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ivanov666
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Файл:Физика электричество и магнетизм. Ч. 2. Лабораторный практикум
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ȼ ɩɨɫɬɚɧɨɜɤɟ ɞɚɧɧɨɣ ɥɚɛɨɪɚɬɨɪɧɨɣ ɪɚɛɨɬɵ ɢɫɩɨɥɶɡɭɟɬɫɹ ɬɨɬ
ɮɚɤɬ, ɱɬɨ ɭɪɚɜɧɟɧɢɹ, ɨɩɢɫɵɜɚɸɳɢɟ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɟ ɩɨɥɟ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɝɨ ɬɨɤɚ ɜ ɩɪɨɜɨɞɹɳɟɣ ɫɪɟɞɟ, ɮɨɪɦɚɥɶɧɨ ɚɧɚɥɨɝɢɱɧɵ ɭɪɚɜɧɟɧɢɹɦ
ɷɥɟɤɬɪɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ ɧɟɩɨɞɜɢɠɧɵɯ ɡɚɪɹɞɨɜ ɜ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚɯ,
V
ɨɬɥɢɱɚɹɫɶ ɨɬ ɧɢɯ ɥɢɲɶ ɡɚɦɟɧɨɣ ɭɞɟɥɶɧɨɣ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ
H
ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɭɸ ɩɪɨɧɢɰɚɟɦɨɫɬɶ
.
ɧɚ ɞɢ-
Ʉɨɧɬɪɨɥɶɧɵɟ ɜɨɩɪɨɫɵ
1. ɗɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɣ ɡɚɪɹɞ ɢ ɟɝɨ ɫɜɨɣɫɬɜɚ. Ʉɚɤɢɦ ɨɛɪɚɡɨɦ ɦɨɠɧɨ ɨɛ-
ɧɚɪɭɠɢɬɶ ɫɭɳɟɫɬɜɨɜɚɧɢɟ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɯ ɩɨɥɟɣ?
2. ɉɪɟɞɫɬɚɜɥɟɧɢɟ ɨ ɬɨɱɟɱɧɨɦ ɡɚɪɹɞɟ. Ɂɚɤɨɧ Ʉɭɥɨɧɚ.
3. ɇɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɶ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ. ɇɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɶ ɩɨɥɹ ɬɨ-
ɱɟɱɧɨɝɨ ɡɚɪɹɞɚ.
4. ɉɪɢɧɰɢɩ ɫɭɩɟɪɩɨɡɢɰɢɢ ɞɥɹ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɢ.
5. Ʌɢɧɟɣɧɚɹ, ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɧɚɹ ɢ ɨɛɴɟɦɧɚɹ ɩɥɨɬɧɨɫɬɶ ɡɚɪɹɞɨɜ.
6. Ɇɟɬɨɞɢɤɚ ɪɟɲɟɧɢɹ ɡɚɞɚɱ ɫ ɢɫɩɨɥɶɡɨɜɚɧɢɟɦ ɩɪɢɧɰɢɩɚ ɫɭɩɟɪɩɨ-
ɡɢɰɢɢ ɢ ɟɟ ɩɪɢɦɟɧɟɧɢɟ ɞɥɹ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɢɹ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɢ ɷɥɟɤɬɪɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ, ɫɨɡɞɚɧɧɨɝɨ ɪɚɜɧɨɦɟɪɧɨ ɡɚɪɹɠɟɧɧɵɦ ɬɟɥɨɦ.
7. ɉɨɧɹɬɢɟ ɨ ɩɨɬɨɤɟ ɜɟɤɬɨɪɚ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɢ (ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨ-
ɥɹ). Ɍɟɨɪɟɦɚ Ƚɚɭɫɫɚ ɞɥɹ ɷɥɟɤɬɪɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ.
8. I ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ Ɇɚɤɫɜɟɥɥɚ ɞɥɹ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɝɨ (ɫɬɚɰɢɨɧɚɪɧɨɝɨ) ɷɥɟɤ-
ɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ ɜ ɜɚɤɭɭɦɟ. ȿɝɨ ɮɢɡɢɱɟɫɤɢɣ ɫɦɵɫɥ.
9. Ɇɟɬɨɞɢɤɚ ɪɟɲɟɧɢɹ ɡɚɞɚɱ ɫ ɢɫɩɨɥɶɡɨɜɚɧɢɟɦ ɬɟɨɪɟɦɵ Ƚɚɭɫɫɚ
ɢ ɟɟ ɩɪɢɦɟɧɟɧɢɟ ɞɥɹ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɢɹ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɢ ɩɨɥɹ, ɫɨɡɞɚɧɧɨɝɨ
ɪɚɜɧɨɦɟɪɧɨ ɡɚɪɹɠɟɧɧɵɦ ɬɟɥɨɦ.
10. ɉɨɬɟɧɰɢɚɥ ɷɥɟɤɬɪɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ. ɉɪɢɧɰɢɩ ɫɭɩɟɪɩɨɡɢɰɢɢ
ɞɥɹ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥɚ. ɉɨɬɟɧɰɢɚɥɶɧɨɫɬɶ ɫɬɚɰɢɨɧɚɪɧɵɯ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɯ ɩɨɥɟɣ.
11. II ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ Ɇɚɤɫɜɟɥɥɚ ɞɥɹ ɷɥɟɤɬɪɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ. ȿɝɨ
ɮɢɡɢɱɟɫɤɢɣ ɫɦɵɫɥ.
12. ɋɜɹɡɶ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥɚ ɫ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɶɸ ɩɨɥɹ.
13. Ƚɪɚɮɢɱɟɫɤɨɟ ɢɡɨɛɪɚɠɟɧɢɟ ɷɥɟɤɬɪɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɢɯ ɩɨɥɟɣ. ɋɢɥɨɜɵɟ ɥɢɧɢɢ. ɗɤɜɢɩɨɬɟɧɰɢɚɥɶɧɵɟ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ.
14. ȼɡɚɢɦɧɚɹ ɨɪɢɟɧɬɚɰɢɹ ɫɢɥɨɜɵɯ ɥɢɧɢɣ ɢ ɷɤɜɢɩɨɬɟɧɰɢɚɥɶɧɵɯ
ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɟɣ.
