულია შუშით.

რაც უფრო დიდია ელექტროსკოპის მუხტი, მით მეტია ფოთლების საგრებელი ძალა და მით უფრო დიდია მათი დაშლის კუთხე. ეს ნიშნავს, რომ ელექტროსკოპის ფოთლების განსხვავების კუთხის შეცვლით, შეიძლება ვიმსჯელოთ, გაიზარდა თუ შემცირდა მისი მუხტი.

თუ ხელით შეეხებით დამუხტულ სხეულს (მაგალითად, ელექტროსკოპს), ის გამოირთვება. ელექტრული მუხტები გადავა ჩვენს სხეულში და მისი მეშვეობით მათ შეუძლიათ მიწაზე გადასვლა. დამუხტული სხეული ასევე გამოიყოფა, თუ ის მიწასთან არის დაკავშირებული ლითონის საგნით, როგორიცაა რკინა ან სპილენძის მავთული. მაგრამ თუ დამუხტული სხეული დედამიწას უკავშირდება შუშის ან ებონიტის ჯოხით, მაშინ მათ მეშვეობით ელექტრული მუხტები დედამიწაზე არ გადავა. ამ შემთხვევაში დამუხტული სხეული არ განთავისუფლდება.

ელექტრული მუხტების გატარების უნარის მიხედვით, ნივთიერებები პირობითად იყოფა ელექტროენერგიის გამტარებად და არაგამტარებად.

ყველა ლითონი, ნიადაგი, წყალში მარილების და მჟავების ხსნარები ელექტროენერგიის კარგი გამტარია.

ელექტროენერგიის ან დიელექტრიკის არაგამტარებს მიეკუთვნება ფაიფური, ებონიტი, მინა, ქარვა, რეზინა, აბრეშუმი, ნეილონი, პლასტმასი, ნავთი, ჰაერი (გაზები).

დიელექტრიკებისგან დამზადებულ სხეულებს იზოლატორებს უწოდებენ (ბერძნული სიტყვიდან isolaro - განმარტოება).

5. ელექტრული მუხტის გაყოფა. ელექტრონი.

დავამუხტოთ ელექტროსკოპის ღეროზე დამაგრებული ლითონის ბურთი (ნახ. No4a). მოდით დავაკავშიროთ ეს ბურთი ლითონის გამტარ A-სთან, რომელსაც ვუჭერთ მას დიელექტრიკისგან დამზადებული სახელური B, მეორე ელექტროსკოპზე მდებარე ზუსტად იგივე, მაგრამ დაუმუხტავ ბურთულს. მუხტის ნახევარი გადავა პირველი ბურთიდან მეორეზე (ნახ. No4b). ეს ნიშნავს, რომ საწყისი მუხტი იხსნება ორ თანაბარ ნაწილად.

ახლა გამოვყოთ ბურთები და მეორე ბურთს ხელით შევეხოთ. აქედან ის დაკარგავს მუხტს - განთავისუფლდება. კვლავ მივამაგროთ ის პირველ ბურთულაზე, რომელზეც თავდაპირველი მუხტის ნახევარი რჩება. დარჩენილი მუხტი კვლავ დაიყოფა ორ თანაბარ ნაწილად, ხოლო თავდაპირველი მუხტის მეოთხე ნაწილი პირველ ბურთზე დარჩება.

ანალოგიურად შეიძლება მიიღოთ მუხტის ერთი მერვე, მეთექვსმეტი და ა.შ.

ამრიგად, გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ ელექტრო მუხტს შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული მნიშვნელობა. ელექტრული მუხტი არის ფიზიკური რაოდენობა.

ერთი გულსაკიდი აღებულია როგორც ელექტრული მუხტის ერთეული (აღნიშნავს 1 C). განყოფილებას ეწოდა ფრანგი ფიზიკოსის C. Coulomb-ის სახელი.

მე-4 სურათზე ნაჩვენები ექსპერიმენტში ნაჩვენებია, რომ ელექტრული მუხტი შეიძლება დაიყოს ნაწილებად.

არსებობს ბრალდების განყოფილება?

ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად, საჭირო იყო უფრო რთული და ზუსტი ექსპერიმენტების ჩატარება, ვიდრე ზემოთ აღწერილი, რადგან ძალიან მალე ელექტროსკოპის ბურთზე დარჩენილი მუხტი იმდენად მცირე ხდება, რომ მისი აღმოჩენა ელექტროსკოპის დახმარებით შეუძლებელია.

მუხტის ძალიან მცირე ნაწილებად დასაყოფად აუცილებელია მისი გადატანა არა ბურთებზე, არამედ ლითონის ან თხევადი წვეთების პატარა მარცვლებზე. ასეთ პატარა სხეულებზე მიღებული მუხტის გაზომვით დადგინდა, რომ შესაძლებელია მუხტის ნაწილების მიღება, რომლებიც მილიარდობით მილიარდჯერ უფრო მცირეა, ვიდრე აღწერილი ექსპერიმენტში. თუმცა, ყველა ექსპერიმენტში შეუძლებელი იყო მუხტის გამოყოფა გარკვეული მნიშვნელობის მიღმა.

ეს გვაძლევდა საშუალებას ვივარაუდოთ, რომ ელექტრულ მუხტს აქვს გაყოფის ზღვარი, ან, უფრო ზუსტად, რომ არის დამუხტული ნაწილაკები, რომლებსაც აქვთ ყველაზე მცირე მუხტი, რომლებიც აღარ იყოფა.

იმის დასამტკიცებლად, რომ არსებობს ელექტრული მუხტის გაყოფის შეზღუდვა და იმის დასადგენად, თუ რა არის ეს ზღვარი, მეცნიერებმა ჩაატარეს სპეციალური ექსპერიმენტები. მაგალითად, საბჭოთა მეცნიერმა A.F. Ioffe-მა მოაწყო ექსპერიმენტი, რომელშიც თუთიის მტვრის მცირე ნაწილაკები, რომლებიც მხოლოდ მიკროსკოპით ჩანს, ელექტრიფიცირებული იყო. მტვრის ნაწილაკების მუხტი რამდენჯერმე შეიცვალა და ყოველ ჯერზე ითვლებოდა რამდენად შეიცვალა მუხტი. ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ მტვრის მარცვლის მუხტის ყველა ცვლილება იყო მთელი რიცხვი ჯერ (ანუ 2, 3, 4, 5 და ა. შეცვლილია, თუმცა ძალიან მცირე, მაგრამ მთლიანი ნაწილები. ვინაიდან მტვრის მარცვლის მუხტი ტოვებს მატერიის ნაწილაკს, იოფმა დაასკვნა, რომ ბუნებაში არის მატერიის ისეთი ნაწილაკი, რომელსაც აქვს ყველაზე პატარა მუხტი, რომელიც აღარ იყოფა.

ამ ნაწილაკს ელექტრონი ეწოდება.

ელექტრონის მუხტის ღირებულება პირველად ამერიკელმა მეცნიერმა რ.მილიკენმა დაადგინა. თავის ექსპერიმენტებში, ისევე როგორც A.F. Ioffe-ის ექსპერიმენტებში, მან გამოიყენა ზეთის მცირე წვეთები.

ელექტრონის მუხტი უარყოფითია, ის უდრის 1,610 C (0,000 000 000 000 000 000 16 C). ელექტრული მუხტი ელექტრონის ერთ-ერთი ძირითადი თვისებაა. ამ მუხტის „მოცილება“ ელექტრონიდან შეუძლებელია.

ელექტრონის მასა არის 9,110 კგ, ის 3700-ჯერ ნაკლებია წყალბადის მოლეკულის მასაზე, ყველა მოლეკულაში ყველაზე პატარა. ბუზის ფრთას ელექტრონის მასა დაახლოებით 510-ჯერ აღემატება.

6. ატომის აგებულების ბირთვული მოდელი

ატომის სტრუქტურის შესწავლა პრაქტიკულად დაიწყო 1897-1898 წლებში, მას შემდეგ რაც საბოლოოდ დადგინდა კათოდური სხივების, როგორც ელექტრონების ნაკადის ბუნება და დადგინდა ელექტრონის მუხტისა და მასის სიდიდე. იმ ფაქტმა, რომ ელექტრონები გამოიყოფა სხვადასხვა ნივთიერებების მიერ, მიგვიყვანა დასკვნამდე, რომ ელექტრონები ყველა ატომის ნაწილია. მაგრამ ატომი მთლიანობაში ელექტრული ნეიტრალურია, შესაბამისად, ის ასევე უნდა შეიცავდეს სხვა კომპონენტს, დადებითად დამუხტულს და მისმა მუხტმა უნდა დააბალანსოს ელექტრონების უარყოფითი მუხტების ჯამი.

