Katta tezlikka EGA bo'lgan zaryadlangan zarachalar

KATTA TEZLIKKA EGA BO'LGAN ZARYADLANGAN ZARACHALAR

Reja:

1. 
   Katta tezlikka ega bo'lgan zaryadlangan zarachalar
   
2. 
   Zaryadlangan zarachalar
   
3. 
   Zaryadlar haqida
   

Zaryadlangan zarrachalar tezlatgichi - bir qurilma bo'lib, taxminan tezlikda sayohat elektrik zaryadlangan atom yoki subatom zarrachalar bir nur. Uning ishi asoslari zarur o'sish ularning

Bu qurilmalar keng ilm-fan va sanoatning turli sohalarida ishlatiladi. Bugungi kunda dunyo bo'ylab 30 dan ortiq ming bor. zaryadlangan zarracha tezlatgichlar fizika atomlarning tuzilishi, tabiiy sodir bo'lmagan yadroviy kuchlar va atom xususiyatlari, tabiati asosiy tadqiqot vositasi sifatida xizmat qiladi. ikkinchisi transuranic va boshqa beqaror elementlarni o'z ichiga oladevakuatsiya trubkasi mumkin aylandi maxsus zaryad aniqlash. Zaryadlangan zarracha Hızlandırıcılar ham biologik materiallarni sterillash uchun, sanoat rentgenografiya, insultni ham, radyoizotopların ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, va qilingan Radyokarbon tahlil. Eng yirik birliklari asosiy o'zaro ta'sirlarning o'rganishda foydalaniladi tezlatkich nisbatan orom zaryadlangan zarralarning umrbod yaqin tezlik jadal zarrachalar undan kichikroq bo'lgan yorug'lik tezligi. Bu safar stantsiyalar nisbatan kichik miqdorda tasdiqlaydi. Misol uchun, CERN da muon 0,9994c tezlik 29 marta hayotlik o'sishiga erishildi.Ushbu maqola ichidagi va zarracha hızlandırıcı, uning rivojlanishini, har xil turdagi va har xil Nima bo'lishidan qat'iy nazar, siz bilasiz zaryadlangan zarracha tezlatgichlar qanday, ular barcha umumiy elementlari bor. Birinchidan, ular bir televizion tasvir naycha yoki elektronlar, protonlar va katta qurilmalarini holda ularning qarshi zarracha taqdirda elektronlar manbai bo'lishi kerak. Bundan tashqari, ular o'zlarining barcha traektoriyasini nazorat qilish zarralar va magnit maydonlarini jadallashtirish elektr maydonlarini bo'lishi kerak. Bundan tashqari, zaryadlangan zarracha tezlatuvchida vakuum (10 ^-11 mm Hg. V.), M. E. qoldiq havo minimal miqdori, uzoq umr vaqt nurlarini ta'minlash uchun talab qilinadi. Nihoyat, barcha qurilmalar Ro'yxatdan vositalarini, jadal zarralar sanab chiqishda va o'lchash bo'lishi kerak.Elektr zaryadi bo'ladi jismoniy mulk ning materiya bu uni boshdan kechirishga olib keladi a kuch joylashtirilganida elektromagnit maydon. Elektr zaryadining ikki turi mavjud: ijobiy va salbiy (odatda tomonidan olib boriladi protonlar va elektronlar tegishli ravishda). Zaryadlar singari, bir-birini qaytaradi va farqli o'laroq, bir-birini o'ziga tortadi. Sof zaryad bo'lmagan ob'ektga shunday deyiladi neytral. Zaryadlangan moddalarning o'zaro ta'siri haqida dastlabki bilimlar endi deyiladi klassik elektrodinamikava ko'rib chiqishni talab qilmaydigan muammolar uchun hali ham aniq kvant effektlari.
Elektr zaryadi a saqlanadigan mol-mulk; aniq zaryad ajratilgan tizim, manfiy zaryad miqdorini chiqarib tashlagan musbat zaryad miqdori o'zgarishi mumkin emas. Elektr zaryadi tomonidan amalga oshiriladi subatomik zarralar. Oddiy moddada manfiy zaryad elektronlar tomonidan, musbat zaryad esa ichidagi protonlar tomonidan amalga oshiriladi yadrolar ning atomlar. Agar materiyaning bir qismida protonlardan ko'proq elektron bo'lsa, u manfiy zaryadga ega, kamroq bo'lsa, musbat zaryadga ega bo'ladi va teng sonlar bo'lsa neytral bo'ladi. To'lov kvantlangan; u deb nomlangan alohida kichik birliklarning butun soniga ko'paytiriladi elementar zaryad, e, haqida 1.602×10⁻¹⁹ kulomblar,^[1] bu erkin mavjud bo'lishi mumkin bo'lgan eng kichik zaryad (zarralar deb ataladi) kvarklar kichikroq zaryadlarga ega, ning ko'paytmalari 1/3e, lekin ular faqat kombinatsiyalangan holda topiladi va har doim birlashib, butun zaryadli zarralarni hosil qiladi). Proton + zaryadga egaeva elektron zaryadga ega -e.
