Припустимо, що схема енергетичних рівнів атомів розрідженого газу має вигляд, як показано на рисунку. У початковий момент атоми перебувають у стані з енергією Е1. Фотони з якою енергією може поглинати газ?
Маленький протончик жил в ядре атома, он был очень хорошо воспитан, поэтому и нес положительный заряд. Протончик был сильно привязан к своему брату нейтрону. И хотя масса у них была почти одинаковая, нейтрон вел себя независимо от поля, проникал куда хотел и только при - распаде становился протоном, выкинув из себя электрон. Из ядра протончик часто наблюдал за вращающимися вокруг ядра электронами и его тянуло к ним. Он чувствовал, как своим электрическим полем взаимодействует с электронами. История 1. Магнитное поле порождается движущимися заряженными частицами Протончик видел, как электроны в проводниках свободно перемещаются от атома к атому. При этом вокруг них появлялось магнитное поле, но стоит электрону остановиться, магнитное поле тут же исчезало. Протончик и сам создавал магнитное поле, когда тихонько двигался по ядру. История 2. Вокруг проводника с током существует магнитное поле Интерес протончика вызывал ток внутри проводника. В этот период все свободные электроны под действием электрического поля источника тока движутся от отрицательного полюса к положительному. Магнитные поля движущихся электронов складываются, и вокруг проводника появляется единое магнитное поле. Протончик тоже пытался участвовать в токе, но двигался всегда почему-то в противоположном направлении, а магнитное толе было такое же, как у электронов. История 3. Электромагнитная волна порождается ускоренно движущимися заряженными частицами Больше всего протончика привлекал шлейф электромагнитной волны, развивающийся следом за бегущим электроном. Как же он хотел иметь такой шлейф! Протончик пытался поговорить об этом с нейтроном, но тот его не понял, потому что вокруг него никогда не было никакого поля. Однажды в ядерном реакторе ядро расщепили на отдельные протоны и нейтроны. Протончик почувствовал свободу! Его никто не держал, и он мог двигаться куда хотел. Протончик увидел бегущего к нему электрона и двинулся навстречу, а когда оглянулся, то увидел у себя развивающийся шлейф электромагнитной волны! История 4. На движущиеся заряженные частицы в магнитном поле действует сила. Веселясь и резвясь, протончик и электрон угодили в магнитное поле. Протончик почувствовал, что его траектория движения начала меняться. Подобное происходило и с электроном. Под действием магнитного поля они стали двигаться по окружностям в противоположных направлениях. Чем быстрее они двигались, тем, больше становился радиус этой окружности. Вот такой получился аттракцион!
Физическая природа электрического сопротивления заключается в том, что во время движения в проводнике свободные электроны сталкиваются на своем пути с положительными ионами, атомами и молекулами вещества, из которого выполнен проводник, и передают им часть своей энергии.
При этом энергия движущихся электронов, в результате столкновения их с атомами и молекулами, частично выделяется и рассеивается в виде тепла, нагревающего проводник.
Ввиду того что электроны, сталкиваясь с частицами проводника, преодолевают некоторое сопротивление движению, принято говорить, что проводники обладают электрическим сопротивлением. Если сопротивление проводника мало, он сравнительно слабо нагревается током; если сопротивление велико, проводник может раскалиться.
Удельное сопротивление вещества - показатель вещества противодействовать прохождению через него электрического тока.
Для того, чтобы привести проводимость (величина, обратная сопротивлению) веществ в единую систему, за стандарт удельного сопротивления материала было принято сопротивление проводника длиной 1 метр и площадью поперечного сечения 1 мм². Очевидно, что разные металлы и сплавы обладают, вследствие особенностей своего строения, разной проводимостью электрического тока.
1). Таким образом, удельное сопротивление серебра, например, равное ρ₁ = 0,016 Ом·мм²/м означает, что проводник из серебра длиной 1 метр и площадью поперечного сечения 1 мм² будет иметь электрическое сопротивление R₁ = 0,016 Ом.
То же самое можно сказать и о других:
ρ₂ = 0,028 Ом·мм²/м - проводник из алюминия L = 1 м, S = 1 мм² будет иметь электрическое сопротивление R₂ = 0,028 Ом
ρ₃ = 0,5 Ом·мм²/м - проводник из константана L = 1 м, S = 1 мм² будет иметь электрическое сопротивление R₃ = 0,5 Ом
2). Так как железная и алюминиевая проволоки имеют равные массы, но плотность железа почти в 3 раза больше плотности алюминия, (7800 кг/м³ и 2700 кг/м³) то и объем алюминиевой проволоки будет в 3 раза больше:
V₂ = 3V₁ = 3LS₁
По условию, длины проводников (L) одинаковые, значит, площадь поперечного сечения алюминиевой проволоки в 3 раза больше площади поперечного сечения железной:
S₁ = S₂/3
Сопротивление проводников:
R = ρL/S
Удельное сопротивление железа почти в 4 раза выше чем удельное сопротивление алюминия: ρ₁ = 0,1 Ом·мм²/м; ρ₂ = 0,028 Ом·мм²/м
ρ₁ = 4ρ₂
Теперь можно свести все полученные данные:
Сопротивление железной проволоки:
R₁ = ρ₁L/S₁ = 4ρ₂L/(S₂/3) = 12ρ₂L/S₂ = 12R₂
Таким образом, мы получили, что при равной массе и одинаковой длине железной и алюминиевой проволоки, проволока из алюминия будет иметь электрическое сопротивление в 12 раз меньше, чем железная.
