Наночастицы
Современные исследования показывают, что вещество может иметь совершенно новые свойства, если взять очень маленькую частицу этого вещества. Частицы размерами от 1 до 1000 нанометров обычно называют наночастицами. В наномире изменяются многие механические, термодинамические, электрические, оптические характеристики вещества. Например, при уменьшении размеров частицы температура её плавления становится гораздо ниже, чем у образцов обычного размера. На рисунке 1 представлена зависимость температуры плавления наночастиц алюминия Tm от их радиуса R в ангстремах (1 Å = 10−10 м).
Рисунок 1
Причиной понижения температуры плавления у наночастиц является то, что атомы на поверхности всех кристаллов находятся в особых условиях, а доля таких «поверхностных» атомов у наночастиц становится очень большой.
На атомы внутри кристаллической решетки действуют силы со стороны всех окружающих атомов. Эти силы заставляют их находиться в узлах кристаллической решётки. На атомы, расположенные на поверхности кристаллов, действуют силы только со стороны кристалла.
В результате на поверхности кристаллов легче разрушается кристаллическая структура и образуется плёнка жидкости. Кстати, кристаллы льда не являются исключением. Поэтому лёд скользкий. Толщина жидкой плёнки на поверхности кристалла растёт с повышением температуры, так как более высокая энергия теплового движения молекул вырывает из кристаллической решётки больше поверхностных слоёв. Теоретические оценки и эксперименты показывают, что как только толщина жидкой плёнки на поверхности кристалла начинает превышать 1/10 размеров кристалла, кристаллическая решётка разрушается, и частица становится жидкой.
Размеры современных элементов электронных микросхем находятся в нанодиапазоне. Из-за «легкоплавкости» нанообъектов допустимый температурный режим работы современных и будущих микросхем
1) расширяется в область высоких температур
2) расширяется в область низких температур
3) ограничивается со стороны области высоких температур
4) ограничивается со стороны области низких температур
Конец формы
Начало формы
Согласно рисунку у частиц алюминия радиусом 50 Å, по сравнению с образцами обычного размера, температура плавления
1) понижается примерно на 50 °С
2) повышается примерно на 50 °С
3) понижается примерно на 100 °С
4) повышается примерно на 100 °С
Конец формы
Начало формы
Кристаллы обычного льда на ощупь скользкие. Это объясняется
1) отсутствием сил трения на поверхности льда
2) малыми размерами кристаллов льда
3) наличием примесей в структуре кристаллов
4) образованием плёнки жидкости на поверхности кристалла
Электромагнитные явления Огни святого Эльма
Перед грозой или во время её нередко на остриях и острых углах высоко поднятых предметов вспыхивают похожие на кисточки конусы света. Этот медленный и мирно совершающийся разряд называют с давних времён огнями святого Эльма.
Ещё у Тита Ливия можно прочитать, что когда флот Лизандра выходил из порта для того, чтобы напасть на афинян, на мачтах афинянской галеры зажигались огни. Древние считали появление огней Эльма хорошим предзнаменованием.
Особенно часто свидетелями этого явления становятся альпинисты. Иногда даже не только металлические предметы, но и кончики волос на голове украшаются маленькими святящимися струйками. Если поднять руку, то по характерному жжению чувствуется, как из пальцев истекает электрический ток.
Огни святого Эльма не что иное, как форма коронного газового разряда, наблюдаемого в природе и легко получаемого в лаборатории. Заряженное грозовое облако индуцирует на поверхности Земли заряды противоположного знака. Особенно большой заряд скапливается на остриях. Вокруг этого заряда существует неоднородное электростатическое поле, характеристикой которого является векторная физическая величина, называемая напряжённостью. Модуль напряжённости Е равен отношению модуля силы, действующей на заряд q, внесённый в данную точку поля, к модулю этому заряду: Е=Fq. Когда напряжённость электрического поля достигнет критического значения 3�106 Н/Кл, начинается разряд. Благодаря ионизации молекул газов, входящих в состав воздуха, около острия образуется большое количество свободных электронов. Эти электроны ускоряются полем и, сталкиваясь с молекулами и атомами газов, разрушают их. Число электронов и ионов лавинообразно растёт, и воздух начинает светиться.
Огни святого Эльма – это
1) искровой газовый разряд
2) коронный газовый разряд
3) медленная молния
4) ток в металлическом проводнике
Конец формы
Начало формы
Огни Святого Эльма возникают на верхушках заостренных предметов (маяках, мачтах кораблей). В какое время они возникают: перед грозой или после неё? Ответ поясните.
Конец формы
Начало формы
Огни святого Эльма возникают при наличии
А. заострений у предметов
Б. сильного электрического поля
Правильный ответ
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б