Elektr zaryadlari hosil bo'ladi elektr maydonlari.^[2] Harakatlanuvchi zaryad shuningdek a hosil qiladi magnit maydon.^[3] Elektr zaryadlarining elektromagnit maydon bilan o'zaro ta'siri (elektr va magnit maydonlarning kombinatsiyasi) manba hisoblanadi elektromagnit (yoki Lorents) kuchi,^[4] bu to'rttadan biri asosiy kuchlar yilda fizika. O'rganish foton- zaryadlangan zarrachalar orasidagi vositachilik ta'sirlari deyiladi kvant elektrodinamikasi.^[5]Dala chiziqlari ko'rsatilgan diagramma va teng imkoniyatlar atrofida elektron, manfiy zaryadlangan zarracha. Elektr neytralida atom, elektronlar soni proton soniga teng (ular musbat zaryadlangan), natijada aniq nol umumiy zaryad olinadiZaryad - bu namoyon bo'ladigan materiya shakllarining asosiy xususiyati elektrostatik boshqa moddalar ishtirokida tortishish yoki qaytarish. Elektr zaryadi ko'pchilikning o'ziga xos xususiyati subatomik zarralar. Erkin turgan zarralarning zaryadlari elementar zaryadning butun soniga ko'paytiriladi e; biz elektr zaryadini aytamiz kvantlangan. Maykl Faradey, uning ichida elektroliz tajribalar, birinchi bo'lib elektr zaryadining diskret xususiyatini qayd etdi. Robert Millikan"s yog 'tushirish tajribasi to'g'ridan-to'g'ri ushbu haqiqatni namoyish etdi va elementar zaryadni o'lchadi. Zarrachalarning bir turi, kvarklar, ikkalasining ham fraksiyonel zaryadlari bor -1/3 yoki +2/3, lekin ular har doim integral zaryadning ko'paytmasida sodir bo'lishiga ishonishadi; erkin turgan kvarklar hech qachon kuzatilmagan.
Konventsiya bo'yicha, zaryadlovchi elektron salbiy, .E, bu esa a proton ijobiy, + e. Zaryadlari bir xil belgiga ega bo'lgan zaryadlangan zarralar bir-birini itaradi va zaryadlari har xil belgilarga ega bo'lgan zarralar o'ziga tortadi. Kulon qonuni elektrostatik miqdorini aniqlaydi kuch kuch ularning zaryadlari ko'paytmasiga mutanosib ekanligini ta'kidlab, ikkita zarracha o'rtasida kvadratga teskari proportsional ular orasidagi masofa. Zaryad zarracha mos keladigan zarrachaga teng, ammo teskari belgisi bilan.A ning elektr zaryadi makroskopik ob'ekt - uni tashkil etuvchi zarrachalarning elektr zaryadlari yig'indisi. Ushbu zaryad ko'pincha kichikdir, chunki materiya yaratilgan atomlarva atomlar odatda teng sonlarga ega protonlar va elektronlar, bu holda ularning zaryadlari bekor qilinadi va aniq zaryad nolga teng bo'ladi va shu bilan atom neytral bo'ladi.An ion bir yoki bir nechta elektronni yo'qotgan, unga sof musbat zaryad (kation) beradigan yoki bir yoki bir nechta elektronga ega bo'lgan, unga sof manfiy zaryad (anion) beradigan atom (yoki atomlar guruhi). Monatomik ionlar yagona atomlardan hosil bo'ladi, shu bilan birga ko'p atomli ionlar bir-biriga bog'langan ikki yoki undan ortiq atomlardan hosil bo'ladi, har holda musbat yoki manfiy zaryadli ion hosil bo'ladiIjobiy elektr zaryadidan (chapda) va salbiy elektr zaryadidan (o'ngdan) hosil bo'lgan maydon.Makroskopik narsalarning paydo bo'lishi paytida, tashkil etuvchi atomlar va ionlar odatda birlashib, neytraldan iborat tuzilmalarni hosil qiladi ionli birikmalar neytral atomlarga elektr bilan bog'langan. Shunday qilib makroskopik ob'ektlar umuman neytral