58. Охарактеризуйте структурные уровни организации материи.

Микромир — область предельно малых, непосредственно ненаблюдаемых материальных микрообъектов, пространственная размерность которых исчисляется в диапазоне от 10^-8 до 10^{-16 см, а время жизни — от бесконечности до 10-24} с. Сюда относятся поля, элементарные частицы, ядра, атомы и молекулы. Макромир — мир материальных объектов, соизмеримых по своим масштабам с человеком и его физическими параметрами. На этом уровне пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах, метрах и километрах, а время — в секундах, минутах, часах, днях и годах. В практической действительности макромир представлен макромолекулами, веществами в различных агрегатных состояниях, живыми организмами, человеком и продуктами его деятельности, т.е. макротелами. Мегамир — сфера огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в которой измеряется астрономическими единицами, световыми годами и парсеками, а время существования космических объектов — миллионами и миллиардами лет. К этому уровню материи относятся наиболее крупные материальные объекты: звезды, галактики и их скопления.

59. Что означают термины – потенциальная яма и потенциальный барьер?

Где используют взаимодействие заряженных частиц с электрическим полем?

Потенциальная яма – некоеуглубление, распределенное вдоль одной Пока единичный положительный заряд находится вблизи системы линейно расположенных зарядов на него действуют силы, возвращающие его АО внутреннюю область. Если заряженная отрицательно пылинка, находящаяся в «яме», попытается «выбраться наружу», то силы будут отталкивать ее внутрь. Если полная энергия такой частицы меньше энергии, достаточной для того, чтобы «подняться из ямы» то положительно заряженная частица, даже обладающая начальной скоростью «вылета» остановится и повернет обратно в яму. То есть она не сможет выйти и потенциальной ямы. Выйти из ямы может лишь та частица, которая обладает достаточно большой энергией (имела достаточно высокую начальную скорость).

Потенциальный барьер - некое возвышение, распределенное вдоль одной координаты. Его и называют барьером. Согласно наших обычных представлений, можно говорить о том, что всякая положительно заряженная частица, подходя к барьеру со стороны его широкой части сможет преодолеть его, если ей удастся «перепрыгнуть» через него. Если полная энергия такой частицы меньше энергии гребня потенциального барьера, то, если судить по расположению стрелок, характеризующих действие силы на пробный единичный положительный заряд, положительно заряженная частица остановится и повернет обратно. То есть она не сможет пройти сквозь барьер. Преодолеть барьер («перепрыгнуть» его) может лишь та частица, которая обладает достаточно большой энергией (движется выше гребня барьера).

Взаимодействие заряженных частиц с электрическим полем используют:

1. В электрогазоочистке, для выделения из газового (воздушного) потока твердых тел или жидких частиц.

Например, в электрофильтрах на пылинки запыленного газа предварительно за счет ионизации «наносят» отрицательный заряд. Во время движения в электростатическом поле вблизи положительно заряженного электрода отрицательно заряженные пылинки движутся к положительному электроду и оседают на нем. Осадительный электрод периодически встряхивается и осевшая пыль ссыпается в бункер, а затем удаляется.

2. Для электросепарации – разделения многокомпонентных частиц на составные части.

Например, в зерноочистительных машинах семена заряжаются и ориентируются вдоль силовых линий поля. Имея различную массу, семена при перемещении в электростатическом поле отклоняются (отрываются) в разных местах и «направляются» по различным ячейкам приемного бункера, поскольку степень перемещения их зависит от вида семян и их электрофизических свойств. Это позволяет из одной и той же партии семян выделить фракции с однородными качественными показателями.

3. Для электроокраски – нанесения твердых и жидких покрытий (красок) на изделия.

Например, в установках электростатической окраски вдуваемые пневматическим распылителем частицы краски заряжаются и превратившись в отрицательные ионы, движутся к положительно заряженным изделиям. Заряженные частицы попадают на изделие со всех сторон и равномерно плотным слоем краски окрашивают всю его поверхность.