21
Ɍɟɦɚ. ɉɊɈȼɈȾɇɂɄɂ ɂ ȾɂɗɅȿɄɌɊɂɄɂ
ȿ
F
ȿ
ȼ ɗɅȿɄɌɊɂɑȿɋɄɈɆ ɉɈɅȿ
Ʌɚɛɨɪɚɬɨɪɧɚɹ ɪɚɛɨɬɚ ɗ.2
Ɉɩɪɟɞɟɥɟɧɢɟ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɯ
ɩɪɨɧɢɰɚɟɦɨɫɬɟɣ ɪɚɡɥɢɱɧɵɯ ɜɟɳɟɫɬɜ
2.1. ɐɟɥɶ ɪɚɛɨɬɵ
Ɋɚɫɫɱɢɬɚɬɶ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɟ ɩɪɨɧɢɰɚɟɦɨɫɬɢ, ɢɫɩɨɥɶɡɭɹ ɤɨɫɜɟɧɧɵɟ ɢɡɦɟɪɟɧɢɹ ɷɥɟɤɬɪɨɟɦɤɨɫɬɟɣ ɤɨɧɞɟɧɫɚɬɨɪɚ ɫ ɜɨɡɞɭɯɨɦ ɦɟɠɞɭ
ɩɥɚɫɬɢɧɚɦɢ ɢ ɤɨɧɞɟɧɫɚɬɨɪɨɜ, ɡɚɩɨɥɧɟɧɧɵɯ ɪɚɡɥɢɱɧɵɦɢ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚɦɢ.
2.2. Ɍɟɨɪɟɬɢɱɟɫɤɨɟ ɜɜɟɞɟɧɢɟ
ɉɪɨɜɨɞɧɢɤɢ
ȼɫɟ ɜɟɳɟɫɬɜɚ ɩɨ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɦ ɫɜɨɣɫɬɜɚɦ ɭɫɥɨɜɧɨ ɦɨɠɧɨ ɪɚɡɞɟɥɢɬɶ ɧɚ ɞɜɚ ɤɥɚɫɫɚ –
Ƚɥɚɜɧɚɹ ɨɫɨɛɟɧɧɨɫɬɶ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜ – ɧɚɥɢɱɢɟ ɜ ɢɯ ɫɬɪɭɤɬɭɪɟ ɫɜɨɛɨɞɧɵɯ ɡɚɪɹɞɨɜ.
ȼɫɟ ɦɟɬɚɥɥɵ ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚɦɢ, ɬɚɤ ɤɚɤ ɫɨɞɟɪɠɚɬ ɛɨɥɶɲɨɟ
ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɨ ɫɜɨɛɨɞɧɵɯ (ɧɟ ɫɜɹɡɚɧɧɵɯ ɫ ɹɞɪɨɦ ɚɬɨɦɚ) ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ
(ɜ 1 ɫɦ
3
ɩɨɪɹɞɤɚ 10
(ɜɧɟɲɧɢɟ) ɷɥɟɤɬɪɨɧɵ ɚɬɨɦɨɜ, ɤɭɥɨɧɨɜɫɤɨɟ ɩɪɢɬɹɠɟɧɢɟ ɤɨɬɨɪɵɯ
ɤ ɹɞɪɭ ɷɤɪɚɧɢɪɨɜɚɧɨ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚɦɢ ɝɥɭɛɢɧɧɵɯ ɨɛɨɥɨɱɟɤ ɚɬɨɦɚ.
ȿɫɥɢ ɧɟɡɚɪɹɠɟɧɧɵɣ ɦɟɬɚɥɥɢɱɟɫɤɢɣ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤ ɩɨɦɟɫɬɢɬɶ ɜ ɨɞɧɨɪɨɞɧɨɟ ɷɥɟɤɬɪɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɟ ɩɨɥɟ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɶɸ
GG
ɜɢɟɦ ɫɢɥɵ
ɬɪɨɧɵ ɜɧɭɬɪɢ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɛɭɞɭɬ ɩɟɪɟɦɟɳɚɬɶɫɹ ɜ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɢ, ɩɪɨɬɢɜɨɩɨɥɨɠɧɨɦ ɜɟɤɬɨɪɭ
ɜ ɨɛɥɚɫɬɢ, ɨɬɤɭɞɚ ɭɲɥɢ ɷɥɟɤɬɪɨɧɵ (ɨɬɪɢɰɚɬɟɥɶɧɵɟ ɡɚɪɹɞɵ), ɨɫɬɚɧɭɬ-
ɫɹ ɧɟ ɫɤɨɦɩɟɧɫɢɪɨɜɚɧɧɵɟ ɩɨɥɨɠɢɬɟɥɶɧɵɟ ɡɚɪɹɞɵ.
ȼɨɡɧɢɤɲɢɟ ɧɚ ɩɪɨɬɢɜɨɩɨɥɨɠɧɵɯ ɤɨɧɰɚɯ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɡɚɪɹɞɵ ɧɚɡɵɜɚɸɬɫɹ
ɢɧɞɭɰɢɪɨɜɚɧɧɵɦɢ (ɧɚɜɟɞɟɧɧɵɦɢ) ɢ ɨɧɢ ɪɚɫɩɨɥɚɝɚɸɬɫɹ
ɧɚ ɜɧɟɲɧɟɣ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ.
ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɢ ɢ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɢ.