ატომის ეს დადებითად დამუხტული ნაწილი აღმოაჩინა 1911 წელს ერნესტ რეზერფორდმა (1871-1937). რეზერფორდმა შემოგვთავაზა შემდეგი სქემა ატომის სტრუქტურისთვის. ატომის ცენტრში არის დადებითად დამუხტული ბირთვი, რომლის გარშემოც ელექტრონები ბრუნავენ სხვადასხვა ორბიტაზე. ცენტრიდანული ძალა, რომელიც წარმოიქმნება მათი ბრუნვის დროს, დაბალანსებულია ბირთვსა და ელექტრონებს შორის მიზიდულობით, რის შედეგადაც ისინი რჩებიან ბირთვიდან გარკვეულ მანძილზე. ელექტრონების მთლიანი უარყოფითი მუხტი რიცხობრივად უდრის ბირთვის დადებით მუხტს, ასე რომ ატომი მთლიანობაში ელექტრული ნეიტრალურია. ვინაიდან ელექტრონების მასა უმნიშვნელოა, ატომის თითქმის მთელი მასა კონცენტრირებულია მის ბირთვში. პირიქით, ბირთვების ზომა ძალიან მცირეა თვით ატომების ზომასთან შედარებითაც კი: ატომის დიამეტრი არის დაახლოებით 10 სმ, ხოლო ბირთვის დიამეტრი დაახლოებით 10-10 სმ. მცირეა, არსებობს ატომური სისტემის მიერ დაკავებული მთელი სივრცის მხოლოდ უმნიშვნელო ნაწილი (ნახ. No5)

7. ატომის ბირთვების შემადგენლობა

ამრიგად, რეზერფორდის აღმოჩენებმა საფუძველი ჩაუყარა ატომის ბირთვულ თეორიას. რეზერფორდის დროიდან მოყოლებული, ფიზიკოსებმა კიდევ ბევრი დეტალი შეიტყვეს ატომის ბირთვის სტრუქტურის შესახებ.

ყველაზე მსუბუქი ატომი არის წყალბადის ატომი (H). ვინაიდან ატომის თითქმის მთელი მასა კონცენტრირებულია ბირთვში, ბუნებრივი იქნებოდა ვივარაუდოთ, რომ წყალბადის ატომის ბირთვი არის დადებითი ელექტროენერგიის ელემენტარული ნაწილაკი, რომელსაც პროტონი ეწოდა ბერძნული სიტყვიდან "პროტოსი", რაც ნიშნავს " პირველი". ამრიგად, პროტონს აქვს მასა თითქმის წყალბადის ატომის მასის ტოლი (ზუსტად 1,00728 ნახშირბადის ერთეული) და ელექტრული მუხტი უდრის +1 (თუ ელექტრონის მუხტს ავიღებთ -1,602 * 10 C-ის ტოლი უარყოფითი ელექტროენერგიის ერთეულად. ). სხვა, უფრო მძიმე ელემენტების ატომები შეიცავს ბირთვებს, რომლებსაც აქვთ უფრო დიდი მუხტი და, ცხადია, უფრო დიდი მასა.

ატომების ბირთვების მუხტის გაზომვებმა აჩვენა, რომ ატომის ბირთვის მუხტი მითითებულ ჩვეულებრივ ერთეულებში რიცხობრივად უდრის ელემენტის ატომურ, ანუ რიგით რიცხვს. თუმცა, ამის დაშვება შეუძლებელი იყო, რადგან ეს უკანასკნელი, იმავე სახელით ბრალდებული, აუცილებლად მოიგერიებდა ერთმანეთს და, შესაბამისად, ასეთი ბირთვები არასტაბილური აღმოჩნდებოდა. გარდა ამისა, ატომური ბირთვების მასა უფრო მეტი აღმოჩნდა, ვიდრე პროტონების მთლიანი მასა, რომელიც განსაზღვრავს შესაბამისი ელემენტების ატომების ბირთვების მუხტს ორჯერ ან მეტს.

შემდეგ ვარაუდობდნენ, რომ ატომების ბირთვები შეიცავს პროტონებს, რომლებიც აღემატება ელემენტის ატომურ რაოდენობას და ამგვარად შექმნილი ბირთვის ჭარბი დადებითი მუხტი კომპენსირდება ელექტრონებით, რომლებიც ქმნიან ბირთვს. ამ ელექტრონებს აშკარად უნდა ჰქონდეთ ბირთვში ურთიერთმომგერიებელი პროტონები. თუმცა, ეს ვარაუდი უარყოფილი იყო, რადგან შეუძლებელი იყო მძიმე (პროტონები) და მსუბუქი (ელექტრონები) ნაწილაკების თანაარსებობის დაშვება კომპაქტურ ბირთვში.

1932 წელს ჯ.ჩადვიკმა აღმოაჩინა ელემენტარული ნაწილაკი, რომელსაც არ გააჩნია ელექტრული მუხტი, რასთან დაკავშირებითაც მას ეწოდა ნეიტრონი (ლათინური სიტყვიდან neuter, რაც ნიშნავს „არც ერთს და არც მეორეს“). ნეიტრონის მასა ოდნავ აღემატება პროტონს (ზუსტად 1,008665 ნახშირბადის ერთეული). ამ აღმოჩენის შემდეგ, D. D. Ivanenko, E. N. Gapon და V. Heisenberg, ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად, შემოგვთავაზეს ატომის ბირთვების შემადგენლობის თეორია, რომელიც საყოველთაოდ მიღებული გახდა.

ამ თეორიის თანახმად, ყველა ელემენტის ატომების ბირთვები (წყალბადის გარდა) შედგება პროტონებისა და ნეიტრონებისგან. ბირთვში პროტონების რაოდენობა განსაზღვრავს მისი დადებითი მუხტის მნიშვნელობას, ხოლო პროტონებისა და ნეიტრონების მთლიანი რაოდენობა განსაზღვრავს მისი მასის მნიშვნელობას. ბირთვული ნაწილაკები - პროტონები და ნეიტრონები - გაერთიანებულია საერთო სახელწოდებით nucleons (ლათინური სიტყვიდან nucleus, რაც ნიშნავს "ბირთვს"). ამრიგად, ბირთვში პროტონების რაოდენობა შეესაბამება ელემენტის ატომურ რაოდენობას, ხოლო ნუკლეონების მთლიანი რაოდენობა, ვინაიდან ატომის მასა ძირითადად კონცენტრირებულია ბირთვში, შეესაბამება მის მასურ რაოდენობას, ე.ი. მისი ატომური მასა A დამრგვალებულია მთელ რიცხვამდე. მაშინ N ბირთვში ნეიტრონების რაოდენობა შეიძლება ვიპოვოთ მასის რიცხვსა და ატომურ რიცხვს შორის სხვაობიდან:

ამრიგად, პროტონ-ნეიტრონის თეორიამ შესაძლებელი გახადა იმ წინააღმდეგობების გადაჭრა, რომლებიც ადრე წარმოიშვა იდეებში ატომის ბირთვების შემადგენლობისა და მისი კავშირის სერიასთან და ატომურ მასასთან.

8. იზოტოპები

პროტონ-ნეიტრონის თეორიამ შესაძლებელი გახადა კიდევ ერთი წინააღმდეგობის გადაჭრა, რომელიც წარმოიშვა ატომის თეორიის ფორმირების დროს. თუ ვაღიარებთ, რომ ელემენტების ატომების ბირთვები შედგება გარკვეული რაოდენობის ნუკლეონებისგან, მაშინ ყველა ელემენტის ატომური მასები უნდა იყოს გამოხატული მთელი რიცხვებით. ბევრი ელემენტისთვის ეს მართალია და მთელი რიცხვებიდან მცირე გადახრები შეიძლება აიხსნას გაზომვის არასაკმარისი სიზუსტით. თუმცა, ზოგიერთი ელემენტისთვის ატომური მასების მნიშვნელობები იმდენად გადახრილი იყო მთელი რიცხვებიდან, რომ ამის ახსნა აღარ შეიძლება გაზომვის უზუსტობით და სხვა შემთხვევითი მიზეზებით. მაგალითად, ქლორის ატომური მასა (CL) არის 35,45. დადგენილია, რომ ბუნებაში არსებული ქლორის ატომების დაახლოებით სამ მეოთხედს აქვს მასა 35, ხოლო მეოთხედს - 37. ამრიგად, ბუნებაში არსებული ელემენტები შედგება სხვადასხვა მასის მქონე ატომების ნარევისგან, მაგრამ ცხადია, ერთი და იგივე ქიმიური თვისებები, ანუ არსებობს ერთი და იგივე ელემენტის ატომების ჯიშები სხვადასხვა და, უფრო მეტიც, მთელი მასებით. ფ. ასტონმა მოახერხა ისეთი ნარევების გამოყოფა შემადგენელ ნაწილებად, რომლებსაც ეწოდა იზოტოპები (ბერძნული სიტყვებიდან "isos" და "topos", რაც ნიშნავს "იგივეს" და "ადგილს" (აქ ეს ნიშნავს, რომ ერთი ელემენტის სხვადასხვა იზოტოპები იკავებს ერთს. ადგილი პერიოდულ სისტემაში). პროტონ-ნეიტრონის თეორიის თვალსაზრისით, იზოტოპები არის ელემენტების სახეობები, რომელთა ატომური ბირთვები შეიცავს ნეიტრონების სხვადასხვა რაოდენობას, მაგრამ პროტონების იგივე რაოდენობას. ელემენტის ქიმიური ბუნება განისაზღვრება ატომის ბირთვში პროტონების რაოდენობით, რაც ტოლია ატომის გარსში არსებული ელექტრონების რაოდენობას. ნეიტრონების რაოდენობის ცვლილება (პროტონების იგივე რაოდენობით) გავლენას არ ახდენს ატომის ქიმიურ თვისებებზე.

