Величины | |
Наименование | Обозначение |
Механические величины | |
| Вес | G, P, W |
| Время | t |
| Высота | h |
| Давление | p |
| Диаметр | d |
| Длина | l |
| Длина пути | s |
| Импульс (количество движения) | p |
| Количество вещества | ν, n |
| Коэффицент жесткости (жесткость) | Ʀ |
| Коэффицент запаса прочности | Ʀ, n |
| Коэффицент полезного действия | η |
| Коэффицент трения качения | Ʀ |
| Коэффицент трения скольжения | μ, f |
| Масса | m |
| Масса атома | ma |
| Масса электрона | me |
| Механическое напряжение | σ |
| Модуль упругости (модуль Юнга) | E |
| Момент силы | M |
| Мощность | P, N |
| Объем, вместимость | V, ϑ |
| Период колебания | T |
| Плотность | ϱ |
| Площадь | A, S |
| Поверхностное натяжение | σ, γ |
| Постоянная гравитационная | G |
| Предел прочности | σпч |
| Работа | W, A, L |
| Радиус | r, R |
| Сила, сила тяжести | F, Q, R |
| Скорость линейная | ϑ |
| Скорость угловая | ώ |
| Толщина | d, δ |
| Ускорение линейное | a |
| Ускорение свободного падения | g |
| Частота | ν, f |
| Частота вращения | |
| Ширина | b |
| Энергия | E, W |
| Энергия кинетитеская | EƦ |
| Энергия потенциальная | Ep |
Акустические величины | |
| Длина волны | λ |
| Звуковая мощность | P |
| Звуковая энергия | W |
| Интенсивность звука | I |
| Скорость звука | c |
| Частота | ν, f |
| |
| Абсолютная влажность | a |
| Газовая постоянная (молярная) | R |
| Количество теплоты | Q |
| Коэффицент полезного действия | η |
| Относительная влажность | ϕ |
| Относительная молекулярная масса | Mr |
| Постоянная (число) Авогадро | NA |
| Постоянная Больцмана | Ʀ |
| Постоянная (число) Лошмидта | NL |
| Температура Кюри | TC |
| Температура па шкале Цельсия | t, ϴ |
| Температура термодинамическая (абсолютная температура) | T |
| Температурный коэффицент линейного расширения | a, ai |
| Температурный коффицент объемного расширения | β, av |
| Удельная теплоемкость | c |
| Удельная теплота парообразования | r |
| Удельная теплота плавления | λ |
| Удельная теплота сгорания топлива (сокращенно: теплота сгорания топлива) | q |
| Число молекул | N |
| Энергия внутренняя | U |
Электрические и магнитные величины | |
| Диэлектрическая проницаемость вакуума (электрическая постоянная) | Ԑo |
| Индуктивность | L |
| Коэффицент самоиндукции | L |
| Коэффицент трансформации | K |
| Магнитная индукция | B |
| Магнитная проницаемость вакуума (магнитная постоянная) | μo |
| Магнитный поток | Ф |
| Мощность электрической цепи | P |
| Напряженность магнитного поля | H |
| Напряженность электрического поля | E |
| Объемная плотность электрического заряда | ϱ |
| Относительная диэлектрическая проницаемость | Ԑr |
| Относительная магнитная проницаемость | μr |
| Плотность эенгии магнитного поля удельная | ωm |
| Плотность энергии электрического поля удельная | ωэ |
| Плотность заряда поверхностная | σ |
| Плотность электрического тока | J |
| Постоянная (число) Фарадея | F |
| Проницаемость диэлектрическая | ԑ |
| Работа выхода электрона | ϕ |
| Разность потенциалов | U |
| Сила тока | I |
| Температурный коэффицент электрического сопротивления | a |
| Удельная электрическая проводимость | γ |
| Удельное электрическое сопротивление | ϱ |
| Частота электрического тока | f, ν |
| Число виток обмотки | N, ω |
| Электрическая емкость | C |
| Электрическая индукция | D |
| Электрическая проводимость | G |
| Электрический момент диполя молекулы | p |
| Электрический заряд (количество электричества) | Q, q |
| Электрический потенциал | V, ω |
| Электрическое напряжение | U |
| Электрическое сопротивление | R, r |
| Электродвижущая сила | E, Ԑ |
| Электрохимический эквивалент | Ʀ |
| Энергия магнитного поля | Wm |
| Энергия электрического поля | Wэ |
| Энергия Электромагнитная | W |
Оптические величины | |
| Длина волны | λ |
| Освещенность | E |
| Период колебания | T |
| Плотность потока излучения | Ф |
| Показатель (коэффицент) преломления | n |
| Световой поток | Ф |
| Светасила объектива | f |
| Сила света | I |
| Скорость света | c |
| Увеличение линейное | β |
| Увеличение окуляра, микроскопа, лупы | Ѓ |
| Угол отражения луча | έ |
| Угол падения луча | ԑ |
| Фокусное расстояние | F |
| Частота колебаний | ν, f |
| Энергия излучения | Q, W |
| Энергия световая | Q |
Величины атомной физики | |
| Атомная масса относительная | Ar |
| Время полураспада | T1/2 |
| Дефект массы | Δ |
| Заряд электрона | e |
| Масса атома | ma |
| Масса нейтрона | mn |
| Масса протона | mp |
| Масса электрона | me |
| Постоянная Планка | h, ħ |
| Радиус электрона | re |
Величины ионизирующих излучений | |
| Поглощеная доза излучения (доза излучения) | D |
| Мощность поглощенной дозы излучения | Ď |
| Активность нуклида в радиоактивном источнике | A |
5 фактов о первом электромобиле Cadillac :: Autonews
Факт 1.
Он круто выглядит
Сегодня практически все автопроизводители, которые берутся за выпуск электромобилей, придерживаются двух полярных концепций в дизайне.
Одни стараются максимально органично вписать такие машины в общий корпоративный стиль марки, чтобы подобные модели не казались белыми воронами в линейке. Например, Audi новым e-tron, который выглядит полноценным членом кроссоверного Q-семейства.
Другие, напротив, делают электрокары нарочито футуристичными, намеренно лишив их дизайнерских элементов машин с традиционными ДВС вроде радиаторной решетки или воздухозаборников. Например, как BMW с i-линейкой или Mercedes c моделями EQ.
Cadillac со своим LYRIQ избрал второй путь. Благодаря фирменным граненым формам огромный кроссовер, конечно же, идентифицируется как «Кэдди», однако выглядит словно машина из будущего или концепт-кар. К слову, он практически не отличается от прототипа-предвестника Cadillac EV, представленного в прошлом году.
Впрочем, в самой компании утверждают, что новый стиль, дебютировавший на LYRIQ, в дальнейшем будет применяться и на других моделях марки. Причем не только электрических.
Однако прямо сейчас на нем есть дизайнерские фишки, которых нет на других Cadillac. Так, динамическая диодная светотехника по периметру передней части автомобиля и на корме выполняет не только свою основную функцию освещения дороги, но и служит своего рода коммуникатором автомобиля с окружающим миром. Например, она может поприветствовать водителя, который подходит к машине, или сигнализировать пешеходам вокруг себя о намерении начать движение.
Факт 2. Он очень цифровой
Но если футуристичный экстерьер LYRIQ не стал серьезным сюрпризом, поскольку ранее был засвечен на концепте-предвестнике, то салон вызвал настоящий трепет.
Конечно, сенсорными панелями сейчас мало кого удивишь, однако в Cadillac на них возложено управление всем салонным оборудованием.
Но больше всего шокирует новая медиасистема с широкоформатным дисплеем диагональю 33 дюйма! Просто для сравнения: прямо сейчас я пишу этот текст за экраном ноутбука диагональю ровно в три раза меньше.
Огромный дисплей растянулся на две трети ширины передней панели, и одна его половина располагается над центральной консолью, а другая, по сути, замещает водителю приборную доску. Впрочем, помимо этого экрана у водителя есть и проекционный дисплей с функцией дополненной реальности.
Еще одна фишка интерьера LYRIQ — роскошная отделка. Этот автомобиль хоть и экологичный, и экономичный, однако по-прежнему Cadillac. Поэтому в отделке салона электрического кроссовера применяется кожа, полированный металл и даже стекло, а среди оборудования значится премиальная аудиосистема AKG с 19 динамиками.
Факт 3. Он очень дальнобойный
LYRIQ построен на новой модульной платформе для электромобилей, которая очень легко масштабируется для производства машин разных размеров и классов.
