Iga interaktsiooni intensiivsust iseloomustab tavaliselt interaktsioonikonstant, mis on dimensioonideta parameeter, mis määrab seda tüüpi interaktsioonist tulenevate protsesside tõenäosuse.
Gravitatsiooniline interaktsioon. Selle interaktsiooni konstandi väärtus on suurusjärgus . Toimingute ulatus ei ole piiratud. Gravitatsiooniline interaktsioon on universaalne, sellele alluvad eranditult kõik osakesed. See interaktsioon ei mängi aga mikromaailma protsessides olulist rolli. Eeldatakse, et seda interaktsiooni edastavad gravitonid (gravitatsioonivälja kvantid). Kuid siiani pole leitud eksperimentaalseid fakte, mis kinnitaksid nende olemasolu.
Elektromagnetiline interaktsioon. Interaktsioonikonstant on ligikaudu , toimeraadius ei ole piiratud.
Tugev interaktsioon. Seda tüüpi interaktsioon tagab nukleonide ühenduse tuumas. Interaktsioonikonstandi väärtus on suurusjärgus 10. Suurim vahemaa, millel tugev vastastikmõju avaldub, on suurusjärgus m.
Nõrk interaktsioon. See interaktsioon vastutab kõigi tüüpide eest - tuumade lagunemise, sealhulgas elektroonilise K-püüdmise, elementaarosakeste lagunemisprotsesside ja neutriinode ja aine interaktsiooni protsesside eest. Selle interaktsioonikonstandi suurusjärk on . Nõrk interaktsioon, nagu ka tugev, on lühiajaline.
Tuleme tagasi Yukawa osakese juurde. Tema teooria kohaselt on osake, mis edastab tugevat vastastikmõju, nii nagu footon on elektromagnetilise interaktsiooni kandja, nimetati seda mesoniks (vaheaineks). Sellel osakesel peaks olema elektroni ja prootoni masside vahepealne mass ning see peaks olema . Kuna footonid mitte ainult ei edasta elektromagnetilist interaktsiooni, vaid eksisteerivad ka vabas olekus, peavad seetõttu eksisteerima ka vabad mesonid.
1937. aastal avastati kosmilistes kiirtes meson (muon), mis aga ei näidanud tugevat vastasmõju ainega. Soovitud osakese avastasid 10 aastat hiljem ka Powell ja Occhialini kosmilistes kiirtes ning nimetasid seda mesoniks (pioniks).
On positiivseid, negatiivseid ja neutraalseid mesoneid.
ja mesonite laeng on võrdne elementaarlaenguga. Laetud mesonite mass on sama ja võrdne 273 , elektriliselt neutraalse mesoni mass on veidi väiksem ja moodustab 264 . Kõigi kolme mesoni spinn on null; laetud mesonite eluiga on 2,6 s ja mesoni eluiga 0,8 s.
Kõik kolm osakest ei ole stabiilsed.
Elementaarosakesed jagunevad tavaliselt nelja klassi:
1. Footonid(elektromagnetvälja kvantid). Nad osalevad elektromagnetilises vastasmõjus, kuid ei avaldu mingil moel tugevas või nõrgas vastasmõjus.
2. Leptonid. Nende hulka kuuluvad osakesed, millel puudub tugev vastastikmõju: elektronid ja positronid, müüonid, aga ka kõikvõimalikud neutriinod. Kõigil leptonitel on spin ½. Kõik leptonid on nõrga interaktsiooni kandjad. Laetud leptonid osalevad ka elektromagnetilises interaktsioonis. Leptoneid peetakse tõelisteks elementaarosakesteks. Need ei lagune oma osadeks, neil puudub sisemine struktuur ja mõõtmete ülempiir m).
Kaks viimast klassi moodustavad keerukaid osakesi, millel on sisemine struktuur: mesonid ja barüonid. Sageli ühendatakse nad üheks pereks ja kutsutakse hadronid.
Sellesse perekonda kuuluvad kõik kolm - nii mesonid kui ka K-mesonid. Barüonide klassi kuuluvad nukleonid, mis on tugeva interaktsiooni kandjad.
Nagu juba mainitud, ei vasta Schrödingeri võrrand relatiivsusprintsiibi nõuetele – see ei ole Lorentzi teisenduste suhtes muutumatu.
1928. aastal sai inglane Dirac elektroni jaoks relativistliku kvantmehaanilise võrrandi, millest loomulikult järgnes elektroni spinni ja sisemise magnetmomendi olemasolu. See võrrand võimaldas ennustada antiosakese olemasolu elektroni – positroni – suhtes.
Diraci võrrandist selgus, et vaba osakese energial võib olla nii positiivne kui ka negatiivne väärtus.
Suurima negatiivse energia ja väikseima positiivse energia vahel on energiate intervall, mida ei saa realiseerida. Selle intervalli laius on . Järelikult saadakse kaks energia omaväärtuste piirkonda: üks algab punktist ulatub kuni +, teine algab ja ulatub punktini. Diraci sõnul on vaakum ruum, kus kõik lubatud negatiivsete energiaväärtustega tasemed on täielikult täidetud elektronidega (vastavalt Pauli põhimõttele), positiivsete puhul on need vabad. Kuna eranditult kõik tasandid, mis jäävad allapoole keelatud riba, on hõivatud, siis nendel tasanditel asuvad elektronid ei avaldu kuidagi. Kui ühele negatiivsel tasemel elektronidest antakse energiat, siis see elektron läheb positiivse energiaga olekusse, siis käitub ta seal tavalise negatiivse laengu ja positiivse massiga osakesena. Negatiivsete tasemete agregaadis tekkinud vaba kohta (auku) tajutakse positiivse laengu ja massiga osakesena. Seda esimest teoreetiliselt ennustatud osakest nimetati positroniks.
Elektron-positroni paari sünd toimub siis, kui -footonid läbivad ainet. See on üks protsessidest, mis viib neeldumiseni – aine kiirgus. Minimaalne energia - kvant, mis on vajalik elektron-positroni paari sünniks, on 1,02 MeV (mis langes kokku Diraci arvutustega) ja sellise reaktsiooni võrrand on järgmine:
Kus X on tuum, mille jõuväljas toimub elektron-positroni paari sünd; just see saab üleliigse impulsi – kvant.
Diraci teooria tundus tema kaasaegsetele liiga "hull" ja seda tunnustati alles pärast seda, kui Anderson avastas 1932. aastal kosmilises kiirguses positroni. Elektroni kohtumisel positroniga toimub annihilatsioon, st. elektron naaseb uuesti negatiivsele tasemele.
Mõnevõrra muudetud kujul on Diraci võrrand rakendatav ka teiste pooltäisarvulise spinniga osakeste suhtes. Seetõttu on iga sellise osakese jaoks oma antiosake.
Peaaegu kõik elementaarosakesed, nagu juba mainitud, kuuluvad ühte kahest perekonnast:
1. Leptonid.
2. Hadronid.
Peamine erinevus nende kahe vahel on see, et hadronid osalevad tugevas ja elektromagnetilises interaktsioonis, leptonid aga mitte.
Leptonid peetakse tõelisteks elementaarosakesteks. Neid oli neli: elektron (), müüon (), elektronneutriino (), müüonneutriino. Hiljem avastati lepton ja selle neutriino. Need ei lagune oma osadeks; ei leia sisemist struktuuri; neil ei ole tuvastatavaid mõõtmeid.
hadronid keerukamad osakesed; neil on sisemine struktuur ja nad osalevad tugevas tuumajõus. Selle osakeste perekonna võib jagada kahte klassi:
mesonid ja barüonid(prooton, neutron, -barüonid). Viimased neli barüoni tüüpi võivad lõpuks laguneda prootoniteks ja neutroniteks.
1963. aastal avaldasid Gell-Mann ja temast sõltumatult Zweig ideed, et kõik teadaolevad hadronid on ehitatud kolmest tõeliselt elementaarsest osakesest – kvarkidest, millel on murdosa laeng.
u- kvark q = + ; d – kvark q = - ; s – kvark q = - .
Kuni 1974. aastani võis kõiki teadaolevaid hadroneid kujutada nende kolme hüpoteetilise osakese kombinatsioonina, kuid sel aastal avastatud raske meson ei sobinud kolme kvargi skeemi.
Looduse sügavale sümmeetriale tuginedes oletasid mõned füüsikud neljanda kvargi olemasolu, mida nimetati "võlutud" kvargiks ja mille laeng on võrdne q = + . See kvark erineb ülejäänutest omaduse või kvantarvu C \u003d +1 olemasolu poolest, mida nimetatakse "võlu" või "võlu".
Äsja avastatud meson osutus "võlutud" kvargi ja selle antikvargi kombinatsiooniks.
Uute hadronite edasised avastamised nõudsid viienda (c) ja kuuenda (t) kvarkide kasutuselevõttu. Kvarkide erinevust hakati nimetama "värviks" ja "maitseks".
GRAVITSIOON JA SELLE FÜÜSIKALINE OLEMUS
Gadžijev S.Sh., tehnikateaduste doktor, prof.