23
ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ). ɋɜɨɛɨɞɧɵɦɢ ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɜɚɥɟɧɬɧɵɟ
G
, ɬɨ ɩɨɞ ɞɟɣɫɬ-
0
eE
(ɟ – ɦɨɞɭɥɶ ɡɚɪɹɞɚ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚ) ɫɜɨɛɨɞɧɵɟ ɷɥɟɤ-
0
G
ɤ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ. ɉɪɢ ɷɬɨɦ
0
22
ȿ
G
ȿ
ȿ
ȿ
ȿ
ɂɧɞɭɰɢɪɨɜɚɧɧɵɟ ɡɚɪɹɞɵ ɫɨɡɞɚɸɬ ɜɧɭɬɪɢ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɩɨɥɟ
ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɧɨɟ ɧɚɜɫɬɪɟɱɭ ɜɟɤɬɨɪɭ
ɧɨɜ ɛɭɞɟɬ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬɶ ɞɨ ɬɟɯ ɩɨɪ (ɦɝɧɨɜɟɧɧɨ), ɩɨɤɚ ɩɨɥɟ
ɧɟ ɫɤɨɦɩɟɧɫɢɪɭɟɬ ɜɧɟɲɧɟɟ ɩɨɥɟ
G
. Ⱦɜɢɠɟɧɢɟ ɫɜɨɛɨɞɧɵɯ ɷɥɟɤɬɪɨ-
0
G
. ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɢɧɞɭɰɢɪɨɜɚɧɧɵɟ ɡɚ-
0
G
ɪɹɞɵ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɩɪɢɞɭɬ ɜ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɟ, ɚ ɫɭɦɦɚɪɧɨɟ ɩɨɥɟ
c
G
ɜɧɭɬɪɢ
ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɫɬɚɧɟɬ ɪɚɜɧɵɦ ɧɭɥɸ:
GG G
c
0ȿȿ ȿ
0
. (2.1)
ɗɬɚ ɨɫɨɛɟɧɧɨɫɬɶ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜ ɢɫɩɨɥɶɡɭɟɬɫɹ ɜ ɬɟɯɧɢɤɟ ɞɥɹ ɷɥɟɤɬɪɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɣ ɡɚɳɢɬɵ ɩɪɢɛɨɪɨɜ (ɢɦɟɸɳɢɯ ɦɟɬɚɥɥɢɱɟɫɤɢɣ ɤɨɠɭɯ)
ɨɬ ɜɥɢɹɧɢɹ ɜɧɟɲɧɢɯ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɯ ɩɨɥɟɣ.
Ɍɚɤ ɤɚɤ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɶ ɢ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥ ɫɜɹɡɚɧɵ ɫɨɨɬɧɨɲɟɧɢɟɦ (1.19):
G
d
M
E
, (2.2)
G
dr
ɢɡ (2.1) ɫɥɟɞɭɟɬ, ɱɬɨ
,
c
ddrM
,
0
G
ɚ ɡɧɚɱɢɬ, ɩɪɢ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɢ ɡɚɪɹɞɨɜ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥ ɜɧɭɬɪɢ ɢ ɧɚ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ
ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɩɨɫɬɨɹɧɟɧ:
constM
.
Ɍɚɤɢɦ ɨɛɪɚɡɨɦ, ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɶ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɜ ɷɥɟɤɬɪɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɦ
ɩɨɥɟ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɷɤɜɢɩɨɬɟɧɰɢɚɥɶɧɨɣ ɢ ɜ ɤɚɠɞɨɣ ɬɨɱɤɟ ɷɬɨɣ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɜɟɤɬɨɪ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɢ ɩɟɪɩɟɧɞɢɤɭɥɹɪɟɧ ɤ ɧɟɣ.
ɗɥɟɤɬɪɨɟɦɤɨɫɬɶ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜ
ɉɪɢ ɫɨɨɛɳɟɧɢɢ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɭ ɧɟɤɨɬɨɪɨɝɨ ɡɚɪɹɞɚ q ɟɝɨ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥ M
ɛɭɞɟɬ ɩɪɨɩɨɪɰɢɨɧɚɥɟɧ ɡɚɪɹɞɭ, ɱɬɨ ɦɨɠɧɨ ɡɚɩɢɫɚɬɶ ɬɚɤ:
qC M
.
Ʉɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɩɪɨɩɨɪɰɢɨɧɚɥɶɧɨɫɬɢ ɋ ɧɚɡɵɜɚɸɬ ɷɥɟɤɬɪɨɟɦɤɨɫɬɶɸ
ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ:
ɋ
q
(2.3)
.
M
23
ɗɥɟɤɬɪɨɟɦɤɨɫɬɶ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɱɢɫɥɟɧɧɨ ɪɚɜɧɚ ɨɬɧɨɲɟɧɢɸ ɡɚɪɹɞɚ
@
ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɤ ɟɝɨ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥɭ. Ɉɩɪɟɞɟɥɟɧɢɟ (2.3) ɦɨɠɧɨ ɮɨɪɦɭɥɢɪɨɜɚɬɶ ɢ ɬɚɤ: ɷɥɟɤɬɪɨɟɦɤɨɫɬɶ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɱɢɫɥɟɧɧɨ ɪɚɜɧɚ ɡɚɪɹɞɭ, ɫɨɨɛɳɟɧɢɟ ɤɨɬɨɪɨɝɨ ɩɨɜɵɲɚɟɬ ɟɝɨ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥ ɧɚ 1 ȼ.
ɗɥɟɤɬɪɨɟɦɤɨɫɬɶ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɟɝɨ ɪɚɡɦɟɪɚɦɢ, ɝɟɨɦɟɬɪɢɱɟɫɤɨɣ ɮɨɪɦɨɣ ɢ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɦɢ ɫɜɨɣɫɬɜɚɦɢ ɫɪɟɞɵ, ɨɤɪɭɠɚɸɳɟɣ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤ, ɬ.ɟ. ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɣ ɩɪɨɧɢɰɚɟɦɨɫɬɢ.
ȿɞɢɧɢɰɚ
ɇɚ ɩɪɚɤɬɢɤɟ ɢɫɩɨɥɶɡɭɸɬɫɹ: ɦɢɤɪɨɮɚɪɚɞ – 1 ɦɤɎ = 10
ɪɚɞ – 1 ɧɎ = 10
ɢɡɦɟɪɟɧɢɹ ɷɥɟɤɬɪɨɟɦɤɨɫɬɢ ɜ ɋɂ – ɮɚɪɚɞ:
–9
Ɏ; ɩɢɤɨɮɚɪɚɞ – 1 ɩɎ = 10
–12
Ɏ.
Ɏ
= Ʉɥ/ȼ.
>
–6
Ɏ; ɧɚɧɨɮɚ-
ɗɥɟɤɬɪɨɟɦɤɨɫɬɶ ɭɟɞɢɧɟɧɧɨɝɨ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɧɟɜɟɥɢɤɚ. ɍɫɬɪɨɣɫɬɜɚ,
ɤɨɬɨɪɵɟ ɩɪɢ ɧɟɛɨɥɶɲɨɦ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥɟ ɧɚɤɚɩɥɢɜɚɸɬ ɛɨɥɶɲɢɟ ɩɨ ɜɟɥɢɱɢɧɟ ɡɚɪɹɞɵ, ɧɚɡɵɜɚɸɬɫɹ
ɤɨɧɞɟɧɫɚɬɨɪɚɦɢ.
