Глава 12. Модели электричества §18. Модели электростатики

1. Заряд как невесомая невидимая «жидкость»

О писание модели: заряд как невидимая невесомая среда, перетекающая по проводникам подобно течению жидкости в гравитационном поле Земли. Эта среда бывает двух видов: положительная и отрицательная. «Жидкость» бывает положительная и отрицательная. Эту среду можно делить на какие угодно малые части.

О бласть применения: применяется при решении задач электротехники. Например, для расчетов параметров линий электропередачи (ЛЭП), для построения электрических цепей электротехнических предприятий и бытовой техники и т.п.

2. Заряд как избыток или недостаток электронов в веществе

Описание модели: модель основана на модели строения атома. Нейтральный атом состоит из положительно заряженного ядра, сосредоточенного в центре атома и отрицательно заряженных мельчайших частиц – электронов, которые вращаются вокруг ядра по различным орбитам. Атом может терять электроны, например при трении, облучении вещества светом и т.д. Атом, потерявший электроны, называется ионом. Число отсутствующих в ионе электронов, по сравнению с нейтральным атомом, называется его валентностью. Масса электрона пренебрежимо мала по сравнению с массой ядра атома, поэтому масса иона практически равна массе нейтрального атома.

Заряд состоит из конечного числа одинаковых элементарных зарядов, которые переносят на себе электроны (отрицательные заряды) и ионы (положительные заряды). Заряд электрона невозможно разделить на более мелкие части. Положительный ион возникает, когда нейтральный атом теряет электроны и у него остается некомпенсированный положительный заряд, равный заряду электрона, помноженному на число потерянных электронов, т.е. на валентность. В некоторых случаях нейтральный атом может приобретать избыточные электроны, тогда ион будет отрицательным.

Положительный заряд по современным представлениям бывает двух видов – заряд протона – элементарной частицы, входящей в ядра

атомов, и заряд позитрона – частицы, эквивалентной электрону по всем физическим свойствам, кроме знака заряда.

Область применения: применяется при изучении вещества на молекулярном и ядерном уровнях.

§19. Модели электрического тока

1. Электрический ток как поток невесомой невидимой «жидкости»

О писание модели: электрический ток как поток заряда − невидимой невесомой среды, перетекающей по проводникам от положительного потенциала к отрицательному подобно течению жидкости в гравитационном поле Земли. Эта среда − «жидкость» − бывает двух видов: положительная и отрицательная. Эту среду можно делить на какие угодно малые части.

Область применения: применяется при решении задач электротехники. Например, для расчетов параметров линий электропередачи (ЛЭП), для построения электрических цепей электротехнических предприятий и бытовой техники и т.п.

2. Электрический ток как поток заряженных частиц

О писание модели: модель основана на модели строения атома. Нейтральный атом состоит из положительно заряженного ядра, сосредоточенного в центре атома, и отрицательно заряженных мельчайших частиц – электронов, которые вращаются вокруг ядра по различным орбитам. Атом может терять электроны, например при трении, при облучении вещества светом и т.д. Атом, потерявший электроны, называется ионом. Число отсутствующих в ионе электронов, по сравнению с нейтральным атомом, называется его валентностью. Масса электрона пренебрежимо мала по сравнению с массой ядра атома, поэтому масса иона практически равна массе нейтрального атома.

Электрический ток представляет собой поток заряженных частиц, причем формулы электротехники построены так, будто ток переносят положительные заряды, хотя наиболее употребимая модель соответствует тому, что ток в металлических проводниках переносят электроны.

Ток представляет собой поток конечного числа одинаковых элементарных зарядов, которые переносят на себе электроны (отрицательные заряды) и (или) ионы (положительные заряды). Заряд электрона невозможно разделить на более мелкие части. Положительный ион возникает, когда нейтральный атом теряет электроны и у него остается некомпенсированный положительный заряд, равный заряду электрона, помноженному на число потерянных электронов, т.е. на валентность. В некоторых случаях нейтральный атом может приобретать избыточные электроны, тогда ион будет отрицательным.

В металле ионы образуют жесткую решетку, а некоторые электроны обобщены и достаточно свободно перемещаются по объему металлического проводника.

Положительный заряд по современным представлениям бывает двух видов: заряд протона − элементарной частицы, входящей в ядра атомов, и заряд позитрона – частицы, эквивалентной электрону по всем физическим свойствам, кроме знака заряда.

Область применения: применяется при изучении вещества на молекулярном и ядерном уровнях.

Ольга Юрьевна Петрова, Татьяна Владимировна Смекалина,

Оксана Леонидовна Хабибулина

ПОВТОРЯЕМ ФИЗИКУ 10 КЛАСС

Учебное пособие

Научный редактор

доктор физико-математических наук,

профессор Ю.Ю. Крючков

Редактор Р.Д. Игнатова

Подписано к печати 26.02.2006.

Формат 60 х 84/16. Бумага офсетная.

Печать RISO. Усл. печ. л. 6,63. Уч.-изд. л. 6.

Тираж 100 экз. Заказ . Цена свободная.

Издательство ТПУ. 634050, Томск, пр. Ленина, 30.

1 Здесь и далее другие обозначения упоминаются в тех случаях, когда в разных вузовских учебниках для данной физической величины используются разные символы. Для перемещения во всех вузовских учебниках используется символ

2 В предыдущих изданиях здесь неверно

3 См. подробнее «Экспериментальные законы термодинамики», закон Бойля−Мариотта. Настоящее учебное пособие, стр. 61.

4 См. подробнее «Экспериментальные законы термодинамики», закон Гей−Люcсака. Настоящее учебное пособие, стр. 60

5 См. подробнее «Экспериментальные законы термодинамики», закон Шарля. Настоящее учебное пособие, стр. 59

6 В предыдущих изданиях здесь неверно.

7 В предыдущих изданиях здесь неверно

8 В первом печатном издании здесь неверно

9 В первом печатном издании здесь неверно

10 В первом печатном издании здесь неверно.

123