NOU HPE "Sotsiaal- ja Pedagoogiline Instituut", Derbent
Annotatsioon: Artiklis käsitletakse loodusjõudude liikumise nähtusi ja nende jõudude kaudu muid nähtusi, mis võimaldavad paljastada loodusnähtuste tundmise olemuse üldiselt, ja eriti "gravitatsiooni" mõistatusi ja ( või) gravitatsiooni füüsiline olemus. Süsteemi jõudude interaktsiooni universaalne seadus ja sellel põhinev universaalne meetod on võtmeks loodusnähtuste ja protsesside mõistmisel. Süsteemi kehade vastastikmõju terviklikust analüüsist selgub, et universaalse gravitatsiooniseaduse füüsikalise olemuse avalikustamise puudumise põhjuseks osutus gravitatsiooni puudumine looduses kui sellises. kehad üksteisele.
Märksõnad: loodusnähtuste tundmine, seaduspärasus, meetod, kehade vastastikmõju.
Kokkuvõte: See artikkel uurib loodusjõudude liikumise nähtust ja neid jõude muid nähtusi, võimaldades avastada loodusnähtuste teadmise olemust üldiselt ja eriti "gravitatsiooni" ja (või) füüsilise olemuse mõistatust. gravitatsioonist. Jõudude ja sellel põhinevate süsteemide koosmõju universaalne seadus on peamine universaalne meetod loodusnähtuste ja protsesside tundmiseks. Kehade vastastikuse mõju põhjalik analüüs näitas, et põhjus pole lahendatud, universaalse gravitatsiooni seaduse füüsikaline olemus seisnes gravitatsiooni kui selliste kehade üksteise suhtes puudumises.
Märksõnad: loodusnähtuste tundmine, seaduspärasus, meetod, vastastikku mõjuvad kehad.
Universaalse gravitatsiooni idee ajalugu
Akadeemik S.I. Vavilov tsiteerib oma raamatus "Isaac Newton" tuntud lugu, et Newtoni universaalse gravitatsiooni avastuse põhjustas õuna ootamatu kukkumine puult Woolstorpis. See lugu on ilmselt usaldusväärne ega ole legend. Stekelei kirjeldab järgmist Newtoni vanadusega seotud stseeni: „Pärast õhtusööki Londonis (Newtoni juures) oli ilm kuum; läksime aeda ja jõime teed mitme õunapuu varjus; olid ainult
oleme koos. Muide, Ser Isaac rääkis mulle, et just sellises olukorras ta oli, kui gravitatsiooni idee talle esimest korda pähe tuli. Selle põhjustas õuna kukkumine, kui ta sügavas mõttes istus. Miks kukuvad õunad vertikaalselt, mõtles ta endamisi, miks mitte küljele, vaid alati Maa keskpunkti poole. Mateerias peab olema külgetõmbejõud, mis on koondunud Maa keskpunkti. Kui mateeria tõmbab teist ainet sel viisil, siis peab olema proportsionaalsus selle kogusega. Seetõttu tõmbab õun Maad ligi samamoodi nagu Maa tõmbab õuna. Seetõttu peab olema jõud, nagu see, mida me nimetame gravitatsiooniks, mis ulatub üle kogu universumi."
Millegipärast jäi Stekelei lugu vähetuntuks, kuid samasugune Voltaire’i ümberjutustamine Newtoni õetütre sõnadest levis üle maailma. Neile meeldis see lugu, nad hakkasid näitama õuna, nagu oleks see olnud "Alguste" tekkimise põhjuseks, luuletajad ja filosoofid kasutasid tänulikku metafoori, võrreldes Newtoni õuna õunaga, mis tappis Aadama, või õunaga, mis tappis Aadama. Pariisi õun; teaduskaugetele inimestele meeldis keeruka teadusliku idee tekkimise lihtne mehaanika. Väljamõeldud legende on teisigi. Nagu näeme, andis Newton siin oma oletuse toimuva nähtuse kohta, paljastamata selle füüsilist mehhanismi, ja loomulikult tundus see talle tõelise oletusena loodusnähtuse olemuse kohta.
Kuigi gravitatsioon on kõigist neljast põhilisest loodusjõust kõige selgemini käegakatsutav, mis mõjub kõigele ja meile kõigile, alates lapsepõlvest, mil vaevu tõusime ja kukkusime, mitte jalgu jäädes. See jääb aga endiselt looduse lahendamata mõistatuseks.
Newtoni poolt matemaatilise valemi kujul kehtestatud universaalse gravitatsiooniseaduse avastamisest on möödunud enam kui kolmsada aastat ja kehade teineteise külgetõmbe füüsikalist mehhanismi pole veel selgunud.
Kõige põhjuseks on universaalse gravitatsiooni seaduse kui sellise puudumine üldiselt ja mis tahes kehade üksteise suhtes gravitatsiooni puudumise tõttu looduses. Kõik protsessid, mis toimuvad ja on omistatud "gravitatsioonile", viiakse läbi gravitatsioonivälja, mitte gravitatsiooni poolt, mis on omistatud gravitatsioonivälja jõudude olemusele. Gravitatsioon ei ole külgetõmme. Miski ei saa tekitada kehade külgetõmbejõudu, sealhulgas gravitatsioon. Iga füüsiline väli teeb oma töö. Kas me omistame teadaoleva magnetvälja toimele "gravitatsiooni" mõiste? Ei. Sest samal ajal on tõrjumine. Kogu põhjus peitub vastastikmõjus ehk nende (peetavate) magnetväljade liikumissuunas.
Arvatakse, et Einsteini järgi on ruum ja aeg mateeria eksisteerimise vorm. Tegelikkuses ei saa keegi vastu vaielda ja kahelda, et ruum ja aeg määravad mateeria, sealhulgas kõikvõimalike füüsikaliste väljade olemasolu asukoha ja kestuse. Kogu Universumi aluseks on ruum, kus asetsevad materiaalsed komponendid, aga ka kõik teadaolevad ja veel paljastamata füüsikalised väljad ning
aeg määrab materiaalsete kehade eksisteerimise kestuse ning loodusnähtuste ja protsesside kestuse.
Ruumi kõveruse kohta tekkinud ideed on veelgi hullemad, kui nad leiavad, et mateeria on kõver ruum. Siis selgub, et ainet looduses ei ole, see muutub ruumiks ehk aine muutub kõveraks. Sellest järeldub, et ruum toimub kahes olekus: kõveras ja mitte kõveras. Ainult need ei saa näidata mateeria asukohta ja muundumist või üleminekut kõverasse ruumi. Energia jaotumist (või asukohta) ruumis ei saa võtta ruumi enda kõverusena. Väidet, et Päikesest möödudes ei muuda suunda mitte kiir, vaid kõver ruum, mis seda niimoodi suunab, tuleks pidada alusetuks. Liikumissuuna muutmiseks tuleb rakendada teatud jõudu, mis võiks anda põhjust ühe või teise nähtuse õigustamiseks. Teisisõnu, sellised põhjendamatud väited ei kutsu esile muud kui kaine mõistuse irooniat. Selgub, et looduses pole mateeriat, jääb vaid kõver ja mitte kumer ruum.
Aeg oli asjatult "kleebitud" ruumi külge ja "haugi käsul" nimetati seda neljamõõtmeliseks ruumiks. Selle tulemusena jäi Universumi kolmest fundamentaalsest komponendist alles vaid üks ruum, millele on omistatud palju hüpoteetilisi oletusi, mis on juba jõudnud teadlaste igapäevaellu, omades sellistest mitmemõõtmelistest ruumidest reaalset füüsilist arusaama. Sellised ruumi mitmemõõtmelisus on aga vaid spekulatiivsed konstruktsioonid, mis ei põhine praktikal ja mis eksitavad paljusid põlvkondi.
Igal juhul jääb ilmselgeks, et loodus põhineb selle kolmel põhikomponendil: ruum, aeg, aine. Ilma nende iseseisva olemasoluta on loomulikult mõeldamatu igasuguste nähtuste ja protsesside kulgemine. Lihtsaim näide. Keha liigub. Selleks on vaja ruumi, aega ja ka keha ennast (mateeriat). Millist neist saab sellest nähtusest välja jätta? Sünkretismi ehk sulandumise pakkus loodus ise. Miks ühendada need osadeks: aegruum, ruum-keha (aine) või ühendada aeg ainega? Nad on ühendatud ilma meieta ja igavesti. See on see "Püha Kolmainsus", ilma milleta ei saa midagi eksisteerida.
Kui mateeria kaob (eemaldub), siis jääb aeg ja ruum nõudmata. Ajast ja ruumist vabanemine pole võimalik. Need on absoluutsed, st igavesed ja muutumatud aluspõhimõtted, nagu mateeria, kõige jaoks, mis universumis eksisteerib. Loomulikult on mateeria leidmiseks (eksistentsi) ruum vajalik konteinerina ja aeg on vajalik eksisteerimise kestuse jaoks. Järelikult täidavad kõik need kolm Universumi enda komponenti oma funktsiooni, tagades kõik loodusnähtused ja protsessid. Teaduse ülesanne on mõista füüsikalist mehhanismi ja
nähtuste ja protsesside tekkimise põhjus ehk jõuda nende nähtuste mustrite olemuseni ja vastata küsimusele: miks see juhtub just nii ja mitte teisiti?
