Сенин Юрий Петрович : другие произведения.

Новое воззрение на электростатику

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:
 Ваша оценка:
  • Аннотация:
    Кажется, что в электростатике всё ясно и всё известно, но время движется, всё вокруг изменяя. Изменяются и наши представления обо всём сущем и об электростатике тоже. В предлагаемой статье автор попытался уточнить некоторые понятия электростатики в соответствии с
   Новое воззрение на электростатику.
  Сенин. Ю.П.
  
  Кажется, что в электростатике всё ясно и всё известно, но время движется, всё вокруг изменяя. Изменяются и наши представления обо всём сущем и об электростатике тоже. В предлагаемой статье автор попытался уточнить некоторые понятия электростатики в соответствии с положениями современной физики и с воззрением автора на природу электрона и заряда.
  
  Поговорим о заряде.
  Заряд не является чем-то внешним по отношению к веществу. Заряд - это самое фундаментальное создание природы. Назовём эту первичную физическую сущность природы зарядовой массой. Зарядовая масса проявляет себя в природных явлениях, как тяготеющая масса, как инертная масса, как электрические заряды - положительный и отрицательный.
  Можно предположить, что зарядовая масса обладает свойством и отрицательного и положительного зарядов, как следствие симметрии состояний. Чтобы мир существовал и изменялся, необходимо чтобы зарядовая масса обладала свойством инерции. Возможно, что в будущем узнаются и другие проявления зарядовой массы.
  
  Хорошо известно, что подавляющее большинство электрических явлений в веществе производится электронами. Они же ответственны и за электростатические явления. Электрон является минимальной известной нам электрической сущностью, условно принятой, как отрицательный заряд. Электроны очень подвижны, в отличие от условно положительных протонов, упрятанных в недра атомов.
  
  Электрон - это не маленькая сфера, а сложная структура. Об электроне смотри:
   new-idea.kulichki.net/pubfiles/110415191133.doc, и
  new-idea.kulichki.net/pubfiles/110414204108.doc.
  
  Рассмотрим заряженное металлическое тело, например, сферу. Избыточные электроны, вследствие взаимодействия между собой и с электронным газом, вытесняются к наружной поверхности. Если бы они были вытеснены на наружную поверхность, то были бы отброшены от поверхности силами отталкивания наружных электронов атомов образующих эту поверхность. Располагаются избыточные электроны в элементарных ячейках кристаллов материала проводника. Можно предположить, что в металле существуют силы притяжения, способные удержать некоторое количество избыточных электронов. Наличие таких сил - необходимое условие существования заряженных тел.
  
  И такие силы существуют - это ионизированные атомы, положительные заряды ядер которых скомпенсированы отрицательными зарядами электронного газа только в среднем. Утверждение, что все атомы металла теряют валентные электроны, существующие как электронный газ - физически не корректно. Электроны электронного газа, как и любого другого газа, имеют разные тепловые скорости движения в соответствии с распределением Максвелла - Больцмана.
  
   Часть электронов, имеющая энергию меньше, чем у остальных электронов, отделиться от атомов не может. Но, получив в процессе тепловых взаимодействий дополнительную энергию, такой электрон покидает атом. Следовательно, состояние электронного газа - динамическое. Избыточные электроны неотличимы от остальных, поэтому и могут накапливаться в металле, периодически внедряясь в ионизированные атомы материала проводника. В некоторой степени силы, удерживающие избыточные электроны в проводнике, соответствуют обменным силам
  
  Спины электронов, образующих внешнюю поверхность проводника, вследствие взаимодействия с ядрами атомов ориентированы одинаково, поэтому между ними действуют магнитно-реактивные силы притяжения. Эти силы создают поверхностное натяжение (аналогичное поверхностному натяжению у жидкостей) и также удерживают избыточные электроны от разлёта. Понятно, что этот эффект мал, вследствие слабости магнитных сил.
  
  При увеличении количества избыточных электронов происходят одновременно два процесса: увеличение электрического давления в электронном газе и уменьшение свободных положительных зарядов существующих в каждый момент времени. Наступает момент, когда силы положительных зарядов не могут удержать избыточные электроны в теле проводника и происходит их отторжение. Но это уже электродинамика.
  
  Нужно заметить, что избыточные электроны располагаются в последнем слое кристаллических ячеек и спины этих электронов ориентированы (в среднем) нормально к поверхности тела. Вследствие этого электрические силы действуют также нормально к поверхности и избыточные электроны, расположенные у противоположных поверхностей тела, стараются вытолкнуть друг друга наружу. Эти выталкивающие силы увеличиваются с уменьшением расстояния между поверхностями. Этим объясняется эффект стекания зарядов с острия - электроны действительно выталкивают друг друга наружу, и наружный электронный слой их отталкивает в пространство - электрон испарился.
  
  Ситуация с положительно заряженным телом несколько иная. Носители положительных зарядов - протоны ядер атомов, из которых состоит проводник, - не могут покинуть своего места. И в этом случае подвижными заряженными телами являются электроны электронного газа. Силы электрического тяготения увеличиваются от периферии к центру проводника (аналогично силам тяготения). Поэтому, электроны электронного газа переместятся к оси проводника, а на периферии будет преобладание положительных зарядов.
  
  Увеличение (на периферии проводника) количества электрически нескомпенсированных ядер, приводит к увеличению сил электрического притяжения к проводнику в окружающем проводник пространстве. Когда силовое напряжение достигает предела ионизации атомов окружающей проводник среды, происходит электрический пробой и приток электронов в проводник из окружающего пространства - проводник электрически нейтрализован.
  
  Вспомним про эффект острия. В данном случае вытолкнуть атомы острия из проводника силами электрического отталкивания не удастся - силы маловаты, но приподнять их над поверхностью острия сил достаточно. Такое положение атомов острия создаёт достаточные условия для приоритетной ионизации атомов окружающей среды в окрестности острия и притягивания электронов.
  
   Приступим к рассмотрению электризации диэлектриков
   Диэлектрик структурно отличается от металлов отсутствием свободных электронов и отсутствием ионизированных атомов. В отрицательно заряженном диэлектрике избыточные электроны должны энергетически соответствовать газовому состоянию. В положительно заряженном диэлектрике ионизирована группа атомов и эти ионы, вследствие стремления любой физической системы к равновесному энергетическому состоянию, равномерно распределяются по поверхности заряженного тела. Следовательно, и в металле и в диэлектрике электризация осуществляется, похоже.
  
  Необходимое уточнение.
  Все рассуждения производились для нормальных условий.
  
  
  Вариант от 08.01.12.
  
 Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список

Кожевенное мастерство | Сайт "Художники" | Доска об'явлений "Книги"