bo'lishga intiladi, ammo makroskopik narsalar kamdan-kam hollarda mukammal neytraldir.Ba'zida makroskopik ob'ektlar tarkibiga qattiq bog'langan, ob'ektga umumiy aniq ijobiy yoki salbiy zaryad beradigan ionlar kiradi. Shuningdek, elektr o'tkazuvchan elementlardan yasalgan makroskopik narsalar, ozmi-ko'pmi oson (elementga qarab) elektronlarni qabul qilishi yoki chiqarishi, so'ngra aniq salbiy yoki musbat zaryadni abadiy saqlab turishi mumkin. Ob'ektning aniq elektr zaryadi nolga teng bo'lmagan va harakatsiz bo'lsa, hodisa quyidagicha ma'lum bo'ladi statik elektr. Bu osonlikcha ishqalanish kabi bir-biriga o'xshash bo'lmagan ikkita materialni ishqalash orqali hosil bo'lishi mumkin amber bilan mo'yna yoki stakan bilan ipak. Shu tarzda, o'tkazuvchan bo'lmagan materiallar sezilarli darajada ijobiy yoki salbiy tarzda zaryadlanishi mumkin. Bir materialdan olingan zaryad boshqa materialga ko'chirilib, bir xil kattalikdagi qarama-qarshi zaryadni ortda qoldiradi. Ning qonuni zaryadni tejash har doim amal qiladi, manfiy zaryad olingan ob'ektga bir xil kattalikdagi musbat zaryad berib, aksincha.Ob'ektning aniq zaryadi nolga teng bo'lsa ham, zaryad ob'ektda bir tekis taqsimlanishi mumkin (masalan, tashqi ta'sir tufayli elektromagnit maydon, yoki bog'langan qutbli molekulalar). Bunday hollarda ob'ekt deyiladi qutblangan. Polarizatsiya tufayli zaryad ma'lum bog'langan zaryad, ob'ekt tomonidan tashqaridan olingan yoki yo'qolgan elektronlar tomonidan ishlab chiqarilgan ob'ektga zaryad deyiladi bepul to'lov. Supero'tkazuvchilardagi elektronlarning harakati metallar ma'lum bir yo'nalishda sifatida tailgan elektr toki. Birligi miqdor elektr zaryadi bu kulomb (belgi: C). Kulon, orqali o'tadigan zaryad miqdori sifatida aniqlanadi ko'ndalang kesim ning elektr o'tkazgich birini olib yurish amper bittasi uchun ikkinchi.^[6] Ushbu birlik 1946 yilda taklif qilingan va 1948 yilda ratifikatsiya qilingan.^[6] Zamonaviy amaliyotda "zaryad miqdori" o'rniga "zaryad miqdori" iborasi ishlatilgan.^[7] Kichik belgi q ko'pincha elektr yoki zaryad miqdorini belgilash uchun ishlatiladi. Elektr zaryadining miqdorini to'g'ridan-to'g'ri an bilan o'lchash mumkin elektrometryoki bilvosita a bilan o'lchanadi ballistik galvanometr. elektrondagi zaryad miqdori (elementar zaryad) SI birliklari tizimidagi asosiy doimiy sifatida aniqlanadi (2019 yil 20-maydan kuchga kiradi).^[8] Elementar zaryadning qiymati, elektr zaryadi (kulomb) uchun SI birligida ifodalangan bo'lsa aniq 1.602176634×10⁻¹⁹ C^[1].^[8]
Topgandan keyin kvantlangan zaryadning xarakteri, 1891 yilda Jorj Stoni ushbu elektr zaryadining asosiy birligi uchun "elektron" birligini taklif qildi. Bu zarrachani kashf qilishdan oldin edi J. J. Tomson 1897 yilda birlik bugungi kunda shunday nomlanadi elementar zaryad, zaryadning asosiy birligi, yoki shunchaki e. Zaryad o'lchovi elementar zaryadning ko'paytmasi bo'lishi kerak e, hatto bo'lsa ham katta tarozilar zaryad o'zini a kabi tutadi haqiqiy miqdor. Ba'zi kontekstlarda zaryadning fraktsiyalari haqida gapirish ma'noga ega; Masalan, Birlik juda uzoq ba'zan elektrokimyoda ishlatiladi. Bitta farovon zaryad - bu bir mol elektronning zaryadining kattaligi,^[9] ya'ni 96485.33289 (59) S