Aine (mass) ei saa muuta ruumi geomeetriat. See ainult kontsentreerib gravitonide voogu ja gravitatsiooniväli ei kuulu ühelegi planeedile ega teistele kosmilistele kehadele, nii nagu valgus ei kuulu fokusseerivale läätsele. See on hoopis teine asi, kui arvestada magneti enda tekitatud magnetvälja. Teisisõnu kiirgab magnet oma välja ruumi ning valgus- ja gravitatsiooniväli vaadeldavates nähtustes nende kehade hulka ei kuulu. Need tulevad väljastpoolt teistelt emitteritelt. Näiteks. Valgus võib objektiivi siseneda mis tahes selle allikast. Me ei ütle, et lääts painutab ruumi, kuigi kõverus on tõeline sarnasus, see tähendab valguse voolu suuna muutus. Sarnast pilti täheldatakse gravitatsiooniväljaga massiivsete kosmiliste kehade läbimisel.
Siit leiame analoogia valgusvoo ja gravitatsioonivälja vahel. Kui valguse suund läbi läätse on painutatud, jälgime valguse murdumist ega saa kuidagi öelda, et valgus satub läätse lähedal asuvasse kõverasse ruumi. Seevastu magneti enda loodud magnetväli kuulub magnetile ja gravitatsiooniväli ei kuulu ühelegi kehale, millega nad suhtlevad. Objektiiv ainult kontsentreerib või võib olenevalt läätse kujust (optiline klaas) valgusvoogu hajutada. Sama võib öelda gravitatsioonivälja voolu kontsentratsiooni kohta, mida teostab ruumis suur sfääriliste kehade mass.
Gravitatsiooniväli ei tekita gravitatsiooni, vaid kehade tõukejõudu
Süsteemi jõudude vastastikmõju põhjalik analüüs näitab, et külgetõmme on näiline nähtus, nagu varem tundus Päikese, tähtede ja planeetide pöörlemine ümber meie Maa.
Teadaolevalt jääb loodusteaduse teiseks suurejooneliseks ülesandeks loodusseaduste otsimine. Jõudude olemuse tunneb ära liikumisnähtuste järgi, kui liikumise hulk ajas muutub. Keha gravitatsiooni määravate gravitatsioonijõudude füüsikalise olemuse paljastamiseks on vaja otsida sellise gravitatsiooni tekkimise põhjust süsteemi vastastikku mõjutavate materiaalsete kehade liikumisnähtuste kaudu. kaalumist.
Pole kahtlust, et kõik katsed mõista gravitatsiooni füüsilist olemust
lõppes alati ebaõnnestumisega. Isegi G. Galileo jõudis selles küsimuses järeldusele, et me ei tea midagi peale nimetuse, mida selle erijuhtumi puhul tuntakse kui "gravitatsiooni".
I. Newton, seistes silmitsi gravitatsiooni olemuse selgitamise probleemiga, oli sunnitud tunnistama, et ta ei saa nähtustest tuletada gravitatsiooni põhjust.
M. Kline kirjutab, et Newton selgitas oma programmi piiratud edu järgmiselt: „Asjaolu, et gravitatsioon peaks olema mateeria sisemine, lahutamatu ja oluline atribuut, võimaldades seeläbi igal kehal vaakumi kaudu kaugelt mõjuda teisele ilma igasuguse vahendaja, mille abil ja mille kaudu saaks tegevust ja jõudu ühest kehast teise üle kanda, tundub mulle nii räige absurd, et minu sügava veendumuse kohaselt pole mitte ükski inimene, kes pole mingil moel filosoofilistes küsimustes kursis ja annetatud. mõtlemisvõimega, nõustun sellega."
Newton oli selgelt teadlik, et tema avastatud universaalse gravitatsiooni seadus oli kirjeldus, mitte seletus. Seetõttu kirjutas ta Richard Bentleyle: „Mõnikord räägite gravitatsioonist kui millestki olemuslikust ja ainele omasest. Ma palun mitte omistada seda mõistet mulle, sest ma ei pretendeeri üldse teadvat gravitatsiooni põhjuseid ja seetõttu ei raiska ma aega nende kaalumisele. Sealsamas kirjutab M. Kline edasi, et H. Huygens oli üllatunud, et Newton võttis vaevaks teha palju tülikaid arvutusi, omamata selleks vähimatki põhjust, välja arvatud universaalse gravitatsiooni matemaatiline seadus. Huygens pidas gravitatsiooni ideed absurdseks, kuna selle tegevus, mis edastati tühja ruumi kaudu, välistas igasuguse mehhanismi. G. V. Leibniz kritiseeris ka Newtoni töid gravitatsiooniteooria kohta, arvates, et kuulus gravitatsioonijõudude valem pole midagi muud kui arvutusreegel, mis ei vääri loodusseaduse nimetust. "Leibniz võrdles seda seadust Aristotelese animistliku seletusega kivi kukkumise kohta, viidates kivi "soovile" naasta oma loomulikku kohta."
Newton ise ei uskunud, et gravitatsiooni olemust ei saa paljastada. Ta lihtsalt uskus, et tema aja teadmiste tase oli selle probleemi lahendamiseks ebapiisav, ja lootis, et teised uurivad gravitatsiooni olemust. Tema järgijad tõstsid aga Newtoni ajutise keeldumise gravitatsiooni seletamisest kõigutamatuks teaduse printsiibiks, mis peaks piirduma ainult nähtuste kirjeldamisega, paljastamata sügavalt nende põhjuseid, mis on inimmõistusele siiani kättesaamatud.
Selline lähenemine probleemide lahendamisele on tüüpiline mõnele teadlasele, kellel on raskusi loodusnähtuste mõistmisega. Sarnane meetod on piiranud keevkihi probleemi lahendust. Mõned isegi otsustasid leppida fluidisatsiooniga aine uue olekuna ja loobuda selle nähtuse füüsilise olemuse edasisest otsimisest. Teadlaste erihuvi selle küsimuse vastu "haihtus" kogu maailmas pärast seda, kui avastasime ebahomogeense voolava oleku tegeliku füüsikalise olemuse ja avaldasime tulemused mitmes välisriigis.
Michelson-Morley eksperimendi "negatiivse" tulemuse selgitamine jääb igivanaks probleemiks. Kuna teatud aja jooksul puudub tõeline ühemõtteline selgitus ainult ühe selle katse ja
nende jõuetuse tõttu hakkasid teadlased kahtluse alla seadma kogu klassikalise mehaanika alused, sealhulgas muutumatud säilivusseadused. Selle tulemusena võeti kasutusele sõltuvused, mis ei ole loodusele omased: mass, aeg ja ruum kehade kiirusest. Selle probleemi lahendus ja tegelik lähenemisviis, mille oleme leidnud, võivad osutuda lõplikuks. Loodame, et nad kuulevad meid, mõistavad meid, hindavad objektiivselt ja aktsepteerivad meie otsust, mis toob tagasi klassikalise mehaanika vankumatud alused. Seda teemat tuleks üksikasjalikult käsitleda eraldi töös. Vaatamata laialt levinud universaalse gravitatsiooniseadusele ei ole keegi veel suutnud selgitada selle füüsilist mehhanismi ja selle toime olemus jäi avastamata.
Teaduse praegusel arenguetapil tundub meile, et gravitatsioon ei teki gravitatsiooni tõttu, vaid tõukejõu tulemusena, mis on põhjustatud keha vastupanust gravitatsioonivälja läbimisel.
Vaadeldavate nähtuste tegelikku olemust analüüsides võib jõuda järeldusele, et “tõmme” on näiline nähtus. Kehasid ei tõmba, vaid neid lükatakse üksteise poole või lükatakse nad üksteisest eemale.
Ilmselt puudub looduses kehade "tõmbamiseks" füüsiline mehhanism, kuna ilma välise tegevuseta pole kaugelt külgetõmmet. Kehade koostoime põhjustab ainult nende tõuke ja tõrjumise. Kahe keha vaadeldava (tegelikkuses näilise) "tõmbejõu" mehhanism hõlmab surumist, mis on tingitud nendega interakteeruva kolmanda keha liikumishulga (või impulsi) muutumisest.
Gravitatsiooniväli (ehk gravitonid), mis avaldab survet kõigile materiaalsetele kehadele, mis tegelikkuses tekitab gravitatsiooni, mida me võtame Maale "tõmbumiseks", toimib sellise kolmanda kehana, mis määrab näilise külgetõmbe Maale.
Siin on täheldatav sarnane pilt, kuna omal ajal arvati, et Maa on Universumi keskpunkt ja kõik taevakehad liiguvad selle ümber. Gravitatsiooniväljas tundus "tõmbumine" Maale samuti ilmne, kuid tegelikkuses kogeb iga planeedi enda ja ümbritseva atmosfääri osake maapinnaga risti suunatud gravitatsioonivälja survet (jõudu). Järelikult ei tõmba enda poole mitte Maa, vaid ta ise kogeb gravitonide survejõudu, mis annab "kaalu" kõigile Maa süsteemi materiaalsetele koostisosadele.
Gravitatsioonivälja ja elektromagnetilise vastastikmõju nähtustes on oluline erinevus. Elektromagnetväljades on külgetõmme ja tõukejõud ning gravitatsiooniväljas tekib ainult raskustunne. Ilmselt kiirgavad elektrilaengutes osad laetud kehad elektrivälja, teised aga võtavad selle vastu nagu magnet, kus jõujooned lähtuvad alati põhjapoolusest ja lähevad lõunapoolusele, kuhu nad sisenevad. AT
Selle tulemusena tõrjuvad sarnased väljad üksteist ja erinevalt nende väljade komponentidest suruvad kehasid üksteise poole.