Тележка разработана собственными силами General Motors и позволяет компоновать ячейки аккумулятров с учетом специфики каждой отдельной модели.
Батареи устанавливаются внутри специального блока вертикально или горизонтально, что дает инженерам определенную свободу действий. Причем, в новой тележке применяются аккумуляторы собственной разработки, которые называются Ultium. В General Motors заявляют, что эти батареи нового поколения и при сравнительно небольших габаритах обладают высокой емкостью и способны быстро заряжаться. Вообще, емкость Ultium на новой платформе варьируется от 50 до 200 кВт*ч. Однако на LYRIQ она составляет 100 кВт*ч и обеспечивает запас хода в 300 миль (около 480 — 500 км) на одной зарядке.
Впрочем, этот показатель может измениться, поскольку LYRIQ пока представлен лишь в топовом полноприводном исполнении с двумя электромоторами на передней и задней осях, каждый из которых вращает свою пару колес.
В дальнейшем должна появиться и более простая версия с одним мотором и приводом на заднюю ось. Ну и, соответственно, с большим запасом хода.
Кроме того, General Motors обещает в ближайшие несколько лет представить на этой модульной платформе не менее дюжины электромобилей. Причем делать это с периодичностью не реже, чем в полгода. Следующей полностью электрической моделью концерна станет возрожденный пикап GMC Hummer.
Формула заряда конденсатора, q
По назначению конденсатор можно сравнить с батарейкой. Но имеется принципиальное отличие в работе данных элементов. Существуют отличия в предельной емкости и скорости зарядки конденсатора и батарейки.
Формула заряда конденсатора
Величина заряда конденсатора (q) связана с его емкостью (C) и разностью потенциалов (U) между его обкладками как:
где q – величина заряда одной из обкладок конденсатора, а – разность потенциалов между его обкладками.
Электроемкость конденсатора — это величина, которая зависит то размеров и устройства конденсатора.
Заряд на пластинах плоского конденсатора равен:
где – электрическая постоянная; – площадь каждой (или наименьшей) пластины; – расстояние между пластинами; – диэлектрическая проницаемость диэлектрика, который находится между пластинами конденсатора.
Заряд на обкладках цилиндрического конденсатора вычисляется при помощи формулы:
где l – высота цилиндров; – радиус внешней обкладки; – радиус внутренней обкладки.
Заряд на обкладках сферического конденсатора найдем как:
где – радиусы обкладок конденсатора.
Заряд конденсатора связан с энергией поля (W) внутри него:
Из формулы (6) следует, что заряд можно выразить как:
Рассмотрим последовательное соединение из N конденсаторов ( рис. 1).
Здесь (рис.1) положительная обкладка одного конденсатора соединяется с отрицательной обкладкой следующего конденсатора.
При таком соединении, обкладки соседних конденсаторов создают единый проводник. У всех конденсаторов, соединенных последовательно на обкладках имеются равные по величине заряды.
При параллельном соединении конденсаторов (рис.2), соединяют обкладки, имеющие заряды одного знака. Суммарный заряд соединения (q) равен сумме зарядов конденсаторов.
Примеры решения задач по теме «Заряд конденсатора»
Кпд какая буква в физике
Η, η (название: э́та, греч. ήτα ) — 7-я буква греческого алфавита. В системе греческой алфавитной записи чисел имеет числовое значение 8. Происходит от финикийской буквы
— хет. От буквы «эта» произошли латинская буква H и кириллическая И c Й.В современном греческом языке (новогреческий язык) эта буква произносится как закрытый передний гласный /i/ и называется и́та. В древнегреческом языке она произносилась как долгий полуоткрытый передний гласный /ɛː/ . Первоначально знак Η использовался для обозначения придыхания — глухого гортанного фрикатива /h/ .
В ионическом диалекте, где этот звук исчез к VI веку до н. э., буква стала использоваться для обозначения долгого /ɛː/ . Когда ионический алфавит был принят в 403 до н. э. в Афинах, /ɛː/ (ранее записывавшийся как Ε) стал также изображаться и как Η, отсюда современное использование.
Обозначения
Прописная Η
Строчная η
- В оптике — показатель преломления оптической среды (хотя буква n используется чаще).
- В термодинамике — КПДтепловой машины Карно.
- В физике элементарных частиц есть η-мезоны.
- В статистикеη² — “коэффициент частичной регрессии”.
- В лямбда-исчислении — η-конверсия
- В гидрогазодинамике — динамическая вязкость, обозначаемая также буквой μ.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое “Эта (буква)” в других словарях:
Ү (буква) — Буква кириллицы Ү Кириллица А Б В Г Ґ Д … Википедия
Ө (буква) — Буква кириллицы Ө Кириллица А Б В Г Ґ Д … Википедия
эта — буква, каста, сия Словарь русских синонимов.
эта сущ., кол во синонимов: 3 • буква (103) • каста … Словарь синонимов
Эта — Греческий алфавит Αα Альфа Νν Ню Ββ … Википедия
Ѫ (буква) — Большой юс Кириллица А Б В Г Ґ Д … Википедия
ЭТА — У этого термина существуют и другие значения, см. ETA. У этого термина существуют и другие значения, см. Эта (буква). Страна басков и свобода баск. Euskadi Ta Askatasuna … Википедия
Эта страшная буква «Р» — The Big C Жанр комедия … Википедия
Буква зю — Эта статья о фразеологизме. О компьютерной программе см. Bukva zu. В Викисловаре есть статья « … Википедия
буква — Знак (азбучный), письмена (множ. ч.), иероглиф (гиероглиф), каракуля, руны. Нагородил какие то каракули, и читай. … Ср. знак. Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999. буква … Словарь синонимов
Буква А — Буква кириллицы А Кириллица А Б В Г Ґ Д … Википедия
Допустим, мы отдыхаем на даче, и нам нужно принести из колодца воды.
Мы опускаем в него ведро, зачерпываем воду и начинаем поднимать. Не забыли, какова наша цель? Правильно: набрать воды. Но взгляните: мы поднимаем не только воду, но и само ведро, а также тяжёлую цепь, на которой оно висит. Это символизирует двухцветная стрелка: вес поднимаемого нами груза складывается из веса воды и веса ведра и цепи.
Рассматривая ситуацию качественно, мы скажем: наряду с полезной работой по подъёму воды мы совершаем и другую работу – подъём ведра и цепи. Разумеется, без цепи и ведра мы не смогли бы набрать воды, однако, с точки зрения конечной цели, их вес «вредит» нам. Если бы этот вес был бы меньше, то и полная совершённая работа тоже была бы меньше (при той же полезной).
Теперь перейдём к количественному изучению этих работ и введём физическую величину, называемую коэффициентом полезного действия.
Задача. Яблоки, отобранные для переработки, грузчик высыпает из корзин в грузовик.
Масса пустой корзины 2 кг, а яблок в ней – 18 кг. Чему равна доля полезной работы грузчика от его полной работы?
Решение. Полной работой является перемещение яблок в корзинах. Эта работа складывается из подъёма яблок и подъёма корзин. Важно: поднятие яблок – полезная работа, а поднятие корзин – «бесполезная», потому что цель работы грузчика – переместить только яблоки.
Введём обозначения: F я – сила, с которой руки поднимают вверх только яблоки, а F к – сила, с которой руки поднимают вверх только корзину. Каждая из этих сил равна соответствующей силе тяжести: F=mg.
Пользуясь формулой A = ±( F || · l ) , «распишем» работы этих двух сил:
Полная работа складывается из двух работ, то есть равна их сумме:
В задаче нас просят вычислить долю полезной работы грузчика от его полной работы. Сделаем это, поделив полезную работу на полную:
| Доля = | A полезн | = | m я · g h | = | 18 кг | = | 18 кг | = 0,9 |
| A полн | ( m я + m к ) · g h | ( 18 + 2 ) кг | 20 кг |
В физике такие доли принято выражать в процентах и обозначать греческой буквой «η» (читается: «эта»).
В итоге получим:
η = 0,9 или η = 0,9 ·100% = 90% , что то же самое.
Это число показывает, что из 100% полной работы грузчика доля его полезной работы составляет 90%. Задача решена.
Физическая величина, равная отношению полезной работы к полной совершённой работе, в физике имеет собственное название – КПД – коэффициент полезного действия:
η – коэффициент полезного действия
A полезн – полезная работа, Дж
A полн – полная работа, Дж
После вычисления КПД по этой формуле его принято умножать на 100%. И наоборот: для подстановки КПД в эту формулу его значение нужно перевести из процентов в десятичную дробь, поделив на 100%.