История 1. Магнитное поле порождается движущимися заряженными частицами
Протончик видел, как электроны в проводниках свободно перемещаются от атома к атому. При этом вокруг них появлялось магнитное поле, но стоит электрону остановиться, магнитное поле тут же исчезало. Протончик и сам создавал магнитное поле, когда тихонько двигался по ядру.
История 2. Вокруг проводника с током существует магнитное поле
Интерес протончика вызывал ток внутри проводника. В этот период все свободные электроны под действием электрического поля источника тока движутся от отрицательного полюса к положительному. Магнитные поля движущихся электронов складываются, и вокруг проводника появляется единое магнитное поле. Протончик тоже пытался участвовать в токе, но двигался всегда почему-то в противоположном направлении, а магнитное толе было такое же, как у электронов.
История 3. Электромагнитная волна порождается ускоренно движущимися заряженными частицами
Больше всего протончика привлекал шлейф электромагнитной волны, развивающийся следом за бегущим электроном. Как же он хотел иметь такой шлейф! Протончик пытался поговорить об этом с нейтроном, но тот его не понял, потому что вокруг него никогда не было никакого поля. Однажды в ядерном реакторе ядро расщепили на отдельные протоны и нейтроны. Протончик почувствовал свободу! Его никто не держал, и он мог двигаться куда хотел. Протончик увидел бегущего к нему электрона и двинулся навстречу, а когда оглянулся, то увидел у себя развивающийся шлейф электромагнитной волны!
История 4. На движущиеся заряженные частицы в магнитном поле действует сила.
Веселясь и резвясь, протончик и электрон угодили в магнитное поле. Протончик почувствовал, что его траектория движения начала меняться. Подобное происходило и с электроном. Под действием магнитного поля они стали двигаться по окружностям в противоположных направлениях. Чем быстрее они двигались, тем, больше становился радиус этой окружности. Вот такой получился аттракцион!
Физическая природа электрического сопротивления заключается в том, что во время движения в проводнике свободные электроны сталкиваются на своем пути с положительными ионами, атомами и молекулами вещества, из которого выполнен проводник, и передают им часть своей энергии.
При этом энергия движущихся электронов, в результате столкновения их с атомами и молекулами, частично выделяется и рассеивается в виде тепла, нагревающего проводник.
Ввиду того что электроны, сталкиваясь с частицами проводника, преодолевают некоторое сопротивление движению, принято говорить, что проводники обладают электрическим сопротивлением. Если сопротивление проводника мало, он сравнительно слабо нагревается током; если сопротивление велико, проводник может раскалиться.
Удельное сопротивление вещества - показатель вещества противодействовать прохождению через него электрического тока.
Для того, чтобы привести проводимость (величина, обратная сопротивлению) веществ в единую систему, за стандарт удельного сопротивления материала было принято сопротивление проводника длиной 1 метр и площадью поперечного сечения 1 мм². Очевидно, что разные металлы и сплавы обладают, вследствие особенностей своего строения, разной проводимостью электрического тока.
1). Таким образом, удельное сопротивление серебра, например, равное ρ₁ = 0,016 Ом·мм²/м означает, что проводник из серебра длиной 1 метр и площадью поперечного сечения 1 мм² будет иметь электрическое сопротивление R₁ = 0,016 Ом.
То же самое можно сказать и о других:
ρ₂ = 0,028 Ом·мм²/м - проводник из алюминия L = 1 м, S = 1 мм² будет иметь электрическое сопротивление R₂ = 0,028 Ом
ρ₃ = 0,5 Ом·мм²/м - проводник из константана L = 1 м, S = 1 мм² будет иметь электрическое сопротивление R₃ = 0,5 Ом
2). Так как железная и алюминиевая проволоки имеют равные массы, но плотность железа почти в 3 раза больше плотности алюминия, (7800 кг/м³ и 2700 кг/м³) то и объем алюминиевой проволоки будет в 3 раза больше:
V₂ = 3V₁ = 3LS₁
По условию, длины проводников (L) одинаковые, значит, площадь поперечного сечения алюминиевой проволоки в 3 раза больше площади поперечного сечения железной:
S₁ = S₂/3
Сопротивление проводников:
R = ρL/S
Удельное сопротивление железа почти в 4 раза выше чем удельное сопротивление алюминия: ρ₁ = 0,1 Ом·мм²/м; ρ₂ = 0,028 Ом·мм²/м
ρ₁ = 4ρ₂
Теперь можно свести все полученные данные:
Сопротивление железной проволоки:
R₁ = ρ₁L/S₁ = 4ρ₂L/(S₂/3) = 12ρ₂L/S₂ = 12R₂
Таким образом, мы получили, что при равной массе и одинаковой длине железной и алюминиевой проволоки, проволока из алюминия будет иметь электрическое сопротивление в 12 раз меньше, чем железная.