Vastupidiselt neile läbib gravitatsiooniväli kõiki kehasid. Samal ajal põhjustab materiaalsete kehade poolt gravitatsiooniväljale avaldatav takistus survet, mis põhjustab gravitatsiooni. See gravitatsioonivälja poolt massiivsetes kehades tekkiv gravitatsioonienergia muutub soojuseks, mille toimel tekib planeetide ja tähtede sügavustes vastav temperatuur ja seda hoitakse lõputult. Nii täiendatakse tähtede, Päikese ja planeetide kiirgusega kaotatud soojust (energiat).
Gravitatsioonist põhjustatud gravitatsioonijõud on interaktsiooni tegelik tulemus, mis on tingitud gravitonide impulsi muutumisest ja "gravitatsioon" on kujuteldav, näiline esitus nähtustest, mida kehad langevad ja mida me igapäevaelus jälgime.
Kahjuks on füüsikas mõisted segamini: gravitatsioon, gravitatsioon, külgetõmme ja raskus. Kehad ei kipu üksteist tõmbama. Kehadele omane lähenemine on pealesunnitud nähtus, mille põhjustavad kolmas materiaalne keha või füüsikalised väljad: magnetilised, elektrilised, gravitatsioonilised ja muud teadaolevad ja senitundmatud jõud.
Me isegi ei eelda kosmiliste kehade üksteist eemalt tõrjuva fenomeni võimalikkust ega kujuta ette midagi "universaalse tõrjumise seaduse" vajalikkusest. Seda siis, kui olemuse ja kuulsa "universaalse gravitatsiooniseaduse" füüsilist seletust pole veel leitud. Tõmbe- ja gravitatsiooninähtuste füüsikalise olemuse kohta pole vastust leitud, kuna neid pole olemas. Looduses täheldatakse ainult tõrjumist ja tõukamist. Järelikult ei saa gravitatsioon tekitada gravitatsiooni ega looduses puuduvat külgetõmmet.
Gravitatsioon põhjustab gravitatsiooni ja tagastab seeläbi kosmoses hajutatud soojusenergia. Põhimõtteliselt on gravitatsioonivälja energia koondunud massiivsetesse kosmilistesse kehadesse, kus see läheb massiks ja mass omakorda akumuleerib gravitatsioonienergiat. On ilmne, et ka siin avaldub jumalik ringlusseadus. Energia akumuleerudes Päikesesse ja tähtedesse uueneb kiirgus, mis toob jällegi kaasa energia naasmise loodusnähtuste üldisesse ringlusse.
Seega võime öelda, et universumi "termilise surma" probleem kaob (kaob). Väljamõeldud hirm osutus teadlaste pealesunnitud leiutiseks.
Kõik looduses leiduvad elusolendid, selle võlud ja universumi harmoonia on tingitud ringluse jumalikest seadustest ja eelkõige keskendumisest ja tagasipöördumisest energiaringluse tsüklisse, kus gravitatsioonil on oluline roll. Gravitatsioonivälja puudumisel poleks ei elu ega soojust. Siis jääks kõik ära. Päike jahtuks ja kõik tähed ja muud valgustid kustuvad. Kuid jumalikult võluvad seadused: ringlus, puhkus,
paljunemine, uuenemine, uuenemine - domineerivad ja säilitavad elusa ja eluta looduse stabiilsust.
On uudishimulik, et välimuselt on universaalse gravitatsiooni seadus ja Coulombi elektrilaengute koosmõju seadus identsed. See nende sarnasuse märkimisväärne omadus aitab meil paljastada gravitatsioonivälja poolt loodud gravitatsiooni toimemehhanismi. Jääb vaid välja selgitada, miks elektrilaengutes täheldatakse külgetõmbe- ja tõukejõudu ning gravitatsiooniväljas vaadeldakse ainult meile näivat “tõmmet”.
Sarnast pilti gravitatsioonilisest külgetõmbest täheldatakse ka siis, kui raudviilud (esemed) tõmmatakse magneti poole. Siin vaatleme ka ainult külgetõmmet ja ei jälgi sarnaste pooluste loomupärast tõrjumist.
Tekib küsimus. Miks tõmbavad raudesemed magneti põhja- ja lõunapooluse poole, aga tõukejõudu pole, nagu gravitatsiooniväljas? Kuidas seletada sellise kokkulangemise mehhanismi?
Muidugi tekib jõud siis, kui hoog muutub, st. liikumise hulk. Viimase muutumine konstantse massi juures saab olla tingitud ainult materiaalse keha kiiruse muutumisest. Kiiruse muutumisel muutub keha energeetiline olek vastavalt energia printsiibile, mis ütleb: igasugune kiiruse muutus põhjustab keha energia suurenemise või vähenemise Seetõttu on sellise kokkulangevuse põhjus. "tõmbejõud" sellistes erinevates nähtustes on seletatav magnet- ja gravitatsiooniväljade voogude impulsi (impulsi) muutumisega vastastikmõjul vastavate materiaalsete kehadega. Tuleb rõhutada, et looduses kui sellises ei ole kehade külgetõmbe olemasolu võimalik. Seetõttu pidas H. Huygens gravitatsiooni ideed õigustatult absurdseks.
Tegelikkuses tungib gravitatsiooniväli kehadesse, lükates neid oma liikumissuunas. Siis selgub mitte gravitatsiooniseadus, vaid kehade liikumise seadus gravitatsiooniväljas aeglustavate gravitonide energia mõjul, mis on põhjustatud materiaalsete kehade takistusest gravitatsiooniväljale.
Ülaltoodut kokku võttes järeldub, et universaalse gravitatsiooniseaduse paljastamata füüsikalise olemuse põhjuseks osutus kehade kui sellise gravitatsiooni puudumine looduses.
Läbiviidud analüüs näitab, et meile nii palju aastaid tuttavas looduses ei toimu kehade "gravitatsiooni" üksteise külge ja täheldatud kehade konvergentsi põhjustab nende surumine üksteise poole kolmanda keha poolt. Kolmanda keha rolli võivad täita ka füüsilised väljad, sealhulgas gravitatsiooniväli, mis "pressib" kõik materiaalsed kehad massiivsete kosmiliste moodustiste - planeetide ja tähtede - pinnale.
Süsteemi jõudude väljade koosmõju universaalne seadus hõlbustab oluliselt paljude probleemide lahendamist koos paljude loodusnähtuste ja protsessidega, sealhulgas kosmoloogiaga.
Rõõmustav on see, et ka Newtoni universaalse gravitatsiooniseaduse matemaatiline väljend (kirjeldus) leiab oma sügava teadusliku õigustuse paljastatud füüsikalises olemuses.
Loodusnähtuste tundmisel osutus see üsna otstarbekaks, kui lähtuda süsteemi jõudude väljade interaktsiooni universaalsest seadusest, mis toimib universaalse võtmena kogu universumis vaadeldavate nähtuste ja protsesside olemuse paljastamiseks. .
L ja t er a t u r a:
1. Vavilov S.I. Isaac Newton. - M. - L.: ENSV Teaduste Akadeemia Kirjastus, 1945. -230 lk.;
2. Kline M. Matemaatika. Tõe otsimine: Per. inglise keelest / Toim. IN JA. Arshinov, Yu.V. Sachkova. - M.: Mir, 1988. - 295s.;
3. Gadžijev S.Sh. Süsteemijõudude vastastikmõju tehnoloogilistes protsessides (analüüs, teooria, praktika). - Mahhatškala: DGU kirjastus, 1993. - 210. aastad.
Põhilised füüsikalised vastasmõjud: gravitatsiooniline, elektromagnetiline, tugev ja nõrk; peamised omadused ja tähtsus looduses. Elektromagnetiliste vastasmõjude eriline roll.
Põhilised interaktsioonid– kvalitatiivselt erinevat tüüpi vastastikmõju elementaarosakeste ja neist koosnevate kehade vahel
Põhiliste interaktsioonide teooriate areng:
Kuni 19. sajandini:
Gravitatsiooniline (Galileo, Newton-1687);
elektrilised (Gilbert, Cavendish-1773 ja Coulomb-1785);
Magnetiline (Gilbert, Aepinus-1759 ja Coulomb-1789)
19. ja 20. sajandi vahetus:
elektromagnetiline (Maxwell-1863 elektromagnetiline teooria);
Gravitatsiooniline (Einsteini üldine relatiivsusteooria-1915)
Gravitatsioonilise vastastikmõju roll looduses:
Gravitatsioonilised vastasmõjud:
Universaalse gravitatsiooni seadus;
Päikesesüsteemi planeetide vaheline tõmbejõud;
gravitatsiooni
Elektromagnetiliste vastastikmõjude roll looduses:
Elektromagnetilised vastasmõjud:
Coulombi seadus;
Aatomisisesed ja interaatomilised interaktsioonid;
Hõõrdejõud, elastsusjõud, ...;
Elektromagnetlained (valgus)
Tugeva vastasmõju roll looduses:
Tugev interaktsioon:
Lühiulatus (~10 -13 m);
Umbes 1000 korda tugevam kui elektromagnetiline;
Väheneb ligikaudu eksponentsiaalselt;
on küllastunud;
Vastutab aatomituuma stabiilsuse eest
Nõrkade vastasmõjude roll looduses
Nõrk interaktsioon:
Väga väike tegevusulatus (~10 -18 m);
ligikaudu 100 korda nõrgem kui elektromagnetiline;
on küllastunud;
Vastutab elementaarosakeste vastastikuste teisenduste eest
2. Elektrilaeng ja selle peamised omadused: bipolaarsus, diskreetsus, invariantsus; elektrilaengute mikroskoopilised kandjad, kvarkide mõiste; elektrilaengu jäävuse seadus; laetud kehade füüsikalised mudelid.