ეს ყველაფერი შესაძლებელს ხდის ქიმიური ელემენტის ცნების ჩამოყალიბებას, როგორც ატომების ტიპს, რომელსაც ახასიათებს ბირთვის გარკვეული მუხტი. სხვადასხვა ელემენტების იზოტოპებს შორის აღმოაჩინეს ისეთები, რომლებიც შეიცავს ბირთვში ნუკლეონების ერთსა და იმავე რაოდენობას პროტონების განსხვავებული რაოდენობით, ანუ რომელთა ატომებს აქვთ იგივე მასა. ასეთ იზოტოპებს ეწოდებოდა იზობარები (ბერძნული სიტყვიდან "baros", რაც ნიშნავს "წონას"). იზობარების განსხვავებული ქიმიური ბუნება დამაჯერებლად ადასტურებს, რომ ელემენტის ბუნება არ განისაზღვრება მისი ატომის მასით.

სხვადასხვა იზოტოპებისთვის გამოიყენება თავად ელემენტების სახელები და სიმბოლოები, რაც მიუთითებს მასის რიცხვზე, რომელიც მოჰყვება ელემენტის სახელს ან მითითებულია როგორც ინდექსი სიმბოლოს ზედა მარცხენა მხარეს, მაგალითად: ქლორი - 35 ან Cl.

სხვადასხვა იზოტოპები განსხვავდება ერთმანეთისგან სტაბილურობით. 26 ელემენტს აქვს მხოლოდ ერთი სტაბილური იზოტოპი - ასეთ ელემენტებს უწოდებენ მონოიზოტოპურს, (მათ ახასიათებთ ძირითადად კენტი ატომური რიცხვები) და მათი ატომური მასები დაახლოებით მთელი რიცხვების ტოლია. 55 ელემენტს აქვს რამდენიმე სტაბილური იზოტოპი - მათ უწოდებენ პოლიიზოტოპურს (იზოტოპების დიდი რაოდენობა დამახასიათებელია ძირითადად ლუწი ელემენტებისთვის). დანარჩენი ელემენტებისთვის ცნობილია მხოლოდ არასტაბილური, რადიოაქტიური იზოტოპები. ეს ყველაფერი მძიმე ელემენტებია, დაწყებული No84 ელემენტით (პოლონიუმი) და შედარებით მსუბუქიდან - No43 (ტექნეტიუმი) და No61 (პრომეთიუმი). თუმცა, ზოგიერთი ელემენტის რადიოაქტიური იზოტოპები შედარებით სტაბილურია (ახასიათებს ხანგრძლივი ნახევარგამოყოფის პერიოდი) და ამიტომ ეს ელემენტები, როგორიცაა თორიუმი, ურანი, გვხვდება ბუნებაში. უმეტეს შემთხვევაში, რადიოაქტიური იზოტოპები მიიღება ხელოვნურად, მათ შორის სტაბილური ელემენტების მრავალი რადიოაქტიური იზოტოპი.

9. ატომების ელექტრონული გარსი. ბორის თეორია.

რეზერფორდის თეორიის მიხედვით, თითოეული ელექტრონი ბრუნავს ბირთვის გარშემო და ბირთვის მიზიდულობის ძალა დაბალანსებულია ელექტრონის ბრუნვის შედეგად წარმოქმნილი ცენტრიდანული ძალით. ელექტრონის ბრუნვა საკმაოდ ანალოგიურია მისი სწრაფი რხევებისა და უნდა გამოიწვიოს ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოსხივება. აქედან გამომდინარე, შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ მბრუნავი ელექტრონი ასხივებს გარკვეული ტალღის სიგრძის სინათლეს, რაც დამოკიდებულია ელექტრონის ორბიტის სიხშირეზე. მაგრამ, შუქის გამოსხივებით, ელექტრონი კარგავს ენერგიის ნაწილს, რის შედეგადაც ირღვევა წონასწორობა მასსა და ბირთვს შორის. წონასწორობის აღსადგენად ელექტრონი თანდათანობით უნდა მიუახლოვდეს ბირთვს და ასევე თანდათან შეიცვლება ელექტრონის ბრუნვის სიხშირე და მის მიერ გამოსხივებული სინათლის ბუნება. საბოლოო ჯამში, მთელი ენერგიის ამოწურვის შემდეგ, ელექტრონი უნდა "დავარდეს" ბირთვზე და სინათლის გამოსხივება შეჩერდება. რეალურად რომ ყოფილიყო ელექტრონის მოძრაობის ასეთი უწყვეტი ცვლილება, მისი „დაცემა“ ბირთვზე ნიშნავს ატომის განადგურებას და მისი არსებობის შეწყვეტას.

ამრიგად, რეზერფორდის ატომის ილუსტრაციული და მარტივი ბირთვული მოდელი აშკარად ეწინააღმდეგებოდა კლასიკურ ელექტროდინამიკას. ბირთვის ირგვლივ მბრუნავი ელექტრონების სისტემა არ შეიძლება იყოს სტაბილური, რადგან ელექტრონი მუდმივად უნდა ასხივებდეს ენერგიას ასეთი ბრუნვის დროს, რამაც, თავის მხრივ, უნდა გამოიწვიოს მისი დაცემა ბირთვზე და ატომის განადგურება. იმავდროულად, ატომები სტაბილური სისტემებია.

ეს მნიშვნელოვანი წინააღმდეგობები ნაწილობრივ გადაჭრა გამოჩენილმა დანიელმა ფიზიკოსმა ნილს ბორმა (1885 - 1962 წწ.), რომელმაც 1913 წელს შეიმუშავა წყალბადის ატომის თეორია, რომელსაც იგი სპეციალურ პოსტულატებზე დაყრდნობით აკავშირებდა და, ერთი მხრივ, აკავშირებდა მათ კლასიკურ კანონებთან. მექანიკა და, მეორე მხრივ, გერმანელი ფიზიკოსის მაქს პლანკის (1858 - 1947) ენერგიის გამოსხივების კვანტური თეორიით.

კვანტური თეორიის არსი ემყარება იმ ფაქტს, რომ ენერგია გამოიყოფა და შეიწოვება არა უწყვეტად, როგორც ადრე იყო მიღებული, არამედ ცალკეულ მცირე, მაგრამ კარგად განსაზღვრულ ნაწილებში - ენერგიის კვანტებში. რადიაციული სხეულის ენერგიის რეზერვი იცვლება ნახტომებში, კვანტური კვანტური; კვანტების წილადი რაოდენობა სხეულს არც გამოყოფს და არც შთანთქავს.

ენერგიის კვანტის სიდიდე დამოკიდებულია გამოსხივების სიხშირეზე: რაც უფრო მაღალია გამოსხივების სიხშირე, მით მეტია კვანტის სიდიდე. ენერგეტიკული კვანტის აღნიშვნისას E-ს მეშვეობით ვწერთ პლანკის განტოლებას:

სადაც h არის მუდმივი მნიშვნელობა, ეგრეთ წოდებული პლანკის მუდმივი, ტოლია 6,626 * 10 J * წმ, და არის დებროილის ტალღის სიხშირე.