Физика.ru • Клуб для учителей физики, учащихся 7-9 классов и их родителей
Физика — это наука, которая изучает процессы, происходящие в природе. Наука эта очень интересная и любопытная, ведь каждому из нас хочется удовлетворить себя ментально, получив знания и понимание того, как и что в нашем мире устроено.
Физика, законы которой выводились не одно столетие и не одним десятком ученных, помогает нам с этой задачей, и мы должны только радоваться и поглощать предоставленные знания.
Но в то же время физика — наука далеко непростая, как, собственно, и сама природа, но разобраться в ней было бы очень интересно. Сегодня мы будем говорить о коэффициенте полезного действия. Мы узнаем, что такое КПД и зачем он нужен. Рассмотрим все наглядно и интересно.
Определение и расшифровка КПД
Расшифровка аббревиатуры — коэффициент полезного действия. Однако и такое толкование с первого раза может оказаться не особо понятным. Этим коэффициентом характеризуется эффективность системы или какого-либо отдельного тела, а чаще — механизма. Эффективность характеризуется отдачей или преобразованием энергии.
Этот коэффициент применим практически ко всему, что нас окружает, и даже к нам самим, причём в большей степени. Ведь совершаем мы полезную работу все время, только вот как часто и насколько это важно, уже другой вопрос, с ним и используется термин «КПД».
Важно учесть, что этот коэффициент — величина неограниченная, она, как правило, представляет собой либо математические значения, к примеру, 0 и 1, либо же, как это чаще бывает — в процентах.
В физике этот коэффициент обозначается буквой Ƞ, или, как её привыкли называть, Эта.
Полезная работа
При использовании каких-либо механизмов или устройств мы обязательно совершаем работу. Она, как правило, всегда больше той, что необходима нам для выполнения поставленной задачи. Исходя из этих фактов различается два типа работы: это затраченная, которая обозначается большой буквой, А с маленькой з (Аз), и полезная — А с буквой п (Ап). Для примера, возьмем такой случай: у нас есть задача поднять булыжник определенной массой на определенную высоту. В этом случае работа характеризует только преодоление силы тяжести, которая, в свою очередь, действует на груз.
В случае когда для подъема применяется какое-либо устройство, кроме силы тяжести булыжника, важно учесть еще и силу тяжести частей этого устройства.
И кроме всего этого, важно помнить, что, выигрывая в силе, мы всегда будем проигрывать в пути. Все эти факты приводят к одному выводу, что затрачиваемая работа в любом варианте окажется больше полезной, Аз > Ап, вопрос как раз заключается в том, насколько её больше, ведь можно максимально сократить эту разницу и тем самым увеличить КПД, наш или нашего устройства.
Полезная работа — это часть затрачиваемой, которую мы совершаем, используя механизм. А КПД — это как раз та физическая величина, которая показывает, какую часть составляет полезная работа от всей затраченной.
Итог:
- Затрачиваемая работа Aз всегда больше полезной Ап.
- Чем больше отношение полезной к затрачиваемой, тем выше коэффициент, и наоборот.
- Ап находится произведением массы на ускорение свободного падения и на высоту подъема.
Физическая формула КПД
Существует определенная формула для нахождения КПД. Она звучит следующим образом: чтобы найти КПД в физике, нужно количество энергии разделить на проделанную системой работу.
То есть КПД — это отношение затраченной энергии к выполненной работе. Отсюда можно сделать простой вывод, что тем лучше и эффективнее система или тело, чем меньше энергии затрачивается на выполнение работы.
Сама формула выглядит кратко и очень просто Ƞ будет равняться A/Q. То есть Ƞ = A/Q. В этой краткой формулы и фиксируют нужные нам элементы для вычисления. То есть A в этом случае является использованной энергией, которая потребляется системой во время работы, а большая буква Q, в свою очередь, будет являться затраченной A, или опять же затраченной энергией.
В идеале КПД равен единице. Но, как это обычно бывает, он её меньше. Так происходит по причине физики и по причине, конечно же, закона о сохранении энергии.
Все дело в том, что закон сохранения энергии предполагает, что не может быть получено больше А, чем получено энергии. И даже единице этот коэффициент будет равняться крайне редко, поскольку энергия тратится всегда. И работа сопровождается потерями: к примеру, у двигателя потеря заключается в его обильном нагреве.
Итак, формула КПД:
Ƞ=А/Q, где
- A — полезная работа, которую выполняет система.
- Q — энергия, которую потребляет система.
Применение в разных сферах физики
Примечательно, что КПД не существует как понятие нейтральное, для каждого процесса есть свой КПД, это не сила трения, он не может существовать сам по себе.
Рассмотрим несколько из примеров процессов с наличием КПД.
К примеру, возьмем электрический двигатель. Задача электрического двигателя — преобразовывать электрическую энергию в механическую. В этом случае коэффициентом будет являться эффективность двигателя в отношении преобразования электроэнергии в энергию механическую. Для этого случая также существует формула, и выглядит она следующим образом: Ƞ=P2/P1. Здесь P1 — это мощность в общем варианте, а P2 — полезная мощность, которую вырабатывает сам двигатель.
Нетрудно догадаться что структура формулы коэффициента всегда сохраняется, меняются в ней лишь данные, которые нужно подставить.
Они зависят от конкретного случая, если это двигатель, как в случае выше, то необходимо оперировать затрачиваемой мощностью, если работа, то исходная формула будет другая.
Теперь мы знаем определение КПД и имеем представление об этом физическом понятии, а также об отдельных его элементах и нюансах. Физика — это одна из самых масштабных наук, но её можно разобрать на маленькие кусочки, чтобы понять. Сегодня мы исследовали один из этих кусочков.
Видео
Это видео поможет вам понять, что такое КПД.
Физики уточнили максимальное значение заряда нейтрона
C. Siemensen et al.
/ Phys. Rev. D
Исследователи из Франции и Германии измерили заряд ультрахолодных нейтронов, помещая их в сильное электрическое поле и заставляя отражаться от цилиндрического зеркала. В результате физики получили значение q ≈ (−0,3 ± 3,7) × 10−20e, которое сравнимо с другими экспериментами по определению заряда нейтрона и может быть легко уточнено в дальнейшем. Статья опубликована в Physical Review D.
В рамках школьного курса физики учат, что электрический заряд квантуется. Другими словами, заряд любой элементарной частицы и любого физического тела вообще должен быть кратен вполне определенному значению, равному одной трети от заряда электрона.
При этом наименьшим возможным зарядом обладают кварки, которые не могут существовать в виде свободных частиц из-за конфайнмента, поэтому для удобства квантом электрического заряда можно считать заряд электрона, примерно равный e = −1,6 × 10−19 кулонов.
Тем не менее, до сих пор физики не вполне понимают, с чем связано такое поведение. В 1948 году Поль Дирак предложил объяснить этот эффект, вводя в теорию магнитные монополи, однако ни в квантовой электродинамике, ни в Стандартной модели, нет механизмов, которые должны вызывать квантование заряда. Поэтому некоторые ученые считают, что в действительности заряд может меняться непрерывно, и проводят эксперименты по поиску таких изменений. В частности, наиболее чувствителен к таким изменениям будет нейтрон, который в обычных условиях зарядом не обладает, а потому не может вступать в электрические взаимодействия, — однако при отсутствии квантования частица может приобрести небольшой заряд, который удастся измерить на практике. На данный момент различные эксперименты ограничивают заряд нейтрона величиной порядка q ~ 10−20e.
В этой статье группа ученых под руководством Кристиана Плонка (Christian Plonka) приводит результаты нового измерения заряда нейтрона, точность которого немного превышает точность предыдущих экспериментов. Чтобы измерить заряд, исследователи накладывали на систему внешнее электрическое поле и следили, как пучок ультрахолодных нейтронов — нейтронов с энергией не выше 300 наноэлектронвольт, то есть со скоростью не больше 7,6 метров в секунду — отражается от цилиндрического зеркала. Если бы частицы действительно имели небольшой электрический заряд, поле изменяло бы их траекторию, причем немного по-разному для частиц, отраженных от зеркала под различными углами. Поэтому по величине отклонений можно судить о величине заряда нейтронов.