Elektrilaeng - see on füüsikaline skalaarsuurus, mis iseloomustab osakeste või kehade omadust astuda elektromagnetilise jõu vastastikmõjusse;
*tähistatud q või Q-ga;
*mõõdetuna SI ühikutes kulonides
Elektrilaengu põhiomadused:
Bipolaarsus:
on kahe märgi elektrilaenguid - positiivne (klaasvarras) ja negatiivne (eboniitvarras);
*nagu laengud tõrjuvad, erinevalt laengud tõmbavad
Liituvus:
* füüsilise keha elektrilaeng on võrdne selles sisalduvate laetud osakeste elektrilaengute algebralise summaga - elektrilaengu mikroskoopilised kandjad
Resolutsioon:
Elektrilaengu põhiomadused
Positiivsete ja negatiivsete elementaarelektrilaengute moodulite võrdsus:
Ø Elektronide ja prootonite laengumoodulid on suure täpsusega võrdsed
Invariantsus:
elektrilaengu suurus ei sõltu võrdlusraamist, milles seda mõõdetakse
see eristab seda kehakaalust
Kaitseseadus:
* suletud süsteemi moodustavate kehade (kehaosad, elementaarosakesed) elektrilaengute algebraline summa jääb muutumatuks nendevaheliste interaktsioonide korral; sealhulgas mateeria hävitamine (kadumine).
elektron on negatiivse elementaarelektri laengu kandja (
prooton on positiivse elementaarelektri laengu kandja ( )
kvark- standardmudeli hüpoteetiline põhiosake, mille elektrilaeng on e/3 kordne
Coulombi seadus: füüsikaline olemus ja tähendus elektrodünaamikas; seaduse vektorkuju ja elektrostaatiliste jõudude superpositsiooni põhimõte; seaduse eksperimentaalse kontrollimise meetodid ja selle kohaldatavuse piirid.
Coulombi seadus - Kaks vaakumis paiknevat fikseeritud punkti elektrilaengut mõjutavad teineteist jõududega, mis on võrdelised nende laengute suurusega ja pöördvõrdelised nendevahelise kauguse ruuduga.
Elektriline dipool: dipooli füüsikaline mudel ja dipoolmoment; dipooli tekitatud elektriväli; homogeensetest ja ebahomogeensetest elektriväljadest elektridipoolile mõjuvad jõud.
Elektridipool on süsteem, mis koosneb kahest vastassuunalisest elektrilaengust, mille moodulid on võrdsed:
Dipoolkäsi; O on dipooli kese;
Elektrilise dipooli dipoolmoment:
Mõõtühik - \u003d Kl * m
Elektrilise dipooli tekitatud elektriväli:
Mööda dipooltelge:
Elektrilisele dipoolile mõjuvad jõud
Ühtlane elektriväli:
Ebaühtlane elektriväli :
Lühimaa, elektrivälja mõiste. Coulombi seaduse välitõlgendus. Elektrostaatilise välja tugevus, jõujooned. Statsionaarse punktlaengu tekitatud elektriväli. Elektrostaatiliste väljade superpositsiooni põhimõte.
Kaugtegevus on klassikalise füüsika kontseptsioon, mille kohaselt edastatakse füüsikalised vastasmõjud koheselt ilma ühegi materiaalse vahendaja osaluseta.
Tihe interaktsioon on klassikalise füüsika kontseptsioon, mille kohaselt edastatakse füüsikalised vastasmõjud spetsiaalse materjali vahendaja abil kiirusega, mis ei ületa valguse kiirust vaakumis.
Elektriväli on eriline aine, üks elektromagnetvälja komponentidest, mis eksisteerib laetud osakeste ja kehade ümber, samuti siis, kui magnetväli aja jooksul muutub
Elektrostaatiline väli on eriliik aine, mis eksisteerib liikumatute laetud osakeste ja kehade ümber.
Vastavalt lühitoime kontseptsioonile tekitavad liikumatud laetud osakesed ja kehad ümbritsevas ruumis elektrostaatilise välja, mis avaldab jõumõju teistele sellesse välja paigutatud laetud osakestele ja kehadele.
Seega on elektrostaatiline väli elektrostaatiliste vastastikmõjude materiaalne kandja. Elektrostaatilise välja võimsuskarakteristikuks on lokaalne vektorfüüsikaline suurus – elektrostaatilise välja tugevus. Elektrostaatilise välja tugevust tähistab ladina täht: ja seda mõõdetakse SI ühikute süsteemiga voltides jagatuna arvestiga:
Määratlus: siit
Statsionaarse punktelektrilaengu tekitatud välja jaoks:
Elektrostaatilise välja jooned
Elektrostaatiliste väljade graafilise (visuaalse) kujutise saamiseks rakendage
Ø jõujoone puutuja ühtib elektrostaatilise väljatugevuse vektori suunaga antud punktis;
Ø väljajoonte tihedus (nende arv normaalpinna ühiku kohta) on võrdeline elektrostaatilise väljatugevuse mooduliga;
elektrostaatilise välja jõujooned:
Ø on avatud (algus positiivselt ja lõpp negatiivselt);
Ø ei ristu;
Ø ei ole kõveraid
Superpositsiooni põhimõte elektrostaatiliste väljade jaoks
Koostis:
Kui elektrostaatilise välja tekitavad samaaegselt mitu liikumatut elektriliselt laetud osakest või keha, siis on selle välja tugevus võrdne nende elektrostaatiliste väljade tugevuste vektorsummaga, mille kõik need osakesed või kehad tekitavad üksteisest sõltumatult.
6. Vektorvälja voog ja divergents. Elektrostaatiline Gaussi teoreem vaakumi jaoks: teoreemi integraal- ja diferentsiaalvormid; selle füüsiline sisu ja tähendus.
Elektrostaatiline Gaussi teoreem
Vektorvälja voog
Hüdrostaatiline analoogia:
Elektrostaatilise välja jaoks:
Elektrostaatilise väljatugevuse vektori vool läbi pinna on võrdeline seda pinda läbivate jõujoonte arvuga
Vektorvälja lahknevus
Definitsioon: 
Ühikud:
Ostrogradski teoreem: 
Füüsiline tähendus: vektori lahknemine, näitab väljaallikate olemasolu
Koostis:
Elektrostaatilise välja intensiivsuse vektori vool läbi suvalise kujuga suletud pinna on võrdeline selle pinna sees olevate kehade või osakeste elektrilaengute algebralise summaga.
Teoreemi füüsikaline sisu:
* Coulombi seadus, kuna see on selle otsene matemaatiline tagajärg;
*Coulombi seaduse välitõlgendus lühimaa elektrostaatiliste vastasmõjude kontseptsioonist lähtuvalt;
*elektrostaatiliste väljade superpositsiooni põhimõte
Elektrostaatilise Gaussi teoreemi rakendamine elektrostaatiliste väljade arvutamiseks: üldpõhimõtted; ühtlaselt laetud lõpmata pika õhukese sirge hõõgniidi ja ühtlaselt laetud lõpmatu tasandi välja arvutamine.
Elektrostaatilise Gaussi teoreemi rakendamine
Vektorvälja tsirkulatsioon ja kõverus. Elektrostaatilise välja jõudude töö: elektrostaatilise välja potentsiaalne olemus; potentsiaalide erinevus välja kahe punkti vahel, potentsiaal välja antud punktis; potentsiaaliühtlustuspinnad; fikseeritud punktlaengu tekitatud välja potentsiaali arvutamine; potentsiaali superpositsiooni põhimõte.
Elektrostaatilise välja potentsiaal vaakumis
Sunnitööd:
-kõverjooneline integraal.
- vektorkompass (integraalmärk)
; ; in-dif=lõpmatult väike juurdekasv.
Vektorvälja rootor : (kohalik eripära). Me demonteerime pinna, mida piirab , elementaarseteks aladeks;
- ringlus piki kontuuri;
- vektorrootor.
Mädanema vektorkogus on vektor. Mädanema- keeris.
Pinnale tulev tsirkulatsioon mädanema=0, kui projektsioon=0.
Kui jõu töö = 0, siis nii mäda=0 kui ka tsirkulatsioon.
Stokesi teoreem:
Vektori tsirkulatsioon suletud ahelas = vool. Mäda läbi selle kontuuriga piiratud pinna.
kompass=0, siis on väli ilma keeriseta.
Skalaarfunktsiooni gradient. Elektrostaatilise välja tugevuse ja selle potentsiaali seos: homogeensete ja mittehomogeensete väljade matemaatiline tähistus ja füüsikaline tähendus; taotlus põllu arvutamiseks. Poissoni võrrand.
GRADIENDI FUNKTSIOON
u = f(x, y, z) mõnes piirkonnas määratud. ruumi (X Y Z), seal on vektor sümbolitega tähistatud projektsioonidega: grad kus i, j, k- koordinaatvektorid. G. f. - on punktifunktsioon (x, y, z), st moodustab vektorvälja. Tuletis suunas G. f. saavutab sel hetkel oma maksimaalse väärtuse ja on võrdne: 
Poissoni võrrand on elliptiline osadiferentsiaalvõrrand, mis muu hulgas kirjeldab
* elektrostaatiline väli,
* statsionaarne temperatuuriväli,
*rõhuväli,
*kiiruspotentsiaaliväli hüdrodünaamikas.