გასხივოსნებული ენერგიის კვანტებს ასევე უწოდებენ ფოტონებს. ბირთვის ირგვლივ ელექტრონების ბრუნვაზე კვანტური ცნებების გამოყენებით, ბორმა თავისი თეორია ძალიან გაბედულ ვარაუდებსა თუ პოსტულატებზე დააფუძნა. მიუხედავად იმისა, რომ ეს პოსტულატები ეწინააღმდეგება კლასიკური ელექტროდინამიკის კანონებს, ისინი თავიანთ გამართლებას პოულობენ იმ გასაოცარ შედეგებში, რომლებსაც ისინი მოჰყვება და სრულ შეთანხმებაში, რომელიც ნაპოვნია თეორიულ შედეგებსა და ექსპერიმენტულ ფაქტებს შორის. ბორის პოსტულატები შემდეგია:

ელექტრონს შეუძლია გადაადგილება არა რომელიმე ორბიტაზე, არამედ მხოლოდ იმ ორბიტებში, რომლებიც აკმაყოფილებს გარკვეულ პირობებს, რომლებიც წარმოიქმნება კვანტური თეორიიდან. ამ ორბიტებს ეწოდება სტაბილური, სტაციონარული ან კვანტური ორბიტები. როდესაც ელექტრონი მოძრაობს მისთვის შესაძლებელი ერთ-ერთი სტაბილური ორბიტის გასწვრივ, ის არ ასხივებს ელექტრომაგნიტურ ენერგიას. ელექტრონის გადასვლას შორეული ორბიტიდან უფრო ახლო ორბიტაზე თან ახლავს ენერგიის დაკარგვა. ყოველი გადასვლისას ატომის მიერ დაკარგული ენერგია გარდაიქმნება სხივური ენერგიის ერთ კვანტად. ამ შემთხვევაში გამოსხივებული სინათლის სიხშირე განისაზღვრება ორი ორბიტის რადიუსით, რომელთა შორისაც ხდება ელექტრონის გადასვლა. ატომის ენერგეტიკული რეზერვის აღნიშვნით ელექტრონის პოზიციაზე ბირთვიდან უფრო დაშორებულ ორბიტაზე En-ის გავლით და უფრო ახლო ორბიტაზე Ek-ის გავლით და ატომის მიერ დაკარგული ენერგიის En-Ek-ის მიერ პლანკის მუდმივზე გაყოფით, მივიღებთ საჭირო სიხშირე:

= (En - Ek) / სთ

რაც უფრო დიდია მანძილი ორბიტიდან, რომელშიც ელექტრონი მდებარეობს იმ ორბიტამდე, რომელზეც ის გადის, მით მეტია გამოსხივების სიხშირე. ატომებიდან უმარტივესი არის წყალბადის ატომი, რომლის ბირთვის გარშემო მხოლოდ ერთი ელექტრონი ტრიალებს. ზემოაღნიშნული პოსტულატების საფუძველზე ბორმა გამოთვალა ამ ელექტრონის შესაძლო ორბიტების რადიუსი და აღმოაჩინა, რომ ისინი დაკავშირებულია როგორც ნატურალური რიცხვების კვადრატები: 1: 2: 3: ...: n. n-ის მნიშვნელობას უწოდებენ მთავარ კვანტურ რიცხვს.

შემდგომში ბორის თეორია სხვა ელემენტების ატომურ სტრუქტურაზეც გავრცელდა, თუმცა ეს სიახლის გამო გარკვეულ სირთულეებთან იყო დაკავშირებული. ამან შესაძლებელი გახადა სხვადასხვა ელემენტების ატომებში ელექტრონების განლაგების ძალიან მნიშვნელოვანი საკითხის გადაჭრა და ელემენტების თვისებების დამოკიდებულების დადგენა მათი ატომების ელექტრონული გარსების სტრუქტურაზე. ამჟამად შემუშავებულია ყველა ქიმიური ელემენტის ატომების სტრუქტურის სქემები. თუმცა, უნდა გავითვალისწინოთ, რომ ყველა ეს სქემა მხოლოდ მეტ-ნაკლებად სანდო ჰიპოთეზაა, რომელიც შესაძლებელს ხდის ელემენტების მრავალი ფიზიკური და ქიმიური თვისების ახსნას.

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ატომის ბირთვის გარშემო მოძრავი ელექტრონების რაოდენობა შეესაბამება პერიოდულ სისტემაში ელემენტის რიგით რიცხვს. ელექტრონები განლაგებულია შრეებად, ე.ი. თითოეულ ფენას აქვს გარკვეული შევსება ან, როგორც ეს იყო, ელექტრონების გაჯერების რაოდენობა. ერთი და იგივე ფენის ელექტრონებს ახასიათებთ თითქმის ერთნაირი ენერგია, ე.ი. დაახლოებით იგივე ენერგეტიკული დონეა. ატომის მთელი გარსი იშლება რამდენიმე ენერგეტიკულ დონეზე. ყოველი შემდეგი ფენის ელექტრონები უფრო მაღალ ენერგეტიკულ დონეზეა, ვიდრე წინა ფენის ელექტრონები. ელექტრონების უდიდესი რაოდენობა N, რომელიც შეიძლება იყოს მოცემულ ენერგეტიკულ დონეზე, უდრის ფენის რიცხვის კვადრატის ორჯერ:

სადაც n არის ფენის ნომერი. ამრიგად, 1-2-ით, 2-8-ით, 3-18-ით და ა.შ. გარდა ამისა, დადგინდა, რომ ელექტრონების რაოდენობა გარე შრეში ყველა ელემენტისთვის, გარდა პალადიუმის, არ აღემატება რვას, ხოლო ბოლო შრეში - თვრამეტი.

გარე შრის ელექტრონებს, როგორც ბირთვს ყველაზე შორს და, შესაბამისად, ბირთვთან ყველაზე ნაკლებად მყარად დაკავშირებულს, შეუძლიათ დაშორდნენ ატომს და შეუერთდნენ სხვა ატომებს და შევიდნენ ამ უკანასკნელის გარე ფენის შემადგენლობაში. ატომები, რომლებმაც დაკარგეს ერთი ან მეტი ელექტრონი, დადებითად დამუხტული ხდება, რადგან ატომის ბირთვის მუხტი აღემატება დარჩენილი ელექტრონების მუხტების ჯამს. პირიქით, ატომები, რომლებსაც აქვთ მიმაგრებული ელექტრონები, ხდება უარყოფითად დამუხტული. ამ გზით წარმოქმნილ დამუხტულ ნაწილაკებს, რომლებიც ხარისხობრივად განსხვავდებიან შესაბამისი ატომებისგან, იონებს უწოდებენ. ბევრ იონს, თავის მხრივ, შეუძლია დაკარგოს ან მოიპოვოს ელექტრონები, ხოლო გადაიქცევა ან ელექტრულად ნეიტრალურ ატომებად ან ახალ იონებად განსხვავებული მუხტით.

10. ბირთვული ძალები.

ჰიპოთეზა, რომ ატომის ბირთვები შედგება პროტონებისა და ნეიტრონებისგან, დადასტურდა მრავალი ექსპერიმენტული ფაქტით. ეს მოწმობდა ბირთვის სტრუქტურის ნეიტრონოტონიანი მოდელის მართებულობას.

მაგრამ გაჩნდა კითხვა: რატომ არ იშლება ბირთვები ცალკეულ ნუკლეონებად ელექტროსტატიკური მოგერიების ძალების მოქმედებით დადებითად დამუხტულ პროტონებს შორის?

გამოთვლებმა აჩვენა, რომ ნუკლეონები ერთად ვერ იკავებენ გრავიტაციული ან მაგნიტური ბუნების მიზიდულობის ძალებს, რადგან ეს ძალები გაცილებით ნაკლებია ვიდრე ელექტროსტატიკური.

ატომის ბირთვების სტაბილურობის კითხვაზე პასუხის მოსაძებნად, მეცნიერებმა ვარაუდობდნენ, რომ მიზიდულობის ზოგიერთი სპეციალური ძალა მოქმედებს ბირთვების ყველა ნუკლეონს შორის, რაც მნიშვნელოვნად აღემატება პროტონებს შორის ელექტროსტატიკური მოგერიების ძალებს. ამ ძალებს ბირთვული ეწოდა.

ბირთვული ძალების არსებობის ჰიპოთეზა სწორი აღმოჩნდა. ასევე აღმოჩნდა, რომ ბირთვული ძალები მოკლე დიაპაზონია: 10-15 მ მანძილზე ისინი დაახლოებით 100-ჯერ აღემატება ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების ძალებს, მაგრამ უკვე 10-14 მ მანძილზე ისინი უმნიშვნელო აღმოჩნდებიან. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ბირთვული ძალები მოქმედებენ დისტანციებზე, რომლებიც შედარებულია თავად ბირთვების ზომასთან.

11.ურანის ბირთვების დაშლა.

ურანის ბირთვების დაშლა ნეიტრონებით დაბომბვით აღმოაჩინეს 1939 წელს გერმანელმა მეცნიერებმა ოტო გუნმა და ფრიც შტრასმანმა.

განვიხილოთ ამ ფენომენის მექანიზმი. (ნახ. No7, ა) პირობითად გამოსახულია ურანის ატომის ბირთვი (23592U). დამატებითი ნეიტრონის შთანთქმის შემდეგ, ბირთვი აღგზნებულია და დეფორმირებულია, იძენს წაგრძელებულ ფორმას (სურათი 7, ბ).

ჩვენ უკვე ვიცით, რომ ბირთვში მოქმედებს ორი სახის ძალა: ელექტროსტატიკური საგრებელი ძალები პროტონებს შორის, რომლებიც მიდრეკილნი არიან დაარღვიონ ბირთვი და ბირთვული მიზიდულობის ძალები ყველა ნუკლეონს შორის, რის გამოც ბირთვი არ იშლება. მაგრამ ბირთვული ძალები მოკლე დიაპაზონია, ამიტომ, წაგრძელებულ ბირთვში, ისინი ვეღარ იკავებენ ბირთვის ნაწილებს, რომლებიც ძალიან დაშორებულია ერთმანეთისგან. ელექტროსტატიკური მოგერიების ძალების მოქმედებით ბირთვი იშლება ორ ნაწილად (ნახ. No7, გ), რომლებიც დიდი სიჩქარით იფანტებიან სხვადასხვა მიმართულებით და გამოყოფენ 2-3 ნეიტრონს.