Схема экспериментальной установки: пунктирными линиями отмечены траектории нейтронов, стрелками — направление электрического поля (f), красным — отражающее масляное зеркало (e). Нейтроны «впрыскиваются» в установку в дальней части (c) и отражаются от цилиндрического зеркала в ближней части (b)
C. Siemensen et al. / Phys. Rev. D
Схема экспериментальной установки, вид сверху
C. Siemensen et al. / Phys. Rev. D
Предложенная физиками схема экспериментальной установки выглядела следующим образом. Полученные на установке PF2 Института Лауэ-Ланжевена в Гренобле ультрахолодные нейтроны запускались в установку вдоль ее оси, отражались от зеркала, возвращались и регистрировались детектором, расположенным поблизости от точки запуска. Из-за небольшой скорости на движении частиц сказывалась сила притяжения Земли, а потому исследователи налили внизу установки масло (liquid Fomblin), которое отражало вверх падающие нейтроны. Наконец, ученые накладывали на систему электрическое поле напряженностью около миллиона вольт на метр, и периодически изменяли его направление каждые 200 секунд, чтобы исключить систематические ошибки, которые приводили бы к смещению распределения зарегистрированных нейтронов. Кроме того, ученые откалибровали установку, прежде чем проводить измерения, чтобы снизить влияние фоновых частиц.
В результате после 840 циклов измерений исследователи получили, что среднее отклонение нейтронов составляет примерно Δx ≈ −5 ± 1 микрон, что отвечает заряду не более q ≈ (−2 ± 1) × 10−19e. Это ограничение оказалось слабее результатов предыдущих экспериментов. Тем не менее, в дальнейшем ученые заметили, что на это значение оказывают влияние систематические погрешности, возникающие из-за того, что при наложении сильного электрического поля свойства масляного зеркала изменяются, и это приводит к дополнительному горизонтальному смещению отраженных от поверхности частиц. Оценивая величину этого эффекта и учитывая его при обработке данных, ученые получили более точное ограничение на величину заряда нейтрона, которое составило примерно q ≈ (−0,3 ± 3,7) × 10−20e. При этом чувствительность установки примерно равна δq ≈ 1 × 10−21e и должна повышаться со временем как корень квадратный от числа измерений, что позволяет в будущем получить гораздо более точный результат.
Результаты измерений заряда нейтронов, усредненные в течение 20 последовательных циклов измерений — первые 837 циклов
C. Siemensen et al. / Phys. Rev. D
Помимо исследований нейтронов, физика часто пытаются найти «новую физику», измеряя параметры протона и антипротона – например, массу или магнитный момент. В некоторых случаях такие измерения действительно приводят к неожиданным результатам: так, в июне 2010 года выяснилось, что радиусы протона, измеренные различными методами, отличаются на целых четыре процента, что противоречило Стандартной модели и поставило под сомнение «бесконечную точность» квантовой электродинамики. Впрочем, некоторые ученые списывают это расхождение на неучтенные особенности экспериментальной установки, которые исказили результаты.
Дмитрий Трунин
Основные единицы системы СИ – Тихоокеанский государственный университет
Метрическая система – это общее название международной десятичной системы единиц, основными единицами которой являются метр и килограмм. При некоторых различиях в деталях элементы системы одинаковы во всем мире.
Эталоны длины и массы, международные прототипы. Международные прототипы эталонов длины и массы – метра и килограмма – были переданы на хранение Международному бюро мер и весов, расположенному в Севре – пригороде Парижа. Эталон метра представлял собой линейку из сплава платины с 10% иридия, поперечному сечению которой для повышения изгибной жесткости при минимальном объеме металла была придана особая X-образная форма. В канавке такой линейки была продольная плоская поверхность, и метр определялся как расстояние между центрами двух штрихов, нанесенных поперек линейки на ее концах, при температуре эталона, равной 0° С. За международный прототип килограмма была принята масса цилиндра, сделанного из того же платино-иридиевого сплава, что и эталон метра, высотой и диаметром около 3,9 см. Вес этой эталонной массы, равной 1 кг на уровне моря на географической широте 45°, иногда называют килограмм-силой. Таким образом, ее можно использовать либо как эталон массы для абсолютной системы единиц, либо как эталон силы для технической системы единиц, в которой одной из основных единиц является единица силы.
Международная система СИ. Международная система единиц (СИ) представляет собой согласованную систему, в которой для любой физической величины, такой, как длина, время или сила, предусматривается одна и только одна единица измерения. Некоторым из единиц даны особые названия, примером может служить единица давления паскаль, тогда как названия других образуются из названий тех единиц, от которых они произведены, например единица скорости – метр в секунду. Основные единицы вместе с двумя дополнительными геометрического характера представлены в табл. 1. Производные единицы, для которых приняты особые названия, даны в табл. 2. Из всех производных механических единиц наиболее важное значение имеют единица силы ньютон, единица энергии джоуль и единица мощности ватт. Ньютон определяется как сила, которая придает массе в один килограмм ускорение, равное одному метру за секунду в квадрате. Джоуль равен работе, которая совершается, когда точка приложения силы, равной одному ньютону, перемещается на расстояние один метр в направлении действия силы. Ватт – это мощность, при которой работа в один джоуль совершается за одну секунду. Об электрических и других производных единицах будет сказано ниже. Официальные определения основных и дополнительных единиц таковы.
Метр – это длина пути, проходимого в вакууме светом за 1/299 792 458 долю секунды.
Килограмм равен массе международного прототипа килограмма.
Секунда – продолжительность 9 192 631 770 периодов колебаний излучения, соответствующего переходам между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133.
Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.
Моль равен количеству вещества, в составе которого содержится столько же структурных элементов, сколько атомов в изотопе углерода-12 массой 0,012 кг.
Радиан – плоский угол между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу.
Стерадиан равен телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на ее поверхности площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.
| Таблица 1. Основные единицы СИ | |||
|---|---|---|---|
| Величина | Единица | Обозначение | |
| Наименование | русское | международное | |
| Длина | метр | м | m |
| Масса | килограмм | кг | kg |
| Время | секунда | с | s |
| Сила электрического тока | ампер | А | A |
| Термодинамическая температура | кельвин | К | K |
| Сила света | кандела | кд | cd |
| Количество вещества | моль | моль | mol |
| Дополнительные единицы СИ | |||
| Величина | Единица | Обозначение | |
| Наименование | русское | международное | |
| Плоский угол | радиан | рад | rad |
| Телесный угол | стерадиан | ср | sr |
| Таблица 2. Производные единицы СИ, имеющие собственные наименования | ||||
|---|---|---|---|---|
| Величина | Единица | Выражение производной единицы | ||
| Наименование | Обозначение | через другие единицы СИ | через основные и дополнительные единицы СИ | |
| Частота | герц | Гц | – | с-1 |
| Сила | ньютон | Н | – | м кг с-2 |
| Давление | паскаль | Па | Н/м2 | м-1 кг с-2 |
| Энергия, работа, количество теплоты | джоуль | Дж | Н м | м2 кг с-2 |
| Мощность, поток энергии | ватт | Вт | Дж/с | м2 кг с-3 |
| Количество электричества, электрический заряд | кулон | Кл | А с | с А |
| Электрическое напряжение, электрическийпотенциал | вольт | В | Вт/А | м2 кгс-3 А-1 |
| Электрическая емкость | фарада | Ф | Кл/В | м-2 кг-1 с4 А2 |
| Электрическое сопротивление | ом | Ом | В/А | м2 кг с-3 А-2 |
| Электрическая проводимость | сименс | См | А/В | м-2 кг-1 с3 А2 |
| Поток магнитной индукции | вебер | Вб | В с | м2 кг с-2 А-1 |
| Магнитная индукция | тесла | Т, Тл | Вб/м2 | кг с-2 А-1 |
| Индуктивность | генри | Г, Гн | Вб/А | м2 кг с-2 А-2 |
| Световой поток | люмен | лм | кд ср | |
| Освещенность | люкс | лк | м2 кд ср | |
| Активность радиоактивного источника | беккерель | Бк | с-1 | с-1 |
| Поглощенная доза излучения | грэй | Гр | Дж/кг | м2 с-2 |
Для образования десятичных кратных и дольных единиц предписывается ряд приставок и множителей, указываемых в табл. 3.
| Таблица 3. Приставки и множители десятичных кратных и дольных единиц международной системы СИ | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| экса | Э | 1018 | деци | д | 10-1 |
| пета | П | 1015 | санти | с | 10-2 |
| тера | Т | 1012 | милли | м | 10-3 |
| гига | Г | 109 | микро | мк | 10-6 |
| мега | М | 106 | нано | н | 10-9 |
| кило | к | 103 | пико | п | 10-12 |
| гекто | г | 102 | фемто | ф | 10-15 |
| дека | да | 101 | атто | а | 10-18 |
Таким образом, километр (км) – это 1000 м, а миллиметр – 0,001 м. (Эти приставки применимы ко всем единицам, как, например, в киловаттах, миллиамперах и т.д.)