See võrrand näeb välja selline:
Kolmemõõtmelises Descartes'i koordinaatsüsteemis on võrrand järgmine:
φ leidmine antud jaoks f on oluline praktiline probleem, kuna see on tavaline viis antud laengujaotuse elektrostaatilise potentsiaali leidmiseks. SI ühikutes:
kus on elektrostaatiline potentsiaal (voltides), mahuline laengutihedus (kulonides kuupmeetri kohta) ja vaakumi läbitavus (faraadides meetri kohta).
Elektrivool ja selle peamised omadused: nähtuse füüsikaline olemus; elektrivoolu triivi kiirus, tihedus ja tugevus; elektrilaengu jäävuse seadus järjepidevusvõrrandi kujul.
elektri-šokk nimetatakse laetud osakeste või laetud makroskoopiliste kehade järjestatud liikumiseks. Elektrivoolusid on kahte tüüpi – juhtivusvoolud ja konvektsioonivoolud.
juhtivusvool nimetatakse vabade laetud osakeste - juhtivuselektronide (metallides), positiivsete ja negatiivsete ioonide (elektrolüütides), elektronide ja positiivsete ioonide (gaasides), juhtivuse elektronide ja aukude (pooljuhtides), elektronkiire vaakumis). See vool on tingitud asjaolust, et vabad elektrilaengud liiguvad juhis rakendatud elektrivälja toimel.
konvektsioon elektrivool nimetatakse laetud makroskoopilise keha ruumis liikumisest tingitud vooluks
Elektrijuhtivusvoolu tekkimiseks ja säilitamiseks on vajalikud järgmised tingimused:
1) tasuta voolukandjate olemasolu (tasuta);
2) vabalaengute korrastatud liikumise tekitava elektrivälja olemasolu;
3) tasuta tasudel peavad lisaks Coulombi vägedele tegutsema välised jõud mitteelektrilised; neid jõude loovad erinevad praegused allikad(galvaanielemendid, akud, elektrigeneraatorid jne);
4) elektrivooluahel peab olema suletud.
Seda voolu moodustavate positiivsete laengute liikumissuunda peetakse tinglikult elektrivoolu suunaks.
kvantitatiivne mõõt elektrivool on praegune I- skalaarne füüsikaline suurus, mis on määratud ristlõiget läbiva elektrilaenguga S juht ajaühiku kohta:
Nimetatakse voolu, mille tugevus ja suund ajas ei muutu püsiv DC jaoks
Aja jooksul muutuvat elektrivoolu nimetatakse muutujad. Voolutugevuse ühik - amper(AGA). SI-s on voolutugevuse ühiku määratlus sõnastatud järgmiselt: 1A- see on sellise alalisvoolu tugevus, mis voolates läbi kahe paralleelse lõpmatu pikkusega ja tühise ristlõikega sirgjoonelise juhtme, mis asuvad vaakumis kaugel. 1 m loob nende juhtide vahele jõu, mis on võrdne iga pikkuse meetriga.
voolutihedus nimetada vektori füüsikalist suurust, mis langeb kokku voolu suunaga vaadeldavas punktis ja on arvuliselt võrdne voolutugevuse suhtega dI läbib elementaarpinda, mis on risti voolu suunaga, selle pinna pindalaga:
Voolutiheduse ühik - amprit ruutmeetri kohta (A/m2).
Alalisvoolu tihedus on homogeense juhi kogu ristlõike ulatuses sama. Seetõttu alalisvoolu jaoks ristlõikepindalaga homogeenses juhis S praegune tugevus on
Füüsikalist suurust, mille määrab välisjõudude töö ühe positiivse laengu liikumisel, nimetatakse allika elektromotoorjõuks (EMF):
EMF üksus - volt(AT). Laengule mõjuvat välisjõudu saab väljendada välisjõudude väljatugevusena
Siis võrdub välisjõudude töö laengu liigutamiseks ahela suletud osas:
Jagades ja võttes arvesse (saame vooluringis toimiva EMF-i avaldise:
Lineaarsed elektriahelad. Lineaarse alalisvooluahela homogeenne lõik: Ohmi seadus, märkide reegel; Joule-Lenzi seadus, võimsuse tasakaal; vooluahela homogeensete sektsioonide jada- ja paralleelühendused.
Jadamisi ühendamisel on kõik elemendid omavahel ühendatud nii, et neid sisaldaval vooluringi lõigul ei ole üht sõlme. Paralleelse ühenduse korral ühendavad kõik ahelas olevad elemendid kaks sõlme ja neil ei ole ühendusi teiste sõlmedega, välja arvatud juhul, kui see on tingimusega vastuolus.
Kui juhid on ühendatud järjestikku, on voolutugevus kõigis juhtmetes ühesugune.
Paralleelse ühenduse korral on pingelang kahe sõlme vahel, mis ühendavad ahela elemente, kõigi elementide puhul ühesugune. Sel juhul võrdub ahela kogutakistuse pöördväärtus paralleelselt ühendatud juhtide takistuste pöördväärtuste summaga.
jadaühendus
Juhtide jadaühenduse korral on voolutugevus vooluahela mis tahes osas sama:
Ahela kogupinge, kui see on järjestikku ühendatud, või pinge vooluallika poolustel on võrdne vooluahela üksikute sektsioonide pingete summaga:
Takistid
Induktiivpool
Elektriline kondensaator
.
Paralleelühendus
Voolutugevus vooluahela hargnemata osas võrdub üksikute paralleelselt ühendatud juhtmete voolutugevuste summaga:
Pinge ahela osades AB ja kõigi paralleelselt ühendatud juhtide otstes on sama: 
Takisti
Kui takistid on paralleelselt ühendatud, lisatakse väärtused, mis on pöördvõrdelised takistusega (see tähendab, et kogujuhtivus on iga takisti juhtivuste summa)
Kui skeemi saab jagada pesastatud alamplokkideks, ühendada järjestikku või paralleelselt, siis arvutatakse esmalt iga alamploki takistus, seejärel asendatakse iga alamplokk oma ekvivalenttakistusega, nii leitakse kogu (soovitav) takistus.
Kahe paralleelselt ühendatud takisti puhul on nende kogutakistus:
Kui , siis kogutakistus on:
Kui takistid on paralleelselt ühendatud, on nende kogutakistus väiksem kui väikseim takistus.
Induktiivpool
Elektriline kondensaator
Ohmi seadus vooluringi sektsiooni jaoks. pinge suhe U metalljuhi, mis on elektriahela osa, otste vahel voolutugevusele ma ahelas on konstant:
See väärtus R helistas elektritakistus dirigent.
Elektritakistuse ühik SI-s on ohm(Ohm). Elektritakistusega 1 oomi on selline ahela osa, milles voolutugevuse 1 A korral on pinge 1 V:
Kogemused näitavad, et juhtme elektritakistus on otseselt võrdeline selle pikkusega. l ja pöördvõrdeline pindalaga S ristlõige:
Nimetatakse antud aine parameetrikonstanti elektriline takistus ained.
Voolutugevuse eksperimentaalselt kindlaks tehtud sõltuvus ma pingest U ja elektritakistus R vooluringi sektsiooni nimetatakse Ohmi seadus ketiosa jaoks:
Joule-Lenzi seaduse valem ja sõnastus
Nii või teisiti uurisid mõlemad teadlased elektrivooluga juhtmete soojendamise nähtust, nad kehtestasid empiiriliselt järgmise mustri: voolu juhtivas juhis eralduv soojushulk on otseselt võrdeline juhi takistusega, juhtme ruuduga. voolutugevus ja voolu läbimise aeg.
Hiljem selgusid täiendavad uuringud, et see väide kehtib kõigi juhtmete kohta: vedelate, tahkete ja isegi gaasiliste juhtide kohta. Sellega seoses sai avatud seaduspärasusest seadus.
Niisiis, kaaluge Joule-Lenzi seadust ennast ja selle valemit, mis näeb välja järgmine:
Ohmi seaduse sõnastus
Voolutugevus vooluahela sektsioonis on otseselt võrdeline pingega selle juhi otstes ja pöördvõrdeline selle takistusega:
I = U/R;
Ohm
paigaldatud et takistus on otseselt võrdeline juhi pikkusega ja pöördvõrdeline selle ristlõike pindalaga ning sõltub juhi ainest.
R = ρl / S,
kus ρ on eritakistus, l on juhi pikkus, S on juhi ristlõikepindala.
Võimsuse tasakaal - indikaatorite süsteem, mis iseloomustab energiasüsteemi (IPS) tarbijate koormusväärtuste summa ja nõutava reservvõimsuse vastavust energiasüsteemi vaba võimsuse väärtusele.
Definitsioonid
Sõnastada Kirchhoffi reeglid, mõisted sõlm, haru ja vooluring elektriahel. Haru on mis tahes kahe terminaliga võrk, mis sisaldub ahelas, näiteks joonisel fig. segment tähistatud U 1, I 1 on haru. Sõlm on kahe või enama haru ühenduspunkt (joonisel tähistatud rasvaste täppidega). Kontuur on suletud okste tsükkel. Tähtaeg suletud silmus tähendab, et alates ahela mõnest sõlmest ja üks kord pärast mitme haru ja sõlme läbimist saate naasta algsesse sõlme. Sellise möödasõidu käigus läbitud harusid ja sõlme nimetatakse tavaliselt selle kontuuri kuuluvateks. Sel juhul tuleb silmas pidada, et haru ja sõlm võivad kuuluda korraga mitmesse kontuuri.