Ʉɨɧɞɟɧɫɚɬɨɪ ɨɛɪɚɡɭɸɬ ɞɜɚ ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ, ɪɚɫɩɨɥɨɠɟɧɧɵɟ ɞɨɫɬɚɬɨɱɧɨ
ɛɥɢɡɤɨ ɞɪɭɝ ɤ ɞɪɭɝɭ. ɗɥɟɤɬɪɨɟɦɤɨɫɬɶɸ ɤɨɧɞɟɧɫɚɬɨɪɚ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɜɟɥɢɱɢɧɚ, ɱɢɫɥɟɧɧɨ ɪɚɜɧɚɹ ɨɬɧɨɲɟɧɢɸ ɡɚɪɹɞɚ ɧɚ ɨɞɧɨɣ ɢɡ ɨɛɤɥɚɞɨɤ ɤɨɧɞɟɧ-
ɫɚɬɨɪɚ ɤ ɪɚɡɧɨɫɬɢ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥɨɜ
ɋ
()MM
12
MM
12
ɦɟɠɞɭ ɟɝɨ ɨɛɤɥɚɞɤɚɦɢ:
q
. (2.4)
Ɋɚɡɧɨɫɬɶ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥɨɜ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɟɦ, ɨɛɨɡɧɚɱɚɟɬɫɹ U ɢ
ɦɨɠɟɬ ɛɵɬɶ ɢɡɦɟɪɟɧɚ ɜɨɥɶɬɦɟɬɪɨɦ:
U M M
.
12
ɗɥɟɤɬɪɨɟɦɤɨɫɬɶ ɤɨɧɞɟɧɫɚɬɨɪɚ ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɟɝɨ ɝɟɨɦɟɬɪɢɱɟɫɤɢɯ ɪɚɡɦɟɪɨɜ, ɮɨɪɦɵ ɢ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɯ ɫɜɨɣɫɬɜ ɫɪɟɞɵ, ɧɚɯɨɞɹɳɟɣɫɹ ɦɟɠɞɭ
ɩɥɚɫɬɢɧɚɦɢ ɤɨɧɞɟɧɫɚɬɨɪɚ.
Ʉɨɧɞɟɧɫɚɬɨɪɚɦ ɩɪɢɞɚɸɬ ɬɚɤɭɸ ɮɨɪɦɭ (ɫɮɟɪɢɱɟɫɤɢɟ, ɰɢɥɢɧɞɪɢɱɟɫɤɢɟ, ɩɥɨɫɤɢɟ), ɱɬɨɛɵ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɟ ɩɨɥɟ, ɫɨɡɞɚɜɚɟɦɨɟ ɧɚɤɚɩɥɢɜɚɟɦɵɦɢ ɧɚ ɢɯ ɩɥɚɫɬɢɧɚɯ ɡɚɪɹɞɚɦɢ, ɛɵɥɨ ɫɨɫɪɟɞɨɬɨɱɟɧɨ ɦɟɠɞɭ ɨɛɤɥɚɞɤɚɦɢ (ɜɧɭɬɪɢ ɤɨɧɞɟɧɫɚɬɨɪɚ). ȼ ɪɚɛɨɬɟ ɢɫɩɨɥɶɡɭɸɬɫɹ ɩɥɨɫɤɢɟ ɤɨɧɞɟɧɫɚɬɨɪɵ (ɪɢɫ. 2.1).
Ɋɢɫ. 2.1
24
ɉɥɨɫɤɢɣ ɤɨɧɞɟɧɫɚɬɨɪ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧ ɞɜɭɦɹ ɩɚɪɚɥɥɟɥɶɧɵɦɢ ɦɟɬɚɥɥɢ-
ɪ
ɱɟɫɤɢɦɢ ɩɥɚɫɬɢɧɚɦɢ ɩɥɨɳɚɞɶɸ S, ɪɚɫɩɨɥɨɠɟɧɧɵɦɢ ɧɚ ɪɚɫɫɬɨɹɧɢɢ d
ɞɪɭɝ ɨɬ ɞɪɭɝɚ. Ʌɢɧɟɣɧɵɟ ɪɚɡɦɟɪɵ L ɩɥɚɫɬɢɧ ɦɧɨɝɨ ɛɨɥɶɲɟ ɪɚɫɫɬɨɹɧɢɹ d
ɦɟɠɞɭ ɧɢɦɢ (d0 << L), ɩɪɢ ɷɬɨɦ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɟ ɩɨɥɟ ɜɧɭɬɪɢ
0
ɤɨɧɞɟɧɫɚɬɨɪɚ ɨɞɧɨɪɨɞɧɨ, ɚ ɢɫɤɚɠɟɧɢɹɦɢ ɩɨɥɹ ɭ ɤɪɚɟɜ ɦɨɠɧɨ ɩɪɟɧɟɛɪɟɱɶ. ɗɥɟɤɬɪɨɟɦɤɨɫɬɶ ɩɥɨɫɤɨɝɨ ɤɨɧɞɟɧɫɚɬɨɪɚ, ɦɟɠɞɭ ɩɥɚɫɬɢɧɚɦɢ
ɤɨɬɨɪɨɝɨ ɜɨɡɞɭɯ, ɪɚɜɧɚ
S
H
0
ɋ
. (2.5)
d
0
Ⱦɢɷɥɟɤɬɪɢɤɢ
Ⱦɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚɦɢ ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɜɟɳɟɫɬɜɚ, ɤɨɬɨɪɵɟ ɧɟ ɩɪɨɜɨɞɹɬ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɣ ɬɨɤ, ɬɚɤ ɤɚɤ ɧɟ ɫɨɞɟɪɠɚɬ ɫɜɨɛɨɞɧɵɯ ɡɚɪɹɞɨɜ. ȼɫɟ ɷɥɟɤɬɪɨɧɵ ɜ
ɚɬɨɦɚɯ (ɦɨɥɟɤɭɥɚɯ) ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɨɜ ɫɜɹɡɚɧɵ ɤɭɥɨɧɨɜɫɤɨɣ ɫɢɥɨɣ ɫ
ɚɬɨɦɧɵɦɢ ɹɞɪɚɦɢ. Ⱥɬɨɦɵ ɢ ɦɨɥɟɤɭɥɵ ɜ ɫɬɪɭɤɬɭɪɟ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚ ɫɨɞɟɪɠɚɬ ɪɚɜɧɵɟ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɚ ɩɨɥɨɠɢɬɟɥɶɧɵɯ (ɩɪɨɬɨɧɨɜ) ɢ ɨɬɪɢɰɚɬɟɥɶɧɵɯ (ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ) ɡɚɪɹɞɨɜ ɢ ɜ ɰɟɥɨɦ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢ ɧɟɣɬɪɚɥɶɧɵ.
