24. Поясните, что означают используемые в настоящее время понятия аттрактор, бассейн аттракции, сепаратрисса.

Есть две точки на картине силовых линий, где размещены отрицательные заряды, в которые пылинка будет обязательно притянута (перемещена) окажись она вблизи этих точек. Подобные точки пространства, которые что-то притягивают (в нашем случае пылинку), в настоящее время называют аттракторами (от англ. –to attract - притягивать). Из картины силовых линий видно, что каждый из аттракторов окружен некой четко очерченной областью притяжения. Такая область называется бассейном аттракции (basin, domains of attraction). Граница, отделяющая один бассейн притяжения от другого, называется сепаратриссой (separatrix). То есть, используя новые термины, можно говорить, что в картине изучаемого электростатического поля есть два места, где размещены аттракторы со своими бассейнами.

25. Что значит термин – потенциальный барьер? Поясните, как будут преодолевать этот барьер пылинка, в случае механического и квантового ее представления.

что значит термин– потенциальный барьер. Потенциальная диаграмма представляет собой 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).

Несколько позже мы познакомимся с тем, что вопреки нашим представлениям, обусловленным классической механикой, в квантовой механике если барьер очень узок, то частица сможет с определенной вероятностью пройти сквозь барьер (как бы по туннелю). Это явление преодоления узкого потенциального барьера называют туннельным эффектом. Причины такого парадоксального поведения заряженной частицы – в волновых свойствах частиц малой массы (микрочастиц).

26. Что значит термин – потенциальная яма? Поясните, что будет происходить с пылинкой, в случае ее попадания в такую яму? Где используют взаимодействия зарядов, несущих информацию с потенциальными барьерами и ямами?

Потенциальная диаграмма в этом случае представляет собой некое углубление, распределенное вдоль одной координаты. Его и называют потенциальной ямой. Происхождение названия ясно из рисунка. 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).

Надо иметь в виду, что в широко используемых в настоящее время flash-накопителях информации, называемых просто «флэшками» запись единицы информации осуществляется за счет того, что заряд проникает через потенциальный барьер и «оседает» в потенциальной яме. Эти устройства конструируются таким образом. Что заряд может хранится в «яме» сроком до 10 лет.

В заключение отметим, что изученные свойства электростатического поля находят широкое применение в практической жизни и в промышленности. В частности, воздействие электростатического поля на заряженные тела позволяет решать ряд насущных технологических задач.

27. Кратко поясните, как электрическое поле используется 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.

Созданы и успешно применяются электрофильтры для улавливания пыли, которая содержит серебро, медь, никель, цинк, свинец, магний и другие металлы. Трудно переоценить экологический эффект от использования электрофильтров для улавливания частиц в дымовых газах тепловых электростанций, котелен, предприятий металлургической промышленности, которые выбрасывают в воздух огромное количество всевозможных газов, загрязняющих атмосферу и окружающую среду. Созданы и успешно применяются электрофильтры для очистки воздуха в животноводческих помещениях и на птицефабриках с большой запыленностью и бактерицидностью. Некоторые агрегаты улавливаю 90 % пылевых частиц и 80 % микроорганизмов при потребляемой мощности всего 0,7 Вт.