Масса, длина и время. Все основные единицы системы СИ, кроме килограмма, в настоящее время определяются через физические константы или явления, которые считаются неизменными и с высокой точностью воспроизводимыми. Что же касается килограмма, то еще не найден способ его реализации с той степенью воспроизводимости, которая достигается в процедурах сравнения различных эталонов массы с международным прототипом килограмма. Такое сравнение можно проводить путем взвешивания на пружинных весах, погрешность которых не превышает 1 10-8. Эталоны кратных и дольных единиц для килограмма устанавливаются комбинированным взвешиванием на весах.
Поскольку метр определяется через скорость света, его можно воспроизводить независимо в любой хорошо оборудованной лаборатории. Так, интерференционным методом штриховые и концевые меры длины, которыми пользуются в мастерских и лабораториях, можно проверять, проводя сравнение непосредственно с длиной волны света. Погрешность при таких методах в оптимальных условиях не превышает одной миллиардной (1 10-9). С развитием лазерной техники подобные измерения весьма упростились, и их диапазон существенно расширился.
Точно так же секунда в соответствии с ее современным определением может быть независимо реализована в компетентной лаборатории на установке с атомным пучком. Атомы пучка возбуждаются высокочастотным генератором, настроенным на атомную частоту, и электронная схема измеряет время, считая периоды колебаний в цепи генератора. Такие измерения можно проводить с точностью порядка 1 10-12 – гораздо более высокой, чем это было возможно при прежних определениях секунды, основанных на вращении Земли и ее обращении вокруг Солнца. Время и его обратная величина – частота – уникальны в том отношении, что их эталоны можно передавать по радио. Благодаря этому всякий, у кого имеется соответствующее радиоприемное оборудование, может принимать сигналы точного времени и эталонной частоты, почти не отличающиеся по точности от передаваемых в эфир.
Механика. Исходя из единиц длины, массы и времени, можно вывести все единицы, применяемые в механике, как было показано выше. Если основными единицами являются метр, килограмм и секунда, то система называется системой единиц МКС; если – сантиметр, грамм и секунда, то – системой единиц СГС. Единица силы в системе СГС называется диной, а единица работы – эргом. Некоторые единицы получают особые названия, когда они используются в особых разделах науки. Например, при измерении напряженности гравитационного поля единица ускорения в системе СГС называется галом. Имеется ряд единиц с особыми названиями, не входящих ни в одну из указанных систем единиц. Бар, единица давления, применявшаяся ранее в метеорологии, равен 1 000 000 дин/см2. Лошадиная сила, устаревшая единица мощности, все еще применяемая в британской технической системе единиц, а также в России, равна приблизительно 746 Вт.
Температура и теплота. Механические единицы не позволяют решать все научные и технические задачи без привлечения каких-либо других соотношений. Хотя работа, совершаемая при перемещении массы против действия силы, и кинетическая энергия некой массы по своему характеру эквивалентны тепловой энергии вещества, удобнее рассматривать температуру и теплоту как отдельные величины, не зависящие от механических.
Термодинамическая шкала температуры. Единица термодинамической температуры Кельвина (К), называемая кельвином, определяется тройной точкой воды, т.е. температурой, при которой вода находится в равновесии со льдом и паром. Эта температура принята равной 273,16 К, чем и определяется термодинамическая шкала температуры. Данная шкала, предложенная Кельвином, основана на втором начале термодинамики. Если имеются два тепловых резервуара с постоянной температурой и обратимая тепловая машина, передающая тепло от одного из них другому в соответствии с циклом Карно, то отношение термодинамических температур двух резервуаров дается равенством T2 /T1 = -Q2Q1, где Q2 и Q1 – количества теплоты, передаваемые каждому из резервуаров (знак <минус> говорит о том, что у одного из резервуаров теплота отбирается). Таким образом, если температура более теплого резервуара равна 273,16 К, а теплота, отбираемая у него, вдвое больше теплоты, передаваемой другому резервуару, то температура второго резервуара равна 136,58 К. Если же температура второго резервуара равна 0 К, то ему вообще не будет передана теплота, поскольку вся энергия газа была преобразована в механическую энергию на участке адиабатического расширения в цикле. Эта температура называется абсолютным нулем. Термодинамическая температура, используемая обычно в научных исследованиях, совпадает с температурой, входящей в уравнение состояния идеального газа PV = RT, где P – давление, V – объем и R – газовая постоянная. Уравнение показывает, что для идеального газа произведение объема на давление пропорционально температуре. Ни для одного из реальных газов этот закон точно не выполняется. Но если вносить поправки на вириальные силы, то расширение газов позволяет воспроизводить термодинамическую шкалу температуры.
Международная температурная шкала. В соответствии с изложенным выше определением температуру можно с весьма высокой точностью (примерно до 0,003 К вблизи тройной точки) измерять методом газовой термометрии. В теплоизолированную камеру помещают платиновый термометр сопротивления и резервуар с газом. При нагревании камеры увеличивается электросопротивление термометра и повышается давление газа в резервуаре (в соответствии с уравнением состояния), а при охлаждении наблюдается обратная картина. Измеряя одновременно сопротивление и давление, можно проградуировать термометр по давлению газа, которое пропорционально температуре. Затем термометр помещают в термостат, в котором жидкая вода может поддерживаться в равновесии со своими твердой и паровой фазами. Измерив его электросопротивление при этой температуре, получают термодинамическую шкалу, поскольку температуре тройной точки приписывается значение, равное 273,16 К.
Существуют две международные температурные шкалы – Кельвина (К) и Цельсия (С). Температура по шкале Цельсия получается из температуры по шкале Кельвина вычитанием из последней 273,15 К.
Точные измерения температуры методом газовой термометрии требуют много труда и времени. Поэтому в 1968 была введена Международная практическая температурная шкала (МПТШ). Пользуясь этой шкалой, термометры разных типов можно градуировать в лаборатории. Данная шкала была установлена при помощи платинового термометра сопротивления, термопары и радиационного пирометра, используемых в температурных интервалах между некоторыми парами постоянных опорных точек (температурных реперов). МПТШ должна была с наибольшей возможной точностью соответствовать термодинамической шкале, но, как выяснилось позднее, ее отклонения весьма существенны.
Температурная шкала Фаренгейта. Температурную шкалу Фаренгейта, которая широко применяется в сочетании с британской технической системой единиц, а также в измерениях ненаучного характера во многих странах, принято определять по двум постоянным опорным точкам – температуре таяния льда (32° F) и кипения воды (212° F) при нормальном (атмосферном) давлении. Поэтому, чтобы получить температуру по шкале Цельсия из температуры по шкале Фаренгейта, нужно вычесть из последней 32 и умножить результат на 5/9.
Единицы теплоты. Поскольку теплота есть одна из форм энергии, ее можно измерять в джоулях, и эта метрическая единица была принята международным соглашением. Но поскольку некогда количество теплоты определяли по изменению температуры некоторого количества воды, получила широкое распространение единица, называемая калорией и равная количеству теплоты, необходимому для того, чтобы повысить температуру одного грамма воды на 1° С. В связи с тем что теплоемкость воды зависит от температуры, пришлось уточнять величину калории. Появились по крайней мере две разные калории – <термохимическая> (4,1840 Дж) и <паровая> (4,1868 Дж). <Калория>, которой пользуются в диететике, на самом деле есть килокалория (1000 калорий). Калория не является единицей системы СИ, и в большинстве областей науки и техники она вышла из употребления.
Электричество и магнетизм. Все общепринятые электрические и магнитные единицы измерения основаны на метрической системе. В согласии с современными определениями электрических и магнитных единиц все они являются производными единицами, выводимыми по определенным физическим формулам из метрических единиц длины, массы и времени. Поскольку же большинство электрических и магнитных величин не так-то просто измерять, пользуясь упомянутыми эталонами, было сочтено, что удобнее установить путем соответствующих экспериментов производные эталоны для некоторых из указанных величин, а другие измерять, пользуясь такими эталонами.