Ⱦɥɹ
ɨɩɢɫɚɧɢɹ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɯ ɫɜɨɣɫɬɜ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɨɜ ɢɫɩɨɥɶɡɭɸɬ ɦɨɞɟɥɶ,
ɤɨɬɨɪɚɹ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɦ ɞɢɩɨɥɟɦ (ɪɢɫ. 2.2).
0
Ɋɢɫ 2.2
Ⱦɢɩɨɥɶ – ɷɬɨ ɫɢɫɬɟɦɚ ɞɜɭɯ ɬɨɱɟɱɧɵɯ ɪɚɡɧɨɢɦɟɧɧɵɯ ɡɚɪɹɞɨɜ ɨɞɢ-
ɧɚɤɨɜɨɣ ɜɟɥɢɱɢɧɵ (q ɢ +q), ɧɚɯɨɞɹɳɢɯɫɹ ɧɚ ɪɚɫɫɬɨɹɧɢɢ l ɞɪɭɝ ɨɬ
ɞɪɭɝɚ. Ⱦɢɩɨɥɶ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɡɭɟɬɫɹ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɦ ɞɢɩɨɥɶɧɵɦ ɦɨɦɟɧɬɨɦ,
ɤɨɬɨɪɵɣ ɪɚɜɟɧ
G
G
ɪ ql
ɝɞɟ ll G – ɩɥɟɱɨ ɞɢɩɨɥɹ; ɜɟɤɬɨɪɚ lG ɢ
, (2.6)
ɟ
G
ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɵ ɨɬ ɨɬɪɢɰɚ-
ɟ
ɬɟɥɶɧɨɝɨ ɡɚɪɹɞɚ ɤ ɩɨɥɨɠɢɬɟɥɶɧɨɦɭ.
ȼ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɢ ɨɬ ɫɬɪɨɟɧɢɹ ɚɬɨɦɨɜ (ɦɨɥɟɤɭɥ) ɜɫɟ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɢ
ɦɨɠɧɨ ɪɚɡɞɟɥɢɬɶ ɧɚ ɞɜɟ ɝɪɭɩɩɵ:
25
1. ɇɟɩɨɥɹɪɧɵɟ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɢ (N2, H2, CO ɢ ɬ.ɞ.), ɦɨɥɟɤɭɥɵ (ɢɥɢ
ȿ
ȿ
F
ɚɬɨɦɵ) ɤɨɬɨɪɵɯ ɢɦɟɸɬ ɫɮɟɪɢɱɟɫɤɢ-ɫɢɦɦɟɬɪɢɱɧɨɟ ɫɬɪɨɟɧɢɟ, ɩɪɢ ɤɨɬɨɪɨɦ «ɰɟɧɬɪɵ ɬɹɠɟɫɬɢ» ɩɨɥɨɠɢɬɟɥɶɧɵɯ ɢ ɨɬɪɢɰɚɬɟɥɶɧɵɯ ɡɚɪɹɞɨɜ
ɫɨɜɩɚɞɚɸɬ (ɪɢɫ. 2.3,
ɚ).
Ɋɢɫ. 2.3
2. ɉɨɥɹɪɧɵɟ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɢ (H20, NH3, SO2, ɢ ɬ.ɞ.) ɫɨɫɬɚɜɥɹɸɬ ɜɟ-
ɳɟɫɬɜɚ, ɦɨɥɟɤɭɥɵ (ɢɥɢ ɚɬɨɦɵ) ɤɨɬɨɪɵɯ ɢɦɟɸɬ ɚɫɢɦɦɟɬɪɢɱɧɨɟ
ɫɬɪɨɟɧɢɟ, ɬ.ɟ. ɰɟɧɬɪɵ «ɬɹɠɟɫɬɢ» ɩɨɥɨɠɢɬɟɥɶɧɵɯ ɢ ɨɬɪɢɰɚɬɟɥɶɧɵɯ
ɡɚɪɹɞɨɜ ɧɟ ɫɨɜɩɚɞɚɸɬ. ɇɚ ɪɢɫ. 2.3,
ɠɟɫɬɢ ɩɨɥɨɠɢɬɟɥɶɧɵɯ ɢ ɨɬɪɢɰɚɬɟɥɶɧɵɯ ɡɚɪɹɞɨɜ ɪɚɜɧɨ
ȼ ɨɬɫɭɬɫɬɜɢɢ ɜɧɟɲɧɟɝɨ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ ɦɨɥɟɤɭɥɵ ɧɟɩɨɥɹɪ-
ɧɵɯ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɨɜ ɧɟ ɨɛɥɚɞɚɸɬ ɞɢɩɨɥɶɧɵɦ ɦɨɦɟɧɬɨɦ (0
ɛ ɪɚɫɫɬɨɹɧɢɟ ɦɟɠɞɭ ɰɟɧɬɪɚɦɢ ɬɹ-
l.
G
ɪ
), ɚ ɦɨ-
ɟ
ɥɟɤɭɥɵ ɩɨɥɹɪɧɵɯ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɨɜ ɨɛɥɚɞɚɸɬ ɨɬɥɢɱɧɵɦ ɨɬ ɧɭɥɹ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɦ ɞɢɩɨɥɶɧɵɦ ɦɨɦɟɧɬɨɦ.