გამოდის, რომ ბირთვის შინაგანი ენერგიის ნაწილი გარდაიქმნება მფრინავი ფრაგმენტებისა და ნაწილაკების კინეტიკურ ენერგიად. ფრაგმენტები სწრაფად ნელდება გარემოში, რის შედეგადაც მათი კინეტიკური ენერგია გარდაიქმნება გარემოს შიდა ენერგიად (ანუ მისი შემადგენელი ნაწილაკების თერმული მოძრაობის ურთიერთქმედების ენერგიად).

დიდი რაოდენობით ურანის ბირთვების ერთდროული დაშლით, ურანის მიმდებარე გარემოს შიდა ენერგია და, შესაბამისად, მისი ტემპერატურა შესამჩნევად იზრდება (ანუ თბება გარემო).

ამრიგად, ურანის ბირთვების დაშლის რეაქცია მიდის გარემოში ენერგიის გათავისუფლებასთან.

ატომების ბირთვებში შემავალი ენერგია კოლოსალურია. მაგალითად, 1 გრამ ურანში არსებული ყველა ბირთვის სრული დაშლით, გამოიყოფა იგივე რაოდენობის ენერგია, რაც გამოიყოფა 2,5 ტონა ნავთობის წვის დროს.

12. ატომური ელექტროსადგურები.

ატომური ელექტროსადგური (NPP) - ელექტროსადგური, რომელშიც ატომური (ბირთვული) ენერგია გარდაიქმნება ელექტრო ენერგიად. ატომური ელექტროსადგურის ენერგიის გენერატორი არის ბირთვული რეაქტორი. სითბო, რომელიც გამოიყოფა რეაქტორში ზოგიერთი მძიმე ელემენტის ბირთვული დაშლის ჯაჭვური რეაქციის შედეგად, შემდეგ, ისევე, როგორც ჩვეულებრივ თბოელექტროსადგურებში, გარდაიქმნება ელექტროენერგიად. ორგანულ საწვავზე მომუშავე თბოელექტროსადგურებისგან განსხვავებით, ატომური ელექტროსადგურები მუშაობენ ატომურ საწვავზე (233U, 235U, 239Pu საფუძველზე) 1 გ ურანის ან პლუტონიუმის იზოტოპების დაშლა გამოყოფს 22500 კვტ/სთ, რაც ექვივალენტურია 2800 კგ საცნობარო საწვავში შემავალი ენერგიისა. მსოფლიოში პირველი ატომური ელექტროსადგური საპილოტე სამრეწველო მიზნებისთვის 5 მეგავატი სიმძლავრით ამოქმედდა სსრკ-ში 1954 წლის 27 ივნისს ქალაქ ობნინსკში. მანამდე ატომური ბირთვის ენერგია სამხედრო მიზნებისთვის გამოიყენებოდა. პირველი ატომური ელექტროსადგურის გაშვებამ აღნიშნა ენერგეტიკის ახალი მიმართულების გახსნა, რომელიც აღიარებული იქნა ატომური ენერგიის მშვიდობიანი გამოყენების შესახებ I საერთაშორისო სამეცნიერო და ტექნიკურ კონფერენციაზე (1955 წლის აგვისტო, ჟენევა).

ატომური ელექტროსადგურის სქემატური დიაგრამა წყლით გაგრილებული ატომური რეაქტორით (ნახ. No6.). რეაქტორის ბირთვში გამოთავისუფლებული სითბო მიიღება როგორც გამაგრილებელი 1-ლი სქემის წყლით (გამაგრილებელი), რომელიც რეაქტორში ტუმბოს ცირკულაციის ტუმბოს მეშვეობით. გ. გადასცემს რეაქტორში მიღებულ სითბოს მე-2 წრის წყალში. მე-2 წრის წყალი ორთქლის გენერატორში აორთქლდება და ორთქლი წარმოიქმნება და შედის ტურბინაში 4.

ყველაზე ხშირად, ატომურ ელექტროსადგურებში გამოიყენება 4 ტიპის თერმული ნეიტრონული რეაქტორი: 1) წყლის გაგრილებული რეაქტორები ჩვეულებრივი წყლით, როგორც მოდერატორი და გამაგრილებელი; 2) გრაფიტ-წყალი წყლის გამაგრილებლით და გრაფიტის მოდერატორით; 3) მძიმე წყალი წყლის გამაგრილებლით და მძიმე წყალი, როგორც მოდერატორი 4) გრაფიტი-გაზი გაზის გამაგრილებელი და გრაფიტის მოდერატორი.

გამაგრილებლის აგრეგაციის ტიპისა და მდგომარეობის მიხედვით, იქმნება NPP-ის ერთი ან სხვა თერმოდინამიკური ციკლი. თერმოდინამიკური ციკლის ზედა ტემპერატურული ლიმიტის არჩევანი განისაზღვრება ბირთვული საწვავის შემცველი საწვავის ელემენტების მოპირკეთების (TVEL) მაქსიმალური დასაშვები ტემპერატურით, თავად ბირთვული საწვავის დასაშვები ტემპერატურით, აგრეთვე ამ ტიპისთვის მიღებული გამაგრილებლის თვისებებით. რეაქტორის. ატომურ ელექტროსადგურზე. წყლის გაგრილებული თერმული რეაქტორი ჩვეულებრივ იყენებს დაბალი ტემპერატურის ორთქლის ციკლებს. გაზის გაცივებული რეაქტორები საშუალებას იძლევა გამოიყენონ შედარებით უფრო ეკონომიური ორთქლის ციკლები გაზრდილი საწყისი წნევით და ტემპერატურით. ატომური ელექტროსადგურის თერმული სქემა ამ ორ შემთხვევაში შესრულებულია როგორც 2 წრიული: გამაგრილებელი ცირკულირებს პირველ წრეში, მე-2 წრე არის ორთქლი-წყალი. მდუღარე წყლის ან მაღალი ტემპერატურის გაზის გამაგრილებლის მქონე რეაქტორებში შესაძლებელია ერთმარყუჟიანი თერმული ატომური ელექტროსადგური. მდუღარე წყლის რეაქტორებში წყალი ადუღდება ბირთვში, მიღებულ ორთქლ-წყლის ნარევი გამოიყოფა და გაჯერებული ორთქლი იგზავნება ან პირდაპირ ტურბინაში, ან ადრე ბრუნდება ბირთვში გადახურებისთვის.

მაღალტემპერატურულ გრაფიტ-გაზის რეაქტორებში შესაძლებელია ჩვეულებრივი გაზის ტურბინის ციკლის გამოყენება. რეაქტორი ამ შემთხვევაში მოქმედებს როგორც წვის პალატა.

რეაქტორის ექსპლუატაციის დროს ბირთვულ საწვავში დაშლის იზოტოპების კონცენტრაცია თანდათან მცირდება და საწვავი იწვის. ამიტომ, დროთა განმავლობაში, ისინი იცვლება ახალით. ბირთვული საწვავი გადაიტვირთება დისტანციური მართვის მექანიზმებისა და მოწყობილობების გამოყენებით. დახარჯული საწვავი გადადის დახარჯული საწვავის აუზში და შემდეგ იგზავნება გადამუშავებისთვის.

რეაქტორი და მისი მომსახურე სისტემები მოიცავს: თავად რეაქტორს ბიოლოგიური დაცვით, სითბოს გადამცვლელებით, ტუმბოებით ან აფეთქების ერთეულებით, რომლებიც ახორციელებენ გამაგრილებლის ცირკულირებას; წრიული მიმოქცევის მილსადენები და ფიტინგები; ბირთვული საწვავის გადატვირთვის მოწყობილობები; სპეციალური სისტემები ვენტილაცია, გადაუდებელი გაგრილება და ა.შ.

დიზაინიდან გამომდინარე, რეაქტორებს აქვთ შემდეგი მახასიათებლები: წნევით რეაქტორებში საწვავი და მოდერატორი განლაგებულია ჭურჭლის შიგნით, რომელიც ატარებს გამაგრილებლის მთლიან წნევას; არხის რეაქტორებში სპეციალური გამაგრილებლით გაცივებული საწვავი დამონტაჟებულია თხელკედლიან გარსაცმში ჩასმული მოდერატორში შეღწევადი მილები-არხები. ატომური ელექტროსადგურის პერსონალის რადიაციის ზემოქმედებისგან დასაცავად, რეაქტორი გარშემორტყმულია ბიოლოგიური დაცვით, რომლის ძირითადი მასალაა ბეტონი, წყალი, სერპენტინის ქვიშა. რეაქტორის მიკროსქემის მოწყობილობა მთლიანად უნდა იყოს დალუქული. გათვალისწინებულია სისტემა გამაგრილებლის შესაძლო გაჟონვის ადგილების მონიტორინგისთვის, მიიღება ზომები ისე, რომ წრეში გაჟონვისა და შესვენების გამოჩენამ არ გამოიწვიოს რადიოაქტიური გამონაბოლქვი და ატომური ელექტროსადგურის შენობების და მიმდებარე ტერიტორიის დაბინძურება. რეაქტორის მიკროსქემის მოწყობილობა ჩვეულებრივ დამონტაჟებულია დალუქულ ყუთებში, რომლებიც გამოყოფილია ატომური ელექტროსადგურის დანარჩენი შენობებისგან ბიოლოგიური დაცვით და არ ემსახურება რეაქტორის მუშაობის დროს. სავენტილაციო სისტემა, რომელშიც ატმოსფერული დაბინძურების შესაძლებლობის გამორიცხვის მიზნით გათვალისწინებულია ფილტრების გაწმენდა და გაზის დამჭერები. დოზიმეტრული კონტროლის სამსახური აკონტროლებს ატომური ელექტროსადგურის პერსონალის მიერ რადიაციული უსაფრთხოების წესების დაცვას.