Kabi SI dan tashqari birliklar tizimlarida cgs, elektr zaryadi SIda bo'lgani kabi to'rtta emas, faqat uchta asosiy kattalikning (uzunlik, massa va vaqt) kombinatsiyasi sifatida ifodalanadi, bu erda elektr zaryadi uzunlik, massa, vaqt va elektr tokining birikmasi.^[10][11]Shuningdek qarang: Elektromagnit nazariya tarixi va Elektr § tarixiQadim zamonlardan buyon odamlar to'rtta turdagi hodisalarni yaxshi bilishgan, ularni bugungi kunda elektr zaryadi tushunchasi yordamida tushuntirish mumkin: (a) chaqmoq, (b) torpedo baliqlari (yoki elektr nurlari), (c) Sent-Elmo oloviva (d) bu amber bilan ishqalanadi mo'yna kichik, engil narsalarni jalb qilardi.^[12] Ning birinchi hisoboti amber effekti ko'pincha qadimgi yunon matematikasiga tegishli Miletning talesi, v. dan yashagan. 624 - v. Miloddan avvalgi 546-yilda, ammo Falesning biron bir asar qoldirgan-qoldirmaganiga shubha bor;^[13] uning amber haqidagi hisobi 200-yillarning boshlarida ma'lum bo'lgan.^[14] Ushbu hisobot ushbu hodisaning kamida v yildan beri ma'lum bo'lganligining dalili sifatida qabul qilinishi mumkin. Miloddan avvalgi 600 yilda, ammo Fales bu hodisani ruhga ega bo'lgan jonsiz narsalarga dalil sifatida tushuntirdi.^[14] Boshqacha qilib aytganda, elektr zaryadining biron bir kontseptsiyasi mavjud emas edi. Umuman olganda, qadimgi yunonlar ushbu to'rt xil hodisalar orasidagi aloqalarni tushunmaganlar. Yunonlar zaryadlangan sarg'ish tugmachalari kabi engil narsalarni jalb qilishi mumkinligini kuzatdilar Soch. Bundan tashqari, agar ular kehribarni etarlicha uzoq vaqt ishqalashgan bo'lsa, ular hatto olishlari mumkinligini aniqladilar elektr uchquni sakrash,^] shuningdek, 17-asr oxiriga qadar elektr uchqunlari haqida hech qanday ma'lumot paydo bo'lmagan degan da'vo mavjud.^[15] Ushbu xususiyat quyidagidan kelib chiqadi triboelektrik ta'sir.1100 yillarning oxirida, modda samolyot, siqilgan ko'mir shakli, amber effektiga ega ekanligi ta'kidlangan,^[16] va 1500-yillarning o'rtalarida, Girolamo Frakastoro, buni aniqladi olmos bu ta'sirni ham ko'rsatdi.^[17] Ba'zi harakatlar Fracastoro va boshqalar tomonidan amalga oshirildi, ayniqsa Gerolamo Kardano ushbu hodisa uchun tushuntirishlarni ishlab chiqish.^[18]Aksincha astronomiya, mexanikava optikaqadimgi davrlardan boshlab miqdoriy ravishda o'rganib chiqilgan, elektr hodisalari bo'yicha doimiy ravishda sifatli va miqdoriy tadqiqotlar boshlanishi, nashr etilishi bilan belgilanishi mumkin. Yangi lotin so'z elektr (dan.) róν (elektron), Yunoncha so'zi amber). Lotin so'zi ingliz tiliga shunday tarjima qilingan elektr.^[20] Jilbert ham ushbu atamani hisobga olgan elektr, muddat esa elektr energiyasi keyinroq kelib, birinchi navbatda Sirga tegishli Tomas Braun uning ichida Pseudodoxia epidemiyasi 1646 yildan.^[21] (Qo'shimcha lingvistik tafsilotlar uchun qarang Elektr energiyasining etimologiyasi.) Gilbert bu sarg'ish effektni boshqa narsalarga ta'sir qiluvchi effluvium (elektr ob'ektidan uning massasini yoki og'irligini kamaytirmasdan oqadigan kichik zarralar oqimi) bilan izohlash mumkin deb taxmin qildi. Ushbu 17-asr va 18-asrlarda elektr effluvium haqidagi g'oya ta'sir ko'rsatgan. Bu 18-asrda "elektr suyuqlik" (Dufay, Nollet, Franklin) va "elektr zaryadi" haqida rivojlangan g'oyalarning kashfiyotchisi edi.^[22]