ɉɨɞ ɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɫɢɥ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ (
EqFGG
) ɫɜɹɡɚɧɧɵɟ ɡɚɪɹɞɵ
ɧɟɩɨɥɹɪɧɵɯ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɨɜ ɦɨɝɭɬ ɥɢɲɶ ɧɟɦɧɨɝɨ ɫɦɟɳɚɬɶɫɹ ɢɡ ɫɜɨɢɯ ɩɨɥɨɠɟɧɢɣ ɪɚɜɧɨɜɟɫɢɹ (ɤɚɤ ɧɚ ɪɢɫ. 2.3,
ɞɢɩɨɥɶɧɵɣ ɦɨɦɟɧɬ:
¦
i
ɍ ɩɨɥɹɪɧɵɯ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɨɜ ɞɢɩɨɥɶɧɵɟ ɦɨɦɟɧɬɵ ɨɬɞɟɥɶɧɵɯ ɦɨɥɟɤɭɥ
ɜ ɨɬɫɭɬɫɬɜɢɢ ɜɧɟɲɧɟɝɨ ɩɨɥɹ (
ɛ) ɢ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤ ɩɪɢɨɛɪɟɬɚɟɬ ɫɭɦɦɚɪɧɵɣ
G
, ɬ.ɟ. ɩɨɥɹɪɢɡɭɟɬɫɹ.
0
ɪ !
ɟi
G
= 0) ɜɫɥɟɞɫɬɜɢɟ ɬɟɩɥɨɜɨɝɨ ɞɜɢɠɟɧɢɹ
0
ɜ ɤɚɠɞɵɣ ɦɨɦɟɧɬ ɜɪɟɦɟɧɢ ɨɪɢɟɧɬɢɪɨɜɚɧɵ ɜ ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɟ ɯɚɨɬɢɱɟɫɤɢ ɢ
ɩɨɷɬɨɦɭ ɜɟɤɬɨɪɧɚɹ ɫɭɦɦɚ ɜɫɟɯ ɞɢɩɨɥɶɧɵɯ ɦɨɦɟɧɬɨɜ ɛɥɢɡɤɚ ɤ ɧɭɥɸ:
¦
i
G
ɪ
ɟi
.
0
ȿɫɥɢ ɩɨɥɹɪɧɵɣ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤ ɩɨɦɟɫɬɢɬɶ ɜ ɨɞɧɨɪɨɞɧɨɟ ɷɥɟɤɬɪɢ-
ɱɟɫɤɨɟ ɩɨɥɟ
G
ɫɢɥ
26
(ɪɢɫ. 2.4).
G
, ɬɨ ɧɚ ɤɚɠɞɭɸ ɟɝɨ ɦɨɥɟɤɭɥɭ ɛɭɞɟɬ ɞɟɣɫɬɜɨɜɚɬɶ ɩɚɪɚ
0
F
M
Ɋɢɫ. 2.4
ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɜɨɡɧɢɤɚɟɬ ɜɪɚɳɚɬɟɥɶɧɵɣ ɦɨɦɟɧɬ ɫɢɥ, ɜɟɥɢɱɢɧɚ ɤɨɬɨɪɨ-
ɝɨ ɪɚɜɧɚ
2sinsin
Ɇ Fd qE l p E D D,
00
ɟ
ɝɞɟ
qE
;
0
l
sin
d D
– ɩɥɟɱɨ ɫɢɥɵ;
2
qlpe – ɦɨɞɭɥɶ ɞɢɩɨɥɶɧɨɝɨ ɦɨɦɟɧɬɚ.
ȼ ɜɟɤɬɨɪɧɨɦ ɜɢɞɟ ɜɪɚɳɚɬɟɥɶɧɵɣ ɦɨɦɟɧɬ, ɞɟɣɫɬɜɭɸɳɢɣ ɧɚ ɞɢ-
ɩɨɥɶ, ɡɚɩɢɲɟɬɫɹ ɬɚɤ:
GG
G
ªº
pE
u
¬¼
ɗɬɨɬ ɜɪɚɳɚɬɟɥɶɧɵɣ ɦɨɦɟɧɬ ɫɬɪɟɦɢɬɫɹ ɩɨɜɟɪɧɭɬɶ ɞɢɩɨɥɶ ɢ ɨɪɢɟɧɬɢɪɨɜɚɬɶ ɟɝɨ ɜɞɨɥɶ ɫɢɥɨɜɵɯ ɥɢɧɢɣ ɩɨɥɹ, ɚ ɬɟɩɥɨɜɨɟ ɞɜɢɠɟɧɢɟ ɜɫɟɝɞɚ
ɨɤɚɡɵɜɚɟɬ ɪɚɡɨɪɢɟɧɬɢɪɭɸɳɟɟ ɞɟɣɫɬɜɢɟ. ɉɨɷɬɨɦɭ ɜɨɡɧɢɤɚɟɬ ɩɪɟɢɦɭɳɟɫɬɜɟɧɧɨɟ ɭɩɨɪɹɞɨɱɟɧɢɟ ɜ ɪɚɫɩɨɥɨɠɟɧɢɢ ɞɢɩɨɥɟɣ ɢ ɫɭɦɦɚ ɜɫɟɯ ɞɢɩɨɥɶɧɵɯ ɦɨɦɟɧɬɨɜ ɭɠɟ ɧɟ ɪɚɜɧɚ ɧɭɥɸ (ɪɢɫ. 2.5).
Ɋɢɫ. 2.5
.
0e
ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤ ɩɪɢɨɛɪɟɬɚɟɬ ɦɚɤɪɨɫɤɨɩɢɱɟɫɤɢɣ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɣ ɦɨɦɟɧɬ
¦
i
G
, ɬ.ɟ. ɩɨɥɹɪɢɡɭɟɬɫɹ.
0
ɪ !
ɟi
27
Ⱦɥɹ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤɢ ɩɨɥɹɪɢɡɚɰɢɢ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɨɜ ɢɫɩɨɥɶɡɭɸɬ ɜɟɥɢ-
G
ȿ
ȿ
ɱɢɧɭ, ɧɚɡɵɜɚɟɦɭɸ ɩɨɥɹɪɢɡɨɜɚɧɧɨɫɬɶɸ (ɢɥɢ ɜɟɤɬɨɪɨɦ ɩɨɥɹɪɢɡɚɰɢɢ).