რეაქტორის გაგრილების სისტემაში ავარიების შემთხვევაში, საწვავის ღეროების გადახურვისა და გაჟონვის თავიდან ასაცილებლად, უზრუნველყოფილია ბირთვული რეაქციის სწრაფი (რამდენიმე წამში) ჩახშობა; გადაუდებელი გაგრილების სისტემას აქვს დამოუკიდებელი დენის წყაროები.

ბიოლოგიური დაცვის სისტემების არსებობა განსაკუთრებული. ვენტილაციის და გადაუდებელი გაგრილების და დოზიმეტრიული კონტროლის სერვისი საშუალებას გაძლევთ სრულად დაიცვათ ატომური ელექტროსადგურის ტექნიკური პერსონალი რადიოაქტიური ზემოქმედების მავნე ზემოქმედებისგან.

ატომური ელექტროსადგურის მანქანათმშენებლობის აღჭურვილობა მსგავსია თბოსადგურის მანქანათმშენებლობის აღჭურვილობისა. განასხვავებენ, რომ ატომური ელექტროსადგურების უმეტესობის მახასიათებელია შედარებით დაბალი პარამეტრების ორთქლის გამოყენება, გაჯერებული ან ოდნავ გადახურებული.

ამავდროულად, ორთქლში შემავალი ტენიანობის ნაწილაკებით ტურბინის ბოლო საფეხურების პირების ეროზიული დაზიანების გამორიცხვის მიზნით, ტურბინაში დამონტაჟებულია გამყოფები. ზოგჯერ საჭიროა ორთქლის დისტანციური გამყოფებისა და გამათბობლების გამოყენება. იმის გამო, რომ გამაგრილებელი და მასში შემავალი მინარევები გააქტიურებულია რეაქტორის ბირთვში გავლისას, ტურბინის დარბაზის აღჭურვილობის საპროექტო გადაწყვეტა და ერთი მარყუჟიანი ატომური ელექტროსადგურების ტურბინის კონდენსატორის გაგრილების სისტემა მთლიანად უნდა გამორიცხოს გამაგრილებლის შესაძლებლობა. გაჟონვა. ორთქლის მაღალი პარამეტრების მქონე ატომურ ელექტროსადგურებზე ასეთი მოთხოვნები არ არის დაწესებული ტურბინის დარბაზის აღჭურვილობაზე.

ამ ატომური ელექტროსადგურის რეაქტორის თბოენერგიის ნაწილი სითბოს მიწოდებაზე იხარჯება. ელექტროენერგიის გამომუშავების გარდა, ატომური ელექტროსადგურები ასევე გამოიყენება ზღვის წყლის დეზალნაციისთვის. ატომურ ელექტროსადგურებს, რომლებიც წარმოადგენენ ყველაზე თანამედროვე ტიპის ელექტროსადგურებს, აქვთ მთელი რიგი მნიშვნელოვანი უპირატესობები სხვა ტიპის ელექტროსადგურებთან შედარებით: ნორმალურ სამუშაო პირობებში ისინი აბსოლუტურად არ აბინძურებენ გარემოს, არ საჭიროებენ ნედლეულის წყაროსთან დაკავშირებას. და, შესაბამისად, შეიძლება განთავსდეს თითქმის ყველგან, ახალი ენერგობლოკების სიმძლავრე თითქმის უტოლდება საშუალო ჰიდროელექტროსადგურის სიმძლავრეს, თუმცა ატომებზე დადგმული სიმძლავრის ათვისების კოეფიციენტი (80%) მნიშვნელოვნად აღემატება ჰესების ან თბოსადგურების მაჩვენებელს. ის ფაქტი, რომ 1 კგ ურანს შეუძლია იგივე რაოდენობის სითბოს გამომუშავება, რაც დაახლოებით 3000 ტონა ქვანახშირის წვისას, შეიძლება მეტყველებს ატომური ელექტროსადგურების ეფექტურობაზე და ეფექტურობაზე.

ნორმალურ სამუშაო პირობებში ატომური ელექტროსადგურების მნიშვნელოვანი ნაკლოვანებები პრაქტიკულად არ არსებობს. თუმცა, არ შეიძლება არ შეამჩნიოთ ატომური ელექტროსადგურების საშიშროება შესაძლო ფორსმაჟორულ ვითარებაში: მიწისძვრები, ქარიშხლები და ა.შ. - აქ ელექტროსადგურების ძველი მოდელები წარმოადგენს ტერიტორიების რადიაციული დაბინძურების პოტენციურ საფრთხეს რეაქტორის უკონტროლო გადახურების გამო.

13. დასკვნა

ელექტრიფიკაციის ფენომენისა და ატომის სტრუქტურის დეტალურად შესწავლის შემდეგ გავიგე, რომ ატომი შედგება ბირთვისა და მის გარშემო უარყოფითად დამუხტული ელექტრონებისგან. ბირთვი შედგება დადებითად დამუხტული პროტონებისა და დაუმუხტი ნეიტრონებისგან. როდესაც სხეული ელექტრიფიცირებულია, ელექტრიფიცირებულ სხეულზე ხდება ელექტრონების ჭარბი ან დეფიციტი. ეს განსაზღვრავს სხეულის მუხტს. არსებობს მხოლოდ ორი სახის ელექტრული მუხტი - დადებითი და უარყოფითი. ჩემი მუშაობის შედეგად ღრმად გავეცანი ელექტროსტატიკის ფენომენებს და გავარკვიე, როგორ და რატომ ხდება ეს მოვლენები. მაგალითად, ელვა. ელექტროსტატიკის ფენომენი მჭიდროდ არის დაკავშირებული ატომის სტრუქტურასთან. ნივთიერებების ატომები, როგორიცაა ურანი, რადიუმი და ა.შ. ფლობენ რადიოაქტიურობას.ატომის ენერგიას უდიდესი მნიშვნელობა აქვს მთელი კაცობრიობის სიცოცხლისთვის. მაგალითად, ერთი გრამი ურანის ენერგია უდრის 2,5 ტონა ნავთობის წვის დროს გამოთავისუფლებულ ენერგიას. დღეისათვის ატომების რადიოაქტიურმა ენერგიამ იპოვა თავისი გამოყენება ცხოვრების მრავალ სფეროში. ყოველწლიურად შენდება სულ უფრო მეტი ატომური ელექტროსადგური (ატომური ელექტროსადგური), ვითარდება ატომური რეაქტორის მქონე ყინულმჭრელებისა და წყალქვეშა ნავების წარმოება. ატომური ენერგია გამოიყენება მედიცინაში სხვადასხვა დაავადების სამკურნალოდ, ასევე ეროვნული ეკონომიკის ბევრ სფეროში. ენერგიის არასწორმა გამოყენებამ შეიძლება საფრთხე შეუქმნას ცოცხალ ორგანიზმებს. ატომების ენერგია შეიძლება სასარგებლო იყოს ადამიანებისთვის, თუ ისინი ისწავლიან მის სწორად გამოყენებას.

ელექტრიფიკაცია სხეულიმაკროსკოპული სხეული, ჩვეულებრივ ელექტრო... ამოცანა. 1 ვერსია. ზე ელექტრიფიკაცია ტელმათ შორის მჭიდრო კონტაქტი მნიშვნელოვანია... უნდა გამოიწვიოს დატენვა სხეული. სხვა გზა ელექტრიფიკაცია ტელ- გავლენა...

ურთიერთქმედების კულტურა არის კულტურათა ურთიერთქმედება.

თემის ინტერაქტიული პრეზენტაციაელექტროფიკაცია ტელ. Ელექტრული მუხტი

გაერთეთ ასეთი მარტივი ხრიკით: თუ გაბერილ ბუშტს მშრალ თმაზე წაისვით და შემდეგ ჭერზე მიამაგრებთ, ეტყობა „წებება“?