Единицы системы СИ. Ниже дается перечень электрических и магнитных единиц системы СИ.
Ампер, единица силы электрического тока, – одна из шести основных единиц системы СИ. Ампер – сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины с ничтожно малой площадью кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2 10–7 Н.
Вольт, единица разности потенциалов и электродвижущей силы. Вольт – электрическое напряжение на участке электрической цепи с постоянным током силой 1 А при затрачиваемой мощности 1 Вт.
Кулон, единица количества электричества (электрического заряда). Кулон – количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника при постоянном токе силой 1 А за время 1 с.
Фарада, единица электрической емкости. Фарада – емкость конденсатора, на обкладках которого при заряде 1 Кл возникает электрическое напряжение 1 В.
Генри, единица индуктивности. Генри равен индуктивности контура, в котором возникает ЭДС самоиндукции в 1 В при равномерном изменении силы тока в этом контуре на 1 А за 1 с.
Вебер, единица магнитного потока. Вебер – магнитный поток, при убывании которого до нуля в сцепленном с ним контуре, имеющем сопротивление 1 Ом, протекает электрический заряд, равный 1 Кл.
Тесла, единица магнитной индукции. Тесла – магнитная индукция однородного магнитного поля, в котором магнитный поток через плоскую площадку площадью 1 м2, перпендикулярную линиям индукции, равен 1 Вб.
Практические эталоны. На практике величина ампера воспроизводится путем фактического измерения силы взаимодействия витков провода, несущих ток. Поскольку электрический ток есть процесс, протекающий во времени, эталон тока невозможно сохранять. Точно так же величину вольта невозможно фиксировать в прямом соответствии с его определением, так как трудно воспроизвести с необходимой точностью механическими средствами ватт (единицу мощности). Поэтому вольт на практике воспроизводится с помощью группы нормальных элементов. В США с 1 июля 1972 законодательством принято определение вольта, основанное на эффекте Джозефсона на переменном токе (частота переменного тока между двумя сверхпроводящими пластинами пропорциональна внешнему напряжению).
Свет и освещенность. Единицы силы света и освещенности нельзя определить на основе только механических единиц. Можно выразить поток энергии в световой волне в Вт/м2, а интенсивность световой волны – в В/м, как в случае радиоволн. Но восприятие освещенности есть психофизическое явление, в котором существенна не только интенсивность источника света, но и чувствительность человеческого глаза к спектральному распределению этой интенсивности.
Международным соглашением за единицу силы света принята кандела (ранее называвшаяся свечой), равная силе света в данном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частоты 540 1012 Гц (l = 555 нм), энергетическая сила светового излучения которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср. Это примерно соответствует силе света спермацетовой свечи, которая когда-то служила эталоном.
Если сила света источника равна одной канделе во всех направлениях, то полный световой поток равен 4p люменов. Таким образом, если этот источник находится в центре сферы радиусом 1 м, то освещенность внутренней поверхности сферы равна одному люмену на квадратный метр, т.е. одному люксу.
Рентгеновское и гамма-излучение, радиоактивность. Рентген (Р) – это устаревшая единица экспозиционной дозы рентгеновского, гамма- и фотонного излучений, равная количеству излучения, которое с учетом вторичноэлектронного излучения образует в 0,001 293 г воздуха ионы, несущие заряд, равный одной единице заряда СГС каждого знака. В системе СИ единицей поглощенной дозы излучения является грэй, равный 1 Дж/кг. Эталоном поглощенной дозы излучения служит установка с ионизационными камерами, которые измеряют ионизацию, производимую излучением.
Кюри (Ки) – устаревшая единица активности нуклида в радиоактивном источнике. Кюри равен активности радиоактивного вещества (препарата), в котором за 1 с происходит 3,700 1010 актов распада. В системе СИ единицей активности изотопа является беккерель, равный активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время 1 с происходит один акт распада. Эталоны радиоактивности получают, измеряя периоды полураспада малых количеств радиоактивных материалов. Затем по таким эталонам градуируют и поверяют ионизационные камеры, счетчики Гейгера, сцинтилляционные счетчики и другие приборы для регистрации проникающих излучений.
Электрическое напряжение: определение, формула, вольтметр
Электрический ток – это проходящие через проводник электроны, несущие отрицательный заряд. Объем этого заряда или, иными словами, количество электричества характеризует силу тока. Мы знаем, что сила тока одинакова во всех местах цепи.
Электроны не могут исчезать или «спрыгивать» с проводов и нагрузки. Поэтому, силу тока мы можем измерить в любом месте электрической цепи. Однако, будет ли одинаковым действие тока на разные участки этой цепи? Давайте разберемся.
Проходя по проводам, ток лишь слегка их нагревает, однако не совершает при этом большой работы. Проходя же через спираль электрической лампочки, ток не просто сильно нагревает ее, он нагревает ее до такой степени, что она, раскаляясь, начинает светиться. То есть в данном случае ток совершает механическую работу, и довольно приличную работу. Ток тратит свою энергию. Электроны в том же количестве продолжают бежать дальше, но энергии у них уже поменьше.
Определение электрического напряжения
То есть электрическое поле должно было «протащить» электроны через нагрузку, и энергия, которая при этом израсходовалась, характеризуется величиной, называемой электрическим напряжением. Эта же энергия потратилась на какое-то изменение состояния вещества нагрузки. Энергия, как мы знаем, не пропадает в никуда и не появляется из ниоткуда. Об этом гласит Закон сохранения энергии. То есть, если ток потратил энергию на прохождение через нагрузку, эту энергию приобрела нагрузка и, например, нагрелась.
То есть, приходим к определению: напряжение электрического тока – это величина, показывающая, какую работу совершило поле при перемещении заряда от одной точки до другой. Напряжение в разных участках цепи будет различным. Напряжение на участке пустого провода будет совсем небольшим, а напряжение на участке с какой-либо нагрузкой будет гораздо большим, и зависеть величина напряжения будет от величины работы, произведенной током. Измеряют напряжение в вольтах (1 В). Для определения напряжения существует формула:
U=A/q,
где U – напряжение,
A – работа, совершенная током по перемещению заряда q на некий участок цепи.
Напряжение на полюсах источника тока
Что касается напряжения на участке цепи – все понятно. А что же тогда означает напряжение на полюсах источника тока? В данном случае это напряжение означает потенциальную величину энергии, которую может источник придать току. Это как давление воды в трубах. Эта величина энергии, которая будет израсходована, если к источнику подключить некую нагрузку. Поэтому, чем большее напряжение у источника тока, тем большую работу может совершить ток.
Вольтметр
Для измерения напряжения существует прибор, называемый вольтметром. В отличие от амперметра, он подключается не произвольно в любом месте цепи, а параллельно нагрузке, до нее и после. В таком случае вольтметр показывает величину напряжения, приложенного к нагрузке. Для измерения напряжения на полюсах источника тока, вольтметр подключают непосредственно к полюсам прибора.
Нужна помощь в учебе?
Предыдущая тема: Сила тока: природа, формула, измерение амперметром
Следующая тема:   Сопротивление тока: притяжение ядер, проводники и непроводники
Что такое добротность в физике
Что такое Q в физикеЧто означает Q в физике?
Q – символ заряда, n – положительное или отрицательное целое число, а e – заряд электрона, 1,60 x 1019 кулонов.Что здесь означает Q in power?
Электрический заряд – это физическое свойство вещества, которое подвергает его воздействию силы, когда оно находится рядом с другим электрически заряженным материалом. Электрический заряд (символ q) измеряется в единицах СИ, называемых кулонами и обозначаемых буквой C.Мы знаем, что q = n * e, где n = количество электронов, а e = 1,6 * 10-19.Знаете ли вы, в чем разница между Q и Q в электричестве?
В данном случае стоимость равна Q и q. Большой Q представляет собой заряд источника, который создает электрическое поле. Lite q представляет собой испытательную нагрузку, используемую для измерения напряженности электрического поля в определенном месте вокруг источника нагрузки.В чем разница между Q и Q в физике?
3 ответа. q и Q используются для зарядки, хотя Q также используется для нагрева.Иногда для обозначения определенного количества массы используются строчные буквы. q иногда просто тепловая энергия на единицу массы, например Дж / кг.Что вы имеете в виду под физикой?
В термодинамике U часто используется как символ внутренней энергии. В частности, он используется как символ гравитационной потенциальной энергии и упругой потенциальной энергии. U. Греческая буква и имя: u U upsilon. u = начальная скорость.Что за прибор?