Ɉɧɚ ɪɚɜɧɚ ɞɢɩɨɥɶɧɨɦɭ ɦɨɦɟɧɬɭ ɟɞɢɧɢɰɵ ɨɛɴɟɦɚ ɜɟɳɟɫɬɜɚ, ɚ ɩɨɬɨɦɭ
ɧɟ ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɪɚɡɦɟɪɨɜ ɨɛɪɚɡɰɚ ɢ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɬɨɥɶɤɨ ɫɜɨɣɫɬɜɚɦɢ
ɜɟɳɟɫɬɜɚ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚ:
p
¦
G
P
ɝɞɟ ɜ ɱɢɫɥɢɬɟɥɟ – ɫɭɦɦɚ ɜɫɟɯ ɞɢɩɨɥɶɧɵɯ ɦɨɦɟɧɬɨɜ ɦɨɥɟɤɭɥ ɢɡ ɨɛɴɟ-
.V'
ɦɚ
Ⱦɥɹ ɢɡɨɬɪɨɩɧɨɝɨ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚ ɢ ɧɟɛɨɥɶɲɢɯ ɩɨɥɟɣ ɜɵɩɨɥɧɹɟɬɫɹ
ɫɨɨɬɧɨɲɟɧɢɟ
ɟi
i
, (2.7)
V
'
GG
ɝɞɟ
H – ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɚɹ ɩɨɫɬɨɹɧɧɚɹ ɜ ɋɂ; ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɩɪɨɩɨɪɰɢɨ-
0
ɧɚɥɶɧɨɫɬɢ
ɫɬɶɸ ɢ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɫɜɨɣɫɬɜɚɦɢ ɟɝɨ ɜɟɳɟɫɬɜɚ. Ɂɚɦɟɬɢɦ, ɱɬɨ
ɩɨɥɟ ɜɧɭɬɪɢ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚ.
ɉɨɥɹɪɢɡɚɰɢɹ ɩɪɨɹɜɥɹɟɬɫɹ ɜ ɬɨɦ, ɱɬɨ ɩɨɞ ɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɜɧɟɲɧɟɝɨ ɩɨɥɹ
G
ȿ
ɧɚ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚ ɢɡ-ɡɚ ɭɩɨɪɹɞɨɱɢɜɚɧɢɹ ɨɪɢɟɧɬɚɰɢɢ ɞɢ-
0
ɩɨɥɶɧɵɯ ɦɨɦɟɧɬɨɜ ɟɝɨ ɦɨɥɟɤɭɥ ɜɨɡɧɢɤɚɸɬ ɩɨɥɹɪɢɡɚɰɢɨɧɧɵɟ
ɡɚɪɹɞɵ
ɧɨɟ ɩɪɨɬɢɜ ɜɧɟɲɧɟɝɨ ɩɨɥɹ. ɋɥɭɱɚɣ ɩɨɥɹɪɢɡɚɰɢɢ ɢɡɨɬɪɨɩɧɨɝɨ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚ, ɩɨɦɟɳɟɧɧɨɝɨ ɜ ɨɞɧɨɪɨɞɧɨɟ ɩɨɥɟ, ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɟɧ ɧɚ ɪɢɫ. 2.6.
qcr
> 0 ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɣ ɜɨɫɩɪɢɢɦɱɢɜɨ-
F
ɟ
, ɤɨɬɨɪɵɟ ɫɨɡɞɚɸɬ ɫɜɨɟ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɟ ɩɨɥɟ
Ɋȿ HF
0,ɟ
(2.8)
G
–
ɫɜɹɡɚɧɧɵɟ
c
, ɧɚɩɪɚɜɥɟɧ-
Ɋɢɫ. 2.6
28
ɇɚ ɜɫɬɚɜɤɟ ɪɢɫ. 2.6, ɚ ɩɨɤɚɡɚɧ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬ ɩɨɥɹɪɢɡɚɰɢɢ ɧɚ ɦɢɤɪɨ-
ȿ
E
E
E
ɭɪɨɜɧɟ: ɜ ɨɛɴɟɦɟ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚ, ɝɞɟ ɜɫɟ ɡɚɪɹɞɵ
q
q
c
c
ɢ
ɨɤɚɡɵɜɚɸɬɫɹ
ɫɤɨɦɩɟɧɫɢɪɨɜɚɧɧɵɦɢ, ɚ ɧɚ ɩɪɨɬɢɜɨɩɨɥɨɠɧɵɯ ɝɪɚɧɹɯ (ɫɥɟɜɚ ɢ ɫɩɪɚɜɚ) ɨɛɪɚɡɭɸɬɫɹ ɧɟ ɫɤɨɦɩɟɧɫɢɪɨɜɚɧɧɵɟ ɫɜɹɡɚɧɧɵɟ ɡɚɪɹɞɵ ɨɞɧɨɝɨ ɡɧɚɤɚ: ɫɩɪɚɜɚ – ɩɨɥɨɠɢɬɟɥɶɧɵɟ, ɫɥɟɜɚ – ɨɬɪɢɰɚɬɟɥɶɧɵɟ.
ɉɨɥɟ ɜɧɭɬɪɢ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɜɟɤɬɨɪɧɨɣ ɫɭɦɦɨɣ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɢ ɩɨɥɹ ɫɜɹɡɚɧɧɵɯ ɡɚɪɹɞɨɜ
r
ɡɚɪɹɞɨɜ
q. Ɉɱɟɜɢɞɧɨ, ɱɬɨ
ɢ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɢ ɩɨɥɹ ɫɜɨɛɨɞɧɵɯ
qr
c
GG G
ȿȿ c
0
. (2.9)
Ɇɨɠɧɨ ɩɨɤɚɡɚɬɶ, ɱɬɨ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɧɚɹ ɩɥɨɬɧɨɫɬɶ ɫɜɹɡɚɧɧɵɯ ɡɚɪɹɞɨɜ, ɜɨɡɧɢɤɚɸɳɢɯ ɧɚ ɩɪɨɢɡɜɨɥɶɧɨɣ ɜɵɞɟɥɟɧɧɨɣ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ (ɜɧɭɬɪɢ ɚɧɢɡɨɬɪɨɩɧɨɝɨ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚ), ɱɢɫɥɟɧɧɨ ɪɚɜɧɚ ɩɪɨɟɤɰɢɢ ɜɟɤɬɨɪɚ
ɩɨɥɹɪɢɡɨɜɚɧɧɨɫɬɢ ɧɚ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟ ɩɨɥɨɠɢɬɟɥɶɧɨɣ ɧɨɪɦɚɥɢ (
Ɋ )
n
ɤ ɷɬɨɣ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ:
ɊV c . (2.10)
n
ɋɱɢɬɚɹ ɤɨɧɞɟɧɫɚɬɨɪ (ɫɦ. ɪɢɫ. 2.6) ɞɨɫɬɚɬɨɱɧɨ ɞɥɢɧɧɵɦ ɩɨ ɫɪɚɜɧɟɧɢɸ ɫ ɪɚɫɫɬɨɹɧɢɟɦ ɦɟɠɞɭ ɩɥɚɫɬɢɧɚɦɢ, ɞɥɹ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɟɣ
c ɢɦɟɟɦ
ɢ
ɝɞɟ
V
ɉɨɞɫɬɚɜɢɦ
EV
0
V
c
– ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɧɚɹ ɩɥɨɬɧɨɫɬɶ ɫɜɨɛɨɞɧɵɯ ɢ ɫɜɹɡɚɧɧɵɯ ɡɚɪɹɞɨɜ.