არა? Სცადე! არანაკლებ სასაცილოა, მაშინ თმა ყველა მიმართულებით იშლება. იგივე ეფექტი მიიღება ხანდახან გრძელი თმის ვარცხნის დროს. ისინი გამოდიან და სავარცხელს ეწებებიან. ისე, ყველასთვის ნაცნობია სიტუაციები, როცა შალის ან სინთეტიკური ნივთებით სეირნობისას, რაღაცას ან ვინმეს ეხები და მკვეთრ ჩხვლეტას გრძნობ. ასეთ შემთხვევებში ამბობენ - შოკი. ეს ყველაფერი სხეულების ელექტრიფიკაციის მაგალითებია.მაგრამ საიდან მოდის ელექტრიფიკაცია, თუ ყველამ კარგად ვიცით, რომ ელექტრული დენი ცხოვრობს სოკეტებსა და ბატარეებში და არა თმასა და ტანსაცმელში? უყურე მულტფილმს

სხეულების ელექტრიფიკაციის ფენომენი: ელექტრიზაციის მეთოდები

სხეულების ელექტრიფიკაცია კონტაქტის დროს (ებონიტის ან მინის ღეროს ბეწვის ან აბრეშუმის შეხება). შეიზილეთ კალამი მატყლზე ან ბეწვზე და შემდეგ მიიტანეთ წვრილად დაჭრილ ქაღალდზე, ჩალის ან მატყლის ნაჭრებზე. თქვენ ნახავთ, როგორ იზიდავს ეს ნაჭრები სახელურს. იგივე მოხდება წყლის თხელი ნაკადით, თუ მას ელექტრიფიცირებული სახელური მიიტანთ.

ორი სახის ელექტრული მუხტი

Პირველი მსგავსი ეფექტი იქნა ნაპოვნი ქარვის შემთხვევაში, ამიტომ მათ ელექტრონი უწოდეს ბერძნული სიტყვიდან "ელექტრონიდან" - ქარვა.ქარვა. დრო: 5:32და სხეულების უნარს, მიიზიდონ სხვა ობიექტები კონტაქტის შემდეგ, და წვივა მხოლოდ კონტაქტის არეალის გაზრდის საშუალებაა, ეწოდებოდა ელექტრიფიკაციას ან სხეულს ელექტრული მუხტის მიცემას. ექსპერიმენტულად დადგინდა, რომ არსებობს ორი სახის ელექტრული მუხტი.შუშის და ებონიტის ღეროებს თუ გახეხავთ, ისინი ერთმანეთს მიიზიდავენ. და ორი იგივე - მოგერიება. და ეს იმიტომ კი არ არის, რომ მათ ერთმანეთი არ მოსწონთ, არამედ იმიტომ, რომ მათ აქვთ განსხვავებული ელექტრული მუხტი. შეთანხმდნენ, რომ შუშის ღეროს ელექტრული მუხტი ეწოდოს დადებითი, ხოლო ებონიტის ღეროს უარყოფითი. ისინი მითითებულია, შესაბამისად, ნიშნებით "+" და "-". Ეს ნიშნავს რომ ისინი ერთმანეთის საპირისპიროდ არიან.

დღესდღეობით ფართოდ გამოიყენება ადვილად ელექტრიფიცირებული ობიექტები - პლასტმასი, სინთეზური ბოჭკოები, ნავთობპროდუქტები. ასეთი ნივთიერებების გახეხვისას წარმოიქმნება ელექტრული მუხტი, რომელიც ზოგჯერ უსიამოვნოა, მაქსიმუმ შეიძლება საზიანო იყოს. მრეწველობაში მათ სპეციალური საშუალებებით ებრძვიან. ყოველდღიურ ცხოვრებაშიც იგივე მარტივი გზა ელექტრიფიკაციისგან თავის დასაღწევადარის ელექტრიფიცირებული ზედაპირის დასველება. თუ წყალი ხელთ არ არის, ლითონის ან მიწის შეხება დაგეხმარებათ. ეს ორგანოები მოხსნის ელექტრიფიკაციას. და იმისთვის, რომ საერთოდ არ იგრძნოთ ეს უსიამოვნო ეფექტები, რეკომენდებულია ანტისტატიკური საშუალებების გამოყენება.

ბილეთი 7. ელექტრიფიკაცია ტელ. ექსპერიმენტები, რომლებიც ასახავს ელექტრიფიკაციის ფენომენს. ორი სახის ელექტრული მუხტი. ბრალდების ურთიერთქმედება. Ელექტრული ველი. ელექტრული ფენომენების ახსნა. ელექტროენერგიის გამტარები და არაგამტარები.

ელექტრიფიცირებული სხეული იძენს თვისებას, მიიზიდოს პატარა საგნები თავისკენ. მაგალითად, თუ შუშის ღეროს ქაღალდის ფურცელზე წაისვით და შემდეგ წვრილად დაჭრილ ქაღალდზე მიიტანთ, ისინი დაიწყებენ მიზიდვას.

სხეულს, რომელსაც აქვს ეს თვისება, ამბობენ ელექტრიფიცირებულიან რა ეცნობება მას ელექტრული მუხტი.

ელექტრიფიკაციაეს არის სხეულის მიერ მუხტის შეძენის ფენომენი.

გადასახადები დადებითი და უარყოფითია. როგორც მუხტების მოგერიება, განსხვავებით მუხტების მიზიდვა.

დადებითი და უარყოფითი მუხტების ცნება 1747 წელს შემოიღო ფრანკლინმა. ებონიტის ჯოხი მატყლისა და ბეწვის ელექტრიფიკაციისგან უარყოფითად არის დამუხტული. აბრეშუმით გახეხილ შუშის ღეროზე წარმოქმნილ მუხტს ფრანკლინმა დადებითი უწოდა.

მუხტი არის ფიზიკური რაოდენობა, დამუხტული სხეულების ერთმანეთთან ურთიერთქმედების თვისებების გაზომვა..
q - მუხტი
[q]=კლ

ელექტრიფიკაციის სახეები:

1) ელექტრიფიკაცია ხახუნით: ჩართულია განსხვავებული სხეულები. სხეულები იძენენ ერთსა და იმავე მოდულს, მაგრამ განსხვავებული ნიშნით მუხტებით.

2) ელექტრიფიკაცია კონტაქტით: როდესაც დამუხტული და დაუმუხტი სხეული შედის კონტაქტში, მუხტის ნაწილი გადადის დაუმუხტავ სხეულზე, ანუ ორივე სხეული იძენს იმავე მუხტს ნიშნით.

3) ელექტრიფიკაცია გავლენის გზით: ზემოქმედების გზით ელექტრიფიკაციისას, თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ უარყოფითი მუხტი სხეულზე დადებითი მუხტის გამოყენებით და პირიქით.

მუხტის რაოდენობის გასაზომი მოწყობილობა არის ელექტრომეტრი. მოწყობილობა მუხტის არსებობის დასადგენად არის ელექტროსკოპი.

ელექტრული მუხტების ურთიერთქმედება შეისწავლეს ინგლისელმა ფიზიკოსებმა მაიკლ ფარადეიმ და ჯეიმს მაქსველმა. თუ დამუხტულ ელექტროსკოპს ჰაერის ტუმბოს ზარის ქვეშ მოათავსებთ, ელექტროსკოპის ფოთლები მაინც იგერიებენ ერთმანეთს. (ჰაერი ზარის ქვემოდან არის ევაკუირებული.) შედეგად დადგინდა, რომ ნებისმიერი დამუხტული სხეული გარშემორტყმულია ელექტრული ველით.

Ელექტრული ველიარის განსაკუთრებული სახის მატერია, განსხვავებული მატერიისგან. ელექტრული ველი არის მატერიის განსაკუთრებული სახეობა, რომელიც არსებობს დამუხტული სხეულების გარშემო და ვლინდება სხვა დამუხტულ სხეულებთან ურთიერთქმედებით.

ჩვენი გრძნობის ორგანოები არ აღიქვამენ ელექტრულ ველს. ველის აღმოჩენა შესაძლებელია იმის გამო, რომ ის მოქმედებს მასში არსებულ ყველა მუხტზე. ეს ხსნის ელექტრიფიცირებული სხეულების ურთიერთქმედებას.

ძალას, რომლითაც ელექტრული ველი მოქმედებს მასში შეყვანილ ელექტრულ მუხტზე, ეწოდება ელექტრული ძალა. ერთ-ერთი მუხტის გარშემო მყოფი ელექტრული ველი გარკვეული ძალით მოქმედებს მეორე მუხტზე, რომელიც მოთავსებულია პირველი მუხტის ველში. პირიქით, მეორე მუხტის ელექტრული ველი მოქმედებს პირველზე.

დირიჟორებიარის სხეულები, რომლებსაც შეუძლიათ ელექტრული მუხტების გატარება. მათ შორისაა ყველა ლითონი, სითხე (მარილების და ტუტეების ხსნარები).

დიელექტრიკებიარის ნივთიერებები, რომლებიც არ ატარებენ ელექტრულ მუხტს. ესენია: გამოხდილი წყალი, პლასტმასი, რეზინი, ხე, მინა, ქაღალდი, ბეტონი, ქვები და ა.შ.