Бесплатные устройства. Единицами заряда являются кулоны и ампер-секунды.Кулон – стандартное зарядное устройство. Заряженная сфера похожа на электроны или протоны. Электрон можно сравнить с кулонами.Что означает C?
CoulombКакая формула пополнения?
Чтобы определить электрический заряд, протекающий в цепи, необходимо знать ток и его продолжительность. Уравнение: нагрузка (кулон, C) = ток (амперы, A) × время (секунды, с). Например, если в течение 40 с протекает ток 20 А, расчет равен 20 × 40.Что означает Q в химии?
Коэффициент реакции Q выражает относительную взаимосвязь между продуктами и реагентами в данный момент времени.Ход реакции можно легко определить на основе начальных концентраций или начальных активностей всех компонентов реакции. Смотрим на общую химическую реакцию.Что означает C в физике?
E представляет собой энергию текущего объекта. m представляет собой его массу, а. c означает скорость света в вакууме (т.е. c = 2,99792458 108 м / с) Ответ: Антон Скоруцак, M.S. Физика, творец.Почему стоимость обозначена буквой Q?
Этот избыток или недостаток электронов, принцип, известный как заряд, также называют количеством электричества.E было связано с электронами, поэтому Q означает заряд после первого слова предложения.Википедия отмечает, что понятие количества электричества когда-то было распространено в науке
Что такое Heat Q?
Теплосодержание объекта Q зависит от его удельной теплоемкости c и массы m. Теплопередача – это мера тепловой энергии, которая передается, когда объект с определенной удельной теплоемкостью и массой подвергается определенному изменению температуры. Теплопередача = (масса) (удельная теплоемкость) (изменение температуры) Q = mcΔT.Кто определял стоимость?
Бенджамин ФранклинЧто такое K в законе Кулона?
Символ k – это константа пропорциональности, известная как константа закона Кулона. Значение этой константы зависит от среды, в которую погружаются загруженные объекты. Если в воде есть заряженные объекты, значение k можно уменьшить в 80 раз.Как найти q в законе Кулона?
Формула закона Кулона q1 – это первый заряд в Кулоне (Кл). q2 – второй заряд Кулона (Кл).r – расстояние между двумя зарядами в метрах (м). По мере увеличения заряда q1 и q2 сила F увеличивается.Что такое электрическая сила?
Между двумя заряженными объектами действует электрическая сила. Объекты с одинаковым зарядом, положительным и отрицательным, отталкиваются друг от друга, а предметы с противоположным зарядом, положительным и отрицательным, притягиваются друг к другу.Что такое река?
Электричество – это поток носителей электрического заряда, например электронов. Ток идет от отрицательных к положительным точкам.Ток определяется как кулон электрического заряда, который проходит через одну точку за одну секунду. Электричество широко используется в бытовой и бытовой технике.Что такое отрицательный заряд?
Определение. Атомы состоят из протонов, нейтронов и электронов. Нейтроны нейтральны и ничего не стоят. Протоны несут положительный заряд, а электроны – отрицательный. Следовательно, отрицательно заряженный объект содержит больше электронов, чем протонов. Что такое добротность в физикеQ, странный выбор для обозначения «заряда»? Слово недели по электронной продукции
Как буква Q означает «заряд» в электричестве? Единицей измерения заряда является кулон, названный в честь французского физика Шарля-Огюстена де Кулона (1736–1806), а кулон обозначается сокращенно C, но Q?
Требуется небольшая предыстория.«Заряд» означает преобладание электронов (отрицательный заряд) или недостаток электронов (положительный заряд). До того, как «электричество» означало просто мощность, которая поступает от подключения прибора к розетке, ученые изучали «электричество», потому что это слово уходит корнями в феномен притяжения, от латинского electrum и греческого electronic (оба означают «Янтарь»), когда древние изучали способность окаменелой древесной смолы, янтаря, притягивать другие вещества.Сегодня слово «электроника» заняло это исследование электронов, как указывает Мерриам-Вебстер, в котором говорится, что это слово относится к «разделу физики, который имеет дело с излучением, поведением и эффектами электронов (как в случае с электронами). лампы и транзисторы) и с электронными устройствами ».
Одним из аспектов «электричества» было его «количество». Цитата с сайта bartleby.com:
«Отрицательное и положительное электричество . Два противоположных состояния электрического состояния тел.Когда-то электричество считалось жидкостью, а тепло считалось калорийным. Считалось, что у каждого есть определенное количество. Если тело содержало больше, чем обычно, оно считалось положительным, если меньше – отрицательным в этом отношении. Другая теория заключалась в том, что существуют две разные электрические жидкости, которые нейтрализуют друг друга при контакте. Электричество теперь считается простым условием, как тепло и движение; но его энергия приводится в действие некоторыми молекулярными возмущениями, такими как трение, разрыв и химическое воздействие.Старые условия остаются в силе ».
Это «преобладание» или «недостаток» электронов, принцип, который мы знаем как «заряд», также называли «количеством электричества». «E» относится к электронам, поэтому «Q» после первого слова этой фразы стало обозначать «заряд». Википедия отмечает, что «термин« количество электричества »когда-то был распространен в научных публикациях. Он часто встречается в трудах Франклина, Фарадея, Максвелла, Милликена и Дж. Дж. Томсона и даже иногда использовался Эйнштейном.Все эти ученые изучали заряд, и сегодня это слово используется вместо «количество электричества», но Q остается.
Упрощенная формула заряда – в реальном мире расчет может быть довольно сложным – это
Q = I t
Где
Q – заряд в кулонах (Кл)
I – ток в амперах (A)
t – время в секундах (с)
Узнайте больше об электронных продуктах Журнал DigitalElectronic Products Magazine
Электростатика – AP Physics 2
Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает или несколько ваших авторских прав, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту.Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.
Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в виде ChillingEffects.org.
Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.
Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:
Вы должны включить следующее:
Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса – изображению, ссылке, тексту и т. д. – относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; и Ваше заявление: (а) вы добросовестно полагаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.
Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:
Чарльз Кон
Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105
Или заполните форму ниже:
Срок действия
| Определение | ||
Срок
| |||
Срок
| Определение | ||
Клемма
| Определение | ||
| Срок | Определение
| ||
Член
| Определение | ||
Член
| Определение | ||
Срок
| Определение
| ||
| Срок | Определение
| ||
Член
| Определение
| ||
| Срок | Определение
| ||
Срок
| Определение
| ||
| Срок | Определение
| ||
| Срок | Определение
| ||
Срок действия
| Определение
| ||
| Срок | Определение
| ||
Срок
| Определение
| ||
| Срок | Определение
| ||
Срок действия
| Определение
| ||
Срок действия
| Определение
| ||
| Срок | Определение
| ||
| Срок | Определение
| ||
| Срок | Определение
| ||
Энциклопедия физики элементарных частиц Джона Гриббина
Здесь в одном томе Джон Гриббин, отмеченный наградами писатель и физик, собрал ответ на все, что вам нужно знать о квантовом мире – место где было сделано большинство величайших научных достижений двадцатого века. Это исключительное руководство начинается с подробного введения, излагающего текущее состояние знаний в области физики элементарных частиц.На протяжении всей книги Гриббин объединяет статьи о структуре частиц и их взаимодействии, отчеты о теоретических открытиях в квантовой механике и их практических приложениях, а также занимательные биографии ученых, проложивших путь открытий. В специальном разделе «Хронология» обозначены ключевые даты в нашем стремлении понять квантовый мир наряду с вехами мировой истории и истории науки. «Q is for Quantum» – незаменимый помощник для всех, кто интересуется физикой элементарных частиц.К историческим моментам относятся: работа Исаака Ньютона о частицах в семнадцатом веке; трансформация алхимии в химию в восемнадцатом и девятнадцатом веках, завершившаяся публикацией Дмитрием Менделеевым периодической таблицы элементов в 1869 году; Джеймс Клерк Максвелл провел исследование электромагнетизма и волн примерно в то же время; и блестящие исследования Христиана Гюйгенса, Томаса Янга и Огюстена Френеля. Среди более длинных биографий в книге есть биографии таких гигантов науки двадцатого века, как Эрвин Шредингер, Альберт Эйнштейн, Ричард Фейнман, Линус Полинг, Роберт Оппенгеймер и Андрей Сахаров.Квантовая физика сегодня имеет прямое и постоянное отношение к жизни. Фундаментальные жизненные процессы, такие как работа ДНК, зависят от квантового поведения атомов. Как отмечается в энциклопедии, человеческое завоевание этого микромира уже привело к разработке компьютерных микросхем и ценных методов углеродного датирования, и мы находимся на пороге еще больших практических достижений. Гриббин показывает, что настоящие квантовые компьютерные технологии постепенно воплощают в жизнь мечты научной фантастики, и определяет удивительные возможности получения энергии от ядерного синтеза.Никто не может сомневаться в том, что плоды квантовой электродинамики, самой точной из когда-либо разработанных научных теорий, еще предстоит собрать в полной мере. И никто не будет спорить, что это единственное упоминание об этом странном и чудесном мире. Любопытные, творческие и смелые потребуют эту энциклопедию фундаментальной науки будущего.