E
ɢ
ɜ ɭɪɚɜɧɟɧɢɟ (2.9):
c
0
E
H
0
;
VVc
Vc
E
c
,
H
0
,
H
0
ɢɫɩɨɥɶɡɭɹ ɪɚɜɟɧɫɬɜɚ (2.7) ɢ (2.8), ɩɨɥɭɱɚɟɦ
F
HHH
000
VH F
P
V V
E
0
E
,
e
ɢɥɢ
1
EVF
e
.
H
0
E
ɢ
0
29
ɇɚɩɨɦɧɢɦ, ɱɬɨ ɡɞɟɫɶ ȿ – ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɶ ɩɨɥɹ ɜɧɭɬɪɢ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢ-
ȿ
ȿ
ȿ
ȿ
ȿ
ȿ
ȿ
V
ɤɚ, ɚ ɫɩɪɚɜɚ ɨɬ ɡɧɚɤɚ ɪɚɜɟɧɫɬɜɚ
– ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɶ ɜɧɟɲɧɟɝɨ
0
H
0
ɩɨɥɹ ɜ ɜɚɤɭɭɦɟ. Ɍɚɤɢɦ ɨɛɪɚɡɨɦ, ɢɦɟɟɦ
EV
Ⱦɥɹ ɭɞɨɛɫɬɜɚ ɜɦɟɫɬɨ ɜɟɥɢɱɢɧɵ
ɩɪɨɧɢɰɚɟɦɨɫɬɶ
:
H
H F
F H
1
.
01e
1
F
e
ɜɜɨɞɹɬ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɭɸ
e
, (2.11)
ɩɪɢ ɷɬɨɦ
1
EV
HH H
H (2.12)
0
,
0
0
.
Ⱦɢɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɚɹ ɩɪɨɧɢɰɚɟɦɨɫɬɶ ɩɨɤɚɡɵɜɚɟɬ, ɜɨ ɫɤɨɥɶɤɨ ɪɚɡ ɧɚ-
ɩɪɹɠɟɧɧɨɫɬɶ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ (
ɱɟɦ ɜ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɣ ɫɪɟɞɟ (
ɫɤɨɣ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤɨɣ ɜɟɳɟɫɬɜɚ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɨɜ ɢ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬ ɫɬɟɩɟɧɶ
ɩɨɥɹɪɢɡɚɰɢɢ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚ ɜ ɩɨɥɟ
) ɜ ɜɚɤɭɭɦɟ (ɜɨɡɞɭɯɟ) ɛɨɥɶɲɟ,
0
), ɢ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɨɫɧɨɜɧɨɣ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟ-
G
.
0
Ⱦɢɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɚɹ ɩɪɨɧɢɰɚɟɦɨɫɬɶ ɬɚɤ ɠɟ, ɤɚɤ ɢ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɚɹ
ɜɨɫɩɪɢɢɦɱɢɜɨɫɬɶ, ɜɟɥɢɱɢɧɚ ɛɟɡɪɚɡɦɟɪɧɚɹ, ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɫɜɨɣɫɬɜ ɜɟɳɟɫɬɜɚ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚ ɢ ɟɟ ɜɟɥɢɱɢɧɚ
, ɞɥɹ ɜɚɤɭɭɦɚ, ɜɨɡɞɭɯɚ
1H!
.
1H
ɑɬɨɛɵ ɪɚɫɫɱɢɬɚɬɶ ɩɨɥɟ ɜɧɭɬɪɢ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚ, ɦɨɠɧɨ ɜɨɫɩɨɥɶɡɨɜɚɬɶɫɹ ɬɟɨɪɟɦɨɣ Ƚɚɭɫɫɚ (1.7) ɞɥɹ ɷɥɟɤɬɪɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ, ɧɨ ɫɩɪɚɜɚ ɨɬ ɡɧɚɤɚ ɪɚɜɟɧɫɬɜɚ ɧɟɨɛɯɨɞɢɦɨ ɭɱɢɬɵɜɚɬɶ ɧɟ ɬɨɥɶɤɨ ɫɜɨɛɨɞɧɵɟ,
ɧɨ ɢ ɫɜɹɡɚɧɧɵɟ ɡɚɪɹɞɵ:
G
EdS q q c
() ( )
³
v
S
G
1
¦¦
H
ɫɜɨɛ ɫɜɹɡ
0
ji
. (2.13)
ȼɟɥɢɱɢɧɭ ɦɢɤɪɨɫɤɨɩɢɱɟɫɤɨɝɨ ɫɜɹɡɚɧɧɨɝɨ ɡɚɪɹɞɚ ɦɨɠɧɨ ɜɵɪɚɡɢɬɶ
ɱɟɪɟɡ ɦɚɤɪɨɫɤɨɩɢɱɟɫɤɢɣ ɩɚɪɚɦɟɬɪ – ɩɨɥɹɪɢɡɨɜɚɧɧɨɫɬɶ (2.10).
Ⱦɥɹ ɡɚɦɤɧɭɬɨɣ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɜɧɭɬɪɢ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɤɚ ɷɬɨ ɡɚɩɢɲɟɬɫɹ ɬɚɤ:
30
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