1) სხეულების ელექტრიფიკაციისას სრულდება ელექტრული მუხტის შენარჩუნების კანონი. ელექტრული მუხტების ალგებრული ჯამი მუდმივი რჩება დახურულ სისტემაში ნებისმიერი ურთიერთქმედებისთვის, ანუ q1 + q2 + q3 + ... + qp \u003d const, სისტემა ითვლება დახურულად, თუ ელექტრული მუხტები არ შედის ან არ გამოდის გარედან. თუ ნეიტრალური სხეული იძენს ელექტრონებს სხვა სხეულისგან, მაშინ ის მიიღებს უარყოფით მუხტს. ამრიგად, სხეული უარყოფითად არის დამუხტული, თუ მას აქვს ელექტრონების ჭარბი რაოდენობა ნორმალურთან შედარებით. და თუ ნეიტრალური სხეული კარგავს ელექტრონებს, მაშინ ის იღებს დადებით მუხტს. ამრიგად, სხეულს აქვს დადებითი მუხტი, თუ მას არ აქვს საკმარისი ელექტრონები.

2) ელექტრიზაციის ახსნა ხახუნით: ხახუნის დროს ელექტრონები ერთი სხეულიდან მეორეში გადადიან. სადაც მეტი ელექტრონებია, სხეული უარყოფითად არის დამუხტული, სადაც ნაკლებია - დადებითად.

3) ატომებში ელექტრონები ბირთვიდან განსხვავებულ მანძილზეა, შორეული ელექტრონები უფრო სუსტად იზიდავს ბირთვს ვიდრე ახლომახლო. დისტანციურ ელექტრონებს განსაკუთრებით სუსტად იკავებენ ლითონების ბირთვები. ამიტომ მეტალებში ბირთვიდან ყველაზე შორს ელექტრონები ტოვებენ ადგილს და თავისუფლად მოძრაობენ ატომებს შორის. ამ ელექტრონებს თავისუფალ ელექტრონებს უწოდებენ. ის ნივთიერებები, რომლებშიც თავისუფალი ელექტრონებია, გამტარები არიან.

4) ყდის არის თავისუფალი ელექტრონები. როგორც კი ყდის ელექტრულ ველში შევა, ელექტრონები გადაადგილდებიან ველის ძალების მოქმედებით. თუ ჯოხი დადებითად არის დამუხტული, მაშინ ელექტრონები მიდიან ყდის ბოლოში, რომელიც მდებარეობს ჯოხთან უფრო ახლოს. ეს ბოლო იქნება უარყოფითად დამუხტული. ყდის მოპირდაპირე ბოლოზე იქნება ელექტრონების დეფიციტი და ეს ბოლო დადებითად იქნება დამუხტული. ჭურვის უარყოფითად დამუხტული კიდე უფრო ახლოს არის ჯოხთან, ამიტომ გარსი მიიზიდავს მას. როდესაც ყდის ჯოხს ეხება, მისგან ზოგიერთი ელექტრონი მიდის დადებითად დამუხტულ ჯოხზე. მკლავზე იქნება დადებითი მუხტი).

5) თუ დატენილი ბურთიდან დატენილი ბურთიდან დაუხტვირებულზე გადადის და ბურთების ზომები ერთნაირია, მაშინ მუხტი გაიყოფა ნახევრად. მაგრამ თუ მეორე, დაუტენო ბურთი პირველზე დიდია, მაშინ მასზე დატენვის ნახევარზე მეტი წავა. რაც უფრო დიდია სხეული, რომელზეც გადადის მუხტი, მუხტის დიდი ნაწილი გადაეცემა მას. დამიწება ეფუძნება ამას - მუხტის გადატანას დედამიწაზე. გლობუსი დიდია მასზე არსებულ სხეულებთან შედარებით. ამიტომ, დედამიწასთან შეხებისას დამუხტული სხეული მას თითქმის მთელ მუხტს აძლევს და პრაქტიკულად ხდება ელექტრულად ნეიტრალური.

ნორმალურ პირობებში, მიკროსკოპული სხეულები ელექტრული ნეიტრალურია, რადგან დადებითად და უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკები, რომლებიც ქმნიან ატომებს, დაკავშირებულია ერთმანეთთან ელექტრული ძალებით და ქმნიან ნეიტრალურ სისტემებს. თუ სხეულის ელექტრული ნეიტრალიტეტი ირღვევა, მაშინ ასეთ სხეულს უწოდებენ ელექტრიფიცირებული სხეული. სხეულის ელექტრიფიკაციისთვის აუცილებელია მასზე შეიქმნას ელექტრონების ან იმავე ნიშნის იონების სიჭარბე ან დეფიციტი.

სხეულების ელექტრიფიკაციის მეთოდები, რომელიც წარმოადგენს დამუხტული სხეულების ურთიერთქმედებას, შეიძლება იყოს შემდეგი:

1. სხეულების ელექტრიფიკაცია კონტაქტის დროს. ამ შემთხვევაში, მჭიდრო კონტაქტით, ელექტრონების მცირე ნაწილი ერთი ნივთიერებიდან, რომელშიც ელექტრონთან კავშირი შედარებით სუსტია, გადადის მეორე ნივთიერებაზე.
2. სხეულების ელექტროიზაცია ხახუნის დროს. ეს ზრდის სხეულების კონტაქტურ არეალს, რაც იწვევს ელექტრიფიკაციის გაზრდას.
3. გავლენა. გავლენა ეფუძნება ელექტროსტატიკური ინდუქციის ფენომენი, ანუ მუდმივ ელექტრულ ველში მოთავსებულ ნივთიერებაში ელექტრული მუხტის ინდუქცია.
4. სხეულების ელექტრიფიკაცია სინათლის მოქმედებით. ეს ეფუძნება ფოტოელექტრული ეფექტი, ან ფოტოელექტრული ეფექტიროდესაც სინათლის მოქმედებით ელექტრონებს შეუძლიათ გაფრინდნენ გამტარიდან მიმდებარე სივრცეში, რის შედეგადაც გამტარი დამუხტულია.

უარყოფითი მუხტისხეული განპირობებულია სხეულზე ელექტრონების სიჭარბით პროტონებთან შედარებით და დადებითი მუხტიელექტრონების ნაკლებობის გამო.

როდესაც ხდება სხეულის ელექტრიფიკაცია, ანუ როდესაც უარყოფითი მუხტი ნაწილობრივ გამოყოფილია მასთან დაკავშირებული დადებითი მუხტისაგან, ელექტრული მუხტის შენარჩუნების კანონი. მუხტის შენარჩუნების კანონი მოქმედებს დახურულ სისტემაზე, რომელიც არ შედის გარედან და საიდანაც დამუხტული ნაწილაკები არ გამოდიან. ელექტრული მუხტის შენარჩუნების კანონი ჩამოყალიბებულია შემდეგნაირად:

დახურულ სისტემაში ყველა ნაწილაკების მუხტების ალგებრული ჯამი უცვლელი რჩება:

q 1 + q 2 + q 3 + ... + q n = კონსტ

სადაც q 1 , q 2 და ა.შ. არის ნაწილაკების მუხტები.

ელექტრულად დამუხტული სხეულების ურთიერთქმედება

სხეულების ურთიერთქმედება, რომელსაც აქვს იგივე ან განსხვავებული ნიშნების მუხტი, შეიძლება გამოვლინდეს შემდეგ ექსპერიმენტებში. ებონიტის ჯოხს ვამაგრებთ ბეწვზე შეხებით და ვეხებით აბრეშუმის ძაფზე დაკიდებულ მეტალის ყდის. ერთი და იგივე ნიშნის მუხტები (უარყოფითი მუხტები) ნაწილდება ყდისა და ებონიტის ჯოხზე. ნეგატიურად დამუხტული ებონიტის ღეროს დამუხტულ ვაზნასთან მიახლოებისას შეიძლება დავინახოთ, რომ ვაზნა ჯოხიდან მოიგერიება (ნახ. 1.2).

ბრინჯი. 1.2. სხეულების ურთიერთქმედება ერთი და იგივე ნიშნის მუხტებთან.

თუ ახლა აბრეშუმზე გახეხილი შუშის ჯოხი (დადებითად დამუხტული) მივატანთ დამუხტულ ყდის, მაშინ ყდის მიიზიდავს მას (სურ. 1.3).

ბრინჯი. 1.3. სხეულების ურთიერთქმედება სხვადასხვა ნიშნის მუხტებთან.

აქედან გამომდინარეობს, რომ ერთი და იგივე ნიშნის მუხტის მქონე სხეულები (როგორც დამუხტული სხეულები) იგერიებენ ერთმანეთს, ხოლო სხვადასხვა ნიშნის მუხტის მქონე სხეულები (საპირისპიროდ დამუხტული სხეულები) იზიდავენ ერთმანეთს. მსგავსი მონაცემები მიიღება, თუ ორი სულთანი მიუახლოვდება, ანალოგიურად დამუხტული (ნახ. 1.4) და საპირისპიროდ დამუხტული (ნახ. 1.5).