Электростатика
Работа – это изменение потенциальной энергии: U B – U A = q ′ Ed .
В общем, разность электростатических потенциалов , иногда называемая разностью электрических потенциалов , определяется как изменение энергии на единицу положительного заряда, или В B – В A = ( U B – U A ) / q ′. Для определенных конфигураций электрического поля может потребоваться интегральное определение электростатического потенциала:
, где тестовый заряд движется по интегральной линии от точки A к точке B по пути s в электрическом поле ( E ).
Для особого случая параллельных пластин:
, где В – разность потенциалов между пластинами, измеренная в вольтах (В):
Электрический потенциал из-за точечного заряда (q) на расстоянии (r) от точечного заряда равен
Следующая задача иллюстрирует расчеты электрического поля и потенциала точечных зарядов.
Пример 3: Учитывая два заряда +3 Q и – Q на расстоянии X друг от друга, найдите следующее: (1) В какой точке (точках) на линии электрическое поле равно нулю? (2) В какой точке (точках) электрический потенциал равен нулю? (См. Рисунок 11.)
Рисунок 11
Расположение двух точечных начислений для примера.
Первая задача – найти области, где электрическое поле равно нулю. Электрическое поле является вектором, и его направление можно определить с помощью пробного заряда. Рисунок разделен на три области. Между противоположными зарядами направление силы на испытательный заряд будет одинаковым для каждого заряда; следовательно, в области II невозможно иметь нулевое электрическое поле.Несмотря на то, что силы, действующие на пробный заряд от двух зарядов в области I, имеют противоположные направления, сила и, следовательно, электрическое поле никогда не могут быть нулевыми в этой области, потому что пробный заряд всегда ближе к наибольшему заданному заряду. Следовательно, область III – единственное место, где E может быть равно нулю. Выберите произвольную точку (r) справа от – Q и установите два электрических поля равными. Поскольку поля расположены в противоположных направлениях, векторная сумма в этой точке будет равна нулю.
Если дано X , решите для r .
Потенциал не является вектором, поэтому потенциал равен нулю, если выполняется следующее уравнение:
, где r м – расстояние от контрольной точки до +3 Q и r 2 – расстояние до – Q .
Этот пример иллюстрирует разницу в методах анализа при нахождении векторной величины ( E ) и скалярной величины (V). Обратите внимание, что если бы заряды были либо положительными, либо отрицательными, можно было бы найти точку с нулевым электрическим полем между зарядами, но потенциал никогда не был бы равен нулю.
Электрическая потенциальная энергия пары точечных зарядов, разделенных расстоянием r , составляет
Эквипотенциальные поверхности – это поверхности, на которых не требуется работать для перемещения заряда из одной точки в другую. Эквипотенциальные поверхности всегда перпендикулярны силовым линиям электрического поля. Эквипотенциальные линии – это двумерные представления пересечения поверхности с плоскостью диаграммы. На рисунке эквипотенциальные линии показаны для (а) однородного поля, (б) точечного заряда и (в) двух противоположных зарядов.
Solutions HW # 1 – Physics 122
Solutions HW # 1 – Physics 122Solutions Homework Set # 1 – Physics 122
Задача 1.
Поскольку две сферы идентичны, общий заряд будет распределен одинаково через них, когда они касаются.Общий начальный заряд равен
Таким образом, окончательный заряд равен
.Задача 2.
Электрическое поле в средней точке из-за заряда Q равно
Электрическое поле в средней точке из-за заряда q равно
Знак минус в этих уравнениях означает, что для положительного заряда q, электрическое поле в средней точке будет направлено влево.Общая электрическое поле в средней точке представляет собой векторную сумму электрических полей генерируется двумя зарядами:
Направление электрического поля в средней точке либо к влево или вправо, в зависимости от того, какой из двух зарядов более положительный. Примечание: в задачах задается величина электрического поля!
Задача 3.
Электрическая сила между зарядами в окончательной конфигурации равна равно
Проблема 4.
Рисунок 1. Проблема 4 .
На основании симметрии распределения заряда можно сделать вывод что электрическое поле в точке P будет направлено прямо вверх или прямо вниз для положительного и отрицательного распределения заряда соответственно. Рассматривать небольшой сегмент пластикового стержня под углом [тета]. Если угловая ширина этого сегмента равна d [theta], то сумма заряда на этом сегмент равен:
Величина полного электрического поля в точке P из-за этого небольшого сегмента. равно:
Из-за аргумента симметрии нам нужно учитывать только вертикальную компонент этого поля:
Чтобы получить полное электрическое поле в точке P, необходимо просуммировать все сегменты, что эквивалентно изменению [theta] от – [pi] / 2 до + [пи] / 2:
Проблема 5.
Когда шары свешиваются вертикально, действуют только две силы. на них: сила тяжести и напряжение. Они действуют противоположно направлениях, а поскольку система находится в состоянии покоя, результирующая сила, действующая на шары должны быть равны 0 Н. Таким образом:
Примечание: убедитесь, что вы используете правильные единицы измерения. Если вы хотите рассчитать напряжение в Ньютонах, вам нужно использовать кг для массы.
Задача 6.
Рис. 2. Задача 6: силы на шаре.
После добавления заряда в систему действуют три силы. каждый шар: гравитационная сила, натяжение и электрическая сила. Эти силы схематически показаны на рисунке 2. Поскольку система находится на в остальном, чистая сила, действующая на каждый мяч, должна быть равна нулю. Рассмотрим вертикаль составляющая чистой силы, действующей на каждый мяч:
Это уравнение сразу говорит нам, каково натяжение каждой нити:
Проблема 7.
Рассмотрим горизонтальную составляющую чистой силы, действующей на каждый мяч:
Здесь r – расстояние между двумя заряженными шарами. Это уравнение можно переписать, чтобы найти r:
Используя тригонометрию, мы можем определить следующее соотношение между угол [тета], длина строки l и расстояние r:
Это уравнение можно использовать для определения l:
Проблема 8.
Электрический пробой возникает, когда электрическое поле достигает критического значения. значение Ecrit. Сила на свободный электрон в этом поле равна
Результирующее ускорение равно
Если предположить, что электрон стартует из состояния покоя, его скорость в момент времени t будет равна равно:
Его кинетическая энергия в момент времени t будет равна
Задача определяет кинетическую энергию электрона.Предыдущее уравнение можно использовать, чтобы определить, в какое время электрон достигает этого кинетического энергия:
В это время электрон переместится на расстояние d, равное
.Задача 9.
Используйте график, показанный в вашем задании, для определения электрического поля. в интересующем месте E (x). Сила, действующая на частицу заряда q, равна равно
Таким образом, соответствующее ускорение, испытываемое этой частицей, равно к
Задача 10.
Рисунок 3. Проблема 10.
Для расчета электрического поля, создаваемого прямоугольным распределением заряда. сначала рассмотрим электрическое поле, создаваемое одной стороной, например сторона длины L. Возникновение электрического поля очень похоже на к возникновению электрической силы на точечном заряде q из-за бесконечно длинное прямое распределение заряда (см. Пример 2 в Главе 23), за исключением что вместо интегрирования по [theta] между – [pi] / 2 и [pi] / 2, мы необходимо интегрировать в меньшем угловом диапазоне.
Рассмотрим ситуацию, показанную на рисунке 3. Максимальный угол [тета] составляет равно
Теперь можно рассчитать электрическое поле в позиции, показанной на рисунке 3. из уравнения (12) в главе 23, изменив пределы интегрирования:
В задаче мы имеем два стержня длиной L, разделенных расстоянием W. Электрическое поле в точке A будет направлено в вертикальном направлении, поскольку горизонтальные компоненты отменяются (см.