Nende definitsioonide osas on Kirchhoffi reeglid sõnastatud järgmiselt.
Esimene reegel
Kui palju voolu sõlme voolab, nii palju voolab sealt välja. i 2 + i 3 = i 1 + i 4 Kirchhoffi esimene reegel (Kirchhoffi voolureegel) väidab, et voolude algebraline summa mis tahes ahela igas sõlmes on null. Sel juhul loetakse sõlme voolav vool positiivseks ja väljavool negatiivne:
Teisisõnu, kui palju voolu voolab sõlme, nii palju voolab sealt välja. See reegel tuleneb laengu jäävuse põhiseadusest.
Teine reegel
Kirchhoffi reegel (Kirchhoffi pingereegel) ütleb, et mis tahes suletud ahelasse kuuluvate harude pingelanguste algebraline summa on võrdne selle ahela harude elektromagnetväljade algebralise summaga. Kui vooluringis pole EMF-i allikaid (idealiseeritud pingegeneraatoreid), on kogu pingelang null:
püsivate pingete jaoks 
muutuva pinge jaoks
Teisisõnu, kui vooluring on täielikult mööda viidud, naaseb muutuv potentsiaal algse väärtuse juurde. Kirchhoffi reeglid kehtivad lineaarsete ja mittelineaarsete lineariseeritud vooluahelate puhul voolude ja pingete ajamuutuste mis tahes laadi puhul.
Võimsuse tasakaal- indikaatorite süsteem, mis iseloomustab elektrisüsteemi (IPS) tarbijate koormusväärtuste summa ja nõutava reservvõimsuse vastavust elektrisüsteemi saadaoleva võimsuse väärtusele.
Pooljuhtide sisemine ja väline juhtivus: elektronide ja aukude juhtivuse mehhanismid, doonor- ja aktseptorlisandid, voolukandja kontsentratsiooni sõltuvus temperatuurist. Termistorid.
Termistor on pooljuhttakisti, mis kasutab pooljuhtmaterjali elektritakistuse sõltuvust temperatuurist. Termistorit iseloomustab suur takistuse temperatuurikoefitsient (TCR) (kümneid kordi kõrgem kui see metallide koefitsient), seadme lihtsus, võime töötada erinevates ilmastikutingimustes märkimisväärse mehaanilise koormusega ja omaduste stabiilsus üle. aega. Termistori leiutas Samuel Ruben 1930. aastal. Seal on negatiivse (termistorid) ja positiivse (posistorid) TKS-iga termistorid. Neid nimetatakse ka vastavalt NTC- ja PTC-termistoriteks. Posistoride puhul suureneb ka takistus temperatuuri tõustes, termistoritel aga vastupidi: temperatuuri tõustes takistus väheneb.
Termistoride töörežiim sõltub sellest, milline staatilise voolu-pinge karakteristiku (CVC) sektsioon tööpunkt on valitud. I–V karakteristik sõltub omakorda nii termistori konstruktsioonist, mõõtmetest ja põhiparameetritest kui ka temperatuurist, keskkonna soojusjuhtivusest, termistori ja keskkonna vahelisest soojussidemest.
Dirigendid ja dielektrikud. Elektrostaatiline induktsioon juhtides: nähtuse füüsikaline olemus; elektrostaatilise välja tugevuse ja elektrilaengute tiheduse tasakaalujaotus juhtide mahus ja pinnal.
Juht on keha, mis sisaldab piisavas koguses vabu elektrilaenguid, mis võivad elektrivälja mõjul liikuda. Juhtides võib rakendatud elektrivälja toimel tekkida elektrivool. Kõik metallid, soolade ja hapete lahused, niiske pinnas, inimeste ja loomade kehad on head elektrilaengute juhid.
Dielektrik ehk isolaator – keha, mille sees ei ole vabu elektrilaenguid. Isolaatorites ei ole elektrivool võimalik.
Dielektrikute hulka kuuluvad - klaas, plast, kumm, papp, õhk. dielektrikutest valmistatud kehasid nimetatakse isolaatoriteks. Absoluutselt mittejuhtiv vedelik – destilleeritud, st. puhastatud vesi. (mis tahes muu vesi (kraan või meri) sisaldab teatud koguses lisandeid ja on elektrijuht)
Vabalaengud juhis on võimelised liikuma suvaliselt väikese jõu toimel. Seetõttu peavad juhi laengute tasakaalu tagamiseks olema täidetud järgmised tingimused:
Väljatugevus juhi sees peab olema null, potentsiaal juhi sees peab olema konstantne.
Väljatugevus juhi pinnal peab olema pinnaga risti
Seetõttu on laengute tasakaalus oleva juhi pind ekvipotentsiaalne. Kui laengud on tasakaalus, ei saa juhi sees üheski kohas olla üleliigseid laenguid – need kõik on jaotatud üle juhi pinna teatud tihedusega σ. Vaatleme silindrikujulist suletud pinda, mille generaatorid on risti juhi pinnaga. Juhi pinnal on vabad laengud pinnatihedusega σ.
Sest juhi sees pole laenguid, siis voog läbi juhi sees oleva silindri pinna on null. Voolu läbi silindri ülaosa väljaspool juhti Gaussi teoreemi kohaselt on
Elektrilise nihke vektor on võrdne juhi vabade laengute pinnatihedusega või Kui laenguta juht sisestatakse välisesse elektrostaatilisesse välja, hakkavad vabad laengud liikuma: positiivne - piki välja, negatiivne - vastu välja. Seejärel kogunevad juhi ühele küljele positiivsed laengud ja teisele poole negatiivsed laengud. Neid tasusid nimetatakse INDUCED. Laengute ümberjaotumise protsess toimub seni, kuni pinge juhi sees muutub nulliks ja pingejooned väljaspool juhti on selle pinnaga risti. Indutseeritud laengud tekivad juhile nihke tõttu, s.t. on nihkunud laengute pinnatihedus ja kuna sellepärast hakati seda nimetama elektrilise nihke vektoriks.
11. Elektriline mahtuvus: mahtuvuslikud koefitsiendid; kondensaatori ja üksikjuhi elektriline mahtuvus; elektrilise mahtuvuse arvutamine lamekondensaatori ja üksiku juhtiva kuuli näidete abil. Kondensaatorisüsteemid.
Üksikjuht on teistest juhtidest, kehadest, laengutest eemal olev juht. Sellise juhi potentsiaal on otseselt võrdeline sellel oleva laenguga
Kogemusest järeldub, et erinevad juhid, olles võrdselt laetud Q1 = Q2, omandavad erineva kuju, suuruse ja juhti ümbritseva keskkonna tõttu erineva potentsiaali φ1¹φ2 (ε). Seetõttu kehtib üksikjuhi puhul valem
Kus on üksikjuhi mahtuvus. Üksikjuhi mahtuvus on võrdne laengusuhtega q, mille sõnum juhile muudab selle potentsiaali 1 V võrra. SI-süsteemis mõõdetakse mahtuvust faraadides.
Palli mahutavus
Üksikjuhtide mahtuvus on väga väike. Praktilistel eesmärkidel on vaja luua sellised seadmed, mis võimaldavad koguda suuri laenguid väikese suuruse ja potentsiaaliga. KONDENSATOR on seade, mida kasutatakse laengu ja elektrienergia salvestamiseks. Lihtsaim kondensaator koosneb kahest juhist, mille vahel on õhuvahe ehk dielektrik (ka õhk on dielektrik). Kondensaatori juhte nimetatakse plaatideks ja nende asukoht üksteise suhtes valitakse nii, et elektriväli koondub nendevahelisse pilusse. Kondensaatori mahtuvuse all mõistetakse füüsikalist suurust C, mis on võrdne plaatidele kogunenud laengu q suhtega plaatide potentsiaalide erinevusse.
Arvutagem lamekondensaatori mahtuvus plaadi pindalaga S, pindlaengu tihedus σ, plaatidevahelise dielektriku läbilaskvus ε ja plaatide vaheline kaugus d. Väljatugevus on
Kasutades Δφ ja E vahelist seost, leiame 
Silindrilise kondensaatori puhul: lamekondensaatori mahtuvus.
Sfäärilise kondensaatori jaoks 
Dielektrikute polariseerumine: nähtuse füüsikaline olemus; polarisatsiooni (seotud) laengud; polarisatsioon (polarisatsioonivektor); polarisatsioonivektori seos seotud laengute pinna- ja ruumtihedusega.
Dielektrikute polarisatsioon- nähtus, mis on seotud seotud laengute piiratud nihkega dielektrikus või elektridipoolide pöörlemisega, tavaliselt välise elektrivälja mõjul, mõnikord muude välisjõudude mõjul või spontaanselt.
Seotud tasud. Polarisatsiooniprotsessi tulemusena tekivad dielektriku ruumalasse (või pinnale) kompenseerimata laengud, mida nimetatakse polarisatsioonilaenguteks ehk seotud laenguteks. Nende laengutega osakesed on osa molekulidest ja välise elektrivälja toimel nihkuvad nad oma tasakaaluasenditest välja, lahkumata molekulist, mille osaks nad on. Seotud laenguid iseloomustab pinnatihedus
Välisesse elektrivälja asetatud dielektrik polariseerub selle väljaga. Dielektriku polarisatsioon on nullist erineva makroskoopilise dipoolmomendi omandamise protsess.