Taxminan 1663 yil Otto fon Gerik ehtimol birinchi bo'lgan narsani ixtiro qildi elektrostatik generator, lekin u buni birinchi navbatda elektr qurilmasi sifatida tanimadi va u bilan faqat minimal elektr tajribalarini o'tkazdi.^[23] Boshqa Evropa kashshoflari edi Robert Boyl1675 yilda ingliz tilida faqat elektr hodisalariga bag'ishlangan birinchi kitobini nashr etgan.^[24] Uning ishi asosan Gilbertning tadqiqotlarini takrorlash edi, ammo u yana bir nechta "elektr" ni aniqladi,^[25] va ikki tanani o'zaro tortishishini qayd etdi.^[24]
1729 yilda Stiven Grey bilan tajriba o'tkazgan statik elektr, u shisha naycha yordamida yaratgan. U naychani chang va namlikdan himoya qilish uchun ishlatiladigan qo'ziqorin ham elektrlashtirilishini (zaryadlangan) ko'rdi. Keyingi tajribalar (masalan, ingichka tayoqchalarni tiqib, qo'ziqorinni kengaytirish) birinchi marta - elektr effluviyasining (Grey shunday deb atagan) masofadan o'tishi (o'tkazilishi) mumkinligini ko'rsatdi. Grey zaryadni ip (765 fut) va sim (865 fut) bilan uzatishga muvaffaq bo'ldi.^[26] Ushbu tajribalar orqali Grey turli xil materiallarning ahamiyatini kashf etdi, bu elektr effluviyasini o'tkazishni osonlashtirdi yoki to'sqinlik qildi. Jon Teofil Desaguliers, Greyning ko'plab tajribalarini takrorlagan, shartlarni yaratgan deb hisoblanadi dirijyorlar va izolyatorlar ushbu tajribalarda turli xil materiallar ta'siriga murojaat qilish.^[26] Grey shuningdek elektr induksiyasini kashf etdi (ya'ni, zaryad bir narsadan ikkinchisiga to'g'ridan-to'g'ri jismoniy aloqa qilmasdan uzatilishi mumkin). Masalan, u zaryadlangan shisha naychani ip bilan ushlab turadigan qo'rg'oshin bo'lagiga yaqinlashtirgan holda, unga tegmasdan, qo'rg'oshinni elektrlashtirishi mumkinligini (masalan, jez qandillarini jalb qilish va qaytarish) mumkinligini ko'rsatdi.^[27] U ushbu hodisani elektr effluviya g'oyasi bilan tushuntirishga urindi.^[28]
Adabiyotlar
1. Ismoilov M., Xabibullayev P., Xaliulin M. «Fizika kursi» Toshkent, 
O‘zbekiston, 2000.
2. Nazarov O‘.Q. «Umumiy fizika kursi». II Toshkent, O‘zbekiston, 2002.
3. Abdusalomova M.N. «Fizika fanidan ma’ruzalar matni». SamKI, 2003.
4. Boydadayev A. «Klassik statistik fizika». Toshkent, «O‘zbekiston», 2003.
5. Volkenshteyn V.S. «Umumiy fizika kursidan masalalar to‘plami». Toshkent, 
«O‘qituvchi», 1989.
6. Abdusalomova M.N. Fizikadan leksiyalar kursi. Samarqand, 2007.
Qo‘shimcha adabiyotlar
7. Numonxo‘jayev A.S. «Fizika kursi» 1-qism, Toshkent, O‘qituvchi, 1992.
8. Safarov A.S. «Fizika» Toshkent, O‘qituvchi, 1992.
9. Nazarov U.K. «Umumiy fizika kursi» 1-qism, Toshkent, O‘qituvchi, 1992.
10. Nazirov E.N., Xudayberdiyeva Z.A., Safiullina N.X. «Mexanika va molekulyar 
fizikadan amaliy mashg‘ulotlar». Toshkent, «O‘zbekiston», 2001.
11. Abdusalomova M.N. «Fizikadan laboratoriya praktikumi». – Samarqand, 2007.
12. Sovremennaya fizika. M., 2005.
13. Ilin V.N. Termodinamika i sotsiologiya. Fizicheskiye osnovi sotsialnix 
protsessov i yavleniy. M., 2005.