Ilma refleksioonita õppimine on kahjulik ja ilma õppimiseta mõtlemine ohtlik. Konfutsius
Loodusteaduse põhiharu – füüsika, kreeka keelest "loodus".
Vana-Kreeka filosoofi ja teadlase Aristotelese üks peamisi teoseid kandis nime "Füüsika". Aristoteles kirjutas: Loodusteadus uurib peamiselt kehasid ja suurusi, nende omadusi ja liikumistüüpe ning lisaks sedalaadi olemise algeid.
Füüsika üks ülesandeid on paljastada olemuselt kõige lihtsam ja üldisem, selliste seaduste avastamisel, millest võiks loogiliselt tuletada maailmapildi – nii arvas A. Einstein.
Lihtsaim- nn esmased elemendid: molekulid, aatomid, elementaarosakesed, väljad jne. Üldised omadused mateeriaks loetakse liikumist, ruumi ja aega, massi, energiat jne.
Õppides taandub kompleks lihtsaks, konkreetne üldiseks.
Friedrich Kekule(1829 - 1896) soovitas loodusteaduste hierarhia selle nelja järjestikuse põhietapi kujul: mehaanika, füüsika, keemia, bioloogia.
Esimene aste Füüsika ja loodusteaduste areng hõlmab ajavahemikku Aristotelese ajast kuni 17. sajandi alguseni ning seda nimetatakse antiik- ja keskaja etapiks.
Teine faas klassikaline füüsika (klassikaline mehaanika) kuni 19. sajandi lõpuni. seotud Galileo Galilei ja Isaac Newtoniga.
Füüsika ajaloos on mõiste atomism, mille kohaselt on ainel katkendlik, diskreetne struktuur, see tähendab, et see koosneb aatomitest. ( Demokritos, 4. sajand eKr – aatomid ja tühjus).
Kolmas etapp Kaasaegne füüsika avastati 1900. aastal. Max Planck(1858-1947), kes pakkus välja diskreetsel kontseptsioonil põhineva kvant-lähenemise akumuleeritud eksperimentaalsete andmete hindamiseks.
Füüsikaliste seaduste universaalsus kinnitab looduse ja universumi kui terviku ühtsust.
Makromaailm on füüsiliste kehade maailm, mis koosneb mikroosakestest. Selliste kehade käitumist ja omadusi kirjeldab klassikaline füüsika.
Mikromaailm ehk mikroskoopiliste osakeste maailm, kirjeldab peamiselt kvantfüüsikat.
Megamaailm- tähtede, galaktikate ja universumi maailm, mis asub väljaspool Maad.
Fundamentaalsete interaktsioonide tüübid
Seni neli põhiliste interaktsioonide tüübid:
gravitatsiooniline, elektromagnetiline, tugev, nõrk.
1. Gravitatsiooniline interaktsioon iseloomulik kõigile materiaalsetele objektidele, seisneb kehade vastastikuses külgetõmbejõus ja on määratud universaalse gravitatsiooni põhiseadus: kahe punktkeha vahel on tõmbejõud, mis on võrdeline nende masside korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga.
Gravitatsiooniline interaktsioon protsessides mikromaailm ei mängi olulist rolli. Siiski sisse makroprotsessid tal on otsustav roll. Näiteks Päikesesüsteemi planeetide liikumine toimub rangelt kooskõlas gravitatsioonilise vastastikmõju seadustega.
R selle toimeraadius ja ka elektromagnetiline vastastikmõju on piiramatud.
2. Elektromagnetiline vastastikmõju seotud elektri- ja magnetväljadega. elektromagnetiline teooria Maxwellühendab elektri- ja magnetvälju.
Määratakse aine erinevad agregaatolekud (tahke, vedel ja gaasiline), hõõrdumise nähtus, elastsus ja muud aine omadused molekulidevahelise interaktsiooni jõud, mis on oma olemuselt elektromagnetiline.
3. Tugev suhtlus vastutab tuumade stabiilsuse eest ja ulatub ainult tuuma suuruse piiresse. Mida tugevamalt nukleonid tuumas interakteeruvad, seda stabiilsem see on, seda rohkem siduv energia.
Sideme energia on määratud tööga, mida tuleb teha nukleonide eraldamiseks ja nende üksteisest eemaldamiseks sellistel vahemaadel, kus vastastikmõju muutub nulliks.
Kui tuuma suurus suureneb, siis sidumisenergia väheneb. Seega on perioodilisuse tabeli lõpus olevad elementide tuumad ebastabiilsed ja võivad laguneda. Sellist protsessi nimetatakse sageli radioaktiivne lagunemine.
4. Nõrk interaktsioon lühimaa ja kirjeldab teatud tüüpi tuumaprotsesse.
Mida väiksemad on materjalisüsteemide mõõtmed, seda tugevamalt on nende elemendid ühendatud.
Areng ühtne teooria kõik teadaolevad fundamentaalsed vastasmõjud(kõige teooria) võimaldab kaasaegseid loodusandmeid kontseptuaalselt integreerida.
Loodusteadustes on kolme tüüpi ainet: aine (füüsikalised kehad, molekulid, aatomid, osakesed), väli (valgus, kiirgus, gravitatsioon, raadiolained) ja füüsikaline vaakum.
Mikrokosmoses, mille paljud omadused on kvantmehaanilist laadi, ainet ja välja saab kombineerida (korpuskulaarlaine dualismi kontseptsiooni vaimus).
Süsteemi korraldus mateeria väljendab mateeria olemasolu korrastatust.
Aine struktuurne korraldus- need konkreetsed vormid, milles see avaldub (on olemas).
Under aine struktuur tavaliselt mõistetakse selle struktuuri mikrokosmoses, olemasolu molekulide, aatomite, elementaarosakeste jne kujul.
Jõud– kehade vastasmõju füüsikaline mõõt.
Kehade mass on universaalse gravitatsiooni seadusele vastava jõu allikas. Seega on Newtoni poolt esmakordselt kasutusele võetud massi mõiste fundamentaalsem kui jõud.
Kvantväljateooria järgi võivad füüsikalisest vaakumist sündida massiga osakesed piisavalt suure energiakontsentratsiooni juures.
Energia seega näib see massist veelgi fundamentaalsema ja üldisema mõistena, kuna energia on omane mitte ainult ainele, vaid ka massita väljadele.
Energia– universaalne mõõt erinevate liikumis- ja interaktsioonivormide kohta.
Newtoni universaalse gravitatsiooni seadus on gravitatsioonilise vastasmõju jõud F. F = G* t1 * t2 / r2 kus G on gravitatsioonikonstant.
Liikumine kõige üldisemal kujul on see füüsilise süsteemi oleku muutumine.
Sest liikumise kvantitatiivne kirjeldus ideid selle kohta ruumi ja aega mis on loodusteaduse pika arenguperioodi jooksul läbi teinud olulisi muutusi.
Oma loodusfilosoofia aluspõhimõtetes kirjutas Newton:
"..Aeg ja ruum on justkui mahutid iseendale ja kõigele olemasolevale."
Aeg väljendab füüsikaliste olekute muutumise järjekorda
Aeg on mis tahes füüsilise protsessi või nähtuse objektiivne tunnus; see on universaalne.
Ajast rääkimine, võtmata arvesse muutusi reaalsetes kehades või süsteemides, on füüsilisest vaatepunktist mõttetu.
Kuid füüsika arengu protsessis koos tulekuga erirelatiivsusteooria seal oli avaldus:
Esiteks, aja kulg sõltub tugiraami kiirusest. Piisavalt suurel, valguskiirusele lähedasel kiirusel aeg aeglustub, s.t. relativistlik aja aeglustumine.
Teiseks, viib gravitatsiooniväli gravitatsiooniline aeglustades aega.
Mõnes võrdlusraamistikus on võimalik rääkida ainult kohalikust ajast. Selles suhtes ei ole aeg mateeriast sõltumatu üksus. See voolab erinevatel füüsilistel tingimustel erineva kiirusega. Aeg on alati suhteline .
Kosmos - väljendab füüsiliste kehade kooseksisteerimise järjekorda.
Esimene täielik ruumiteooria - Eukleidese geomeetria. See loodi umbes 2000 aastat tagasi. Eukleidese geomeetria toimib ideaalsete matemaatiliste objektidega, mis eksisteerivad justkui aeg on otsas, ja selles mõttes ruum selles geomeetrias on ideaalne matemaatiline ruum.
Newton tutvustas absoluutse ruumi mõistet, mis võib olla täiesti tühi ja eksisteerib sõltumata füüsiliste kehade olemasolust selles. Sellise ruumi omadused määratakse eukleidilise geomeetriaga.
Kuni 19. sajandi keskpaigani, mil loodi mitte-eukleidilised geomeetriad, ei kahelnud ükski loodusteadlane tegelike füüsikaliste ja eukleidiliste ruumide identiteedis.
Kirjelduseks keha mehaaniline liikumine absoluutses ruumis peate täpsustama midagi muud viiteorgan- üksiku keha käsitlemine tühjas ruumis on mõttetu.
Laadimine...