Fyzikalna hadanka

Všetko možné na prevetranie mozgových závitov.

Moderátori: Merak, Moderátori

Split

Fyzikalna hadanka

Príspevok od používateľa Split » 26 Júl 2012, 16:01

Snad nieco na zamyslenie, inspiraciu cerpam z jednej knizky, sam som nad tym nikdy neuvazoval.

V skole pri elektrostatike ste sa stretli s pojmom bodovy naboj. Vacsinou je to nejaka gulicka, ktorej rozmery su zanedbane. Povedzme si ale ze chceme vytvorit realny bodovy naboj, napr. gulicka zeleza. Otazka znie: je mozne vytvorit realny bodovy naboj s hocjakymi rozmermi s lubovolne velkym nabojom?

elmoto
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 3084
Dátum registrácie: 15 Aug 2011, 00:00
Bydlisko: Žilina
Vek: 41

Re: Fyzikalna hadanka

Príspevok od používateľa elmoto » 26 Júl 2012, 16:07

Ked zoberieme vesmir ako gulu tak ma urcite nejaky naboj nie? Tak potom odpoved je asi ano :)
0
nie som tu

Používateľov profilový obrázok
petersno
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 2774
Dátum registrácie: 06 Aug 2011, 00:00
Bydlisko: ba
Vek: 60

Re: Fyzikalna hadanka

Príspevok od používateľa petersno » 26 Júl 2012, 16:20

tiez by som odpovedal kladne, taky vrtulnik klesajuci k ponorke, ci k vedeniu vn sa nejakeho toho naboja zbavit musi
0

Používateľov profilový obrázok
jaromir
Power user
Power user
Príspevky: 4537
Dátum registrácie: 08 Júl 2011, 00:00
Vek: 37

Re: Fyzikalna hadanka

Príspevok od používateľa jaromir » 26 Júl 2012, 16:23

Odpoved je nie.

Pozadie: Bodovy naboj ma nulovy priemer a pri nenulovom naboji (co je jeden z predpokladov akehokolvek naboja) sa smerom k miestu naboja bude zvysovat elektricke pole a limitne smerovat do nekonecna pre limitne priblizenie sa k "jadru" tohto bodoveho naboja. Ak by sme mali naboj, idealne rozlozeny, v objeme nenuloveho priemeru, na jeho povrchu bude mensie ako nekonecne elektricke pole (z matematickeho hladiska sa da nazvat ako navycislitelne, lebo nastava delenie nulou), takze v realite sa mozeme priblizit k niecomu, co nazvem "ne-bodovy naboj".
To je jeden z dovodov, preco neexistuje bodovy naboj: zrutil by sa nam vesmir :D

Lenze, zijeme v realnom svete a je nemozne rozptylit naboj po objeme realneho vodica (v tomto pripade guloveho tvaru) tak, aby mal vsade rovnaku hustotu. Tym padom nebude na povrchu gulicky rovnaky potencial a ked nebude rovnaky potencial, nemoze vytvarat okolo seba idealne gulove elektricke pole - tym myslim pole, kde plochy rovnakeho elektrickeho pola nebudu gulove plochy a vektory maximalnej intenzity pola nebudu vzdy priesecnikom stredu gule.

Takze to, co sa da vytvorit v pozemskych podmienkach sa bude od bodoveho naboja lisit nielen tym, ze pole nebude mat "gulovy tvar", ale aj tym, ze nebude v nijakom mieste nekonecne, ako v pripade bodoveho naboja.

Vesmir ma nejaky naboj, ale nemoze byt gulou tak ako si ju predstavujeme v nasom kartezianskom suradnom systeme, takze sa nan neda aplikovat predstava, resp. priblizenie bodoveho naboja. Okrem toho, je znacne nehomogenny.
0

Split

Re: Fyzikalna hadanka

Príspevok od používateľa Split » 26 Júl 2012, 16:35

pravda, K plus jaromir za az prilis podrobny popis.. v knizke to bolo popisane troska laickejsie, cakal som ze niekto to vysvetli prave laickejsie no nevadi... ale skusme dalsiu hadanku ( anech sa zamyslia mladsie generacie): majme lubovolne zariadenie (elektrolyt, gulicku atd). Je mozne vytvorit naboj hodnoty presne 1 Coulomb?

Používateľov profilový obrázok
petersno
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 2774
Dátum registrácie: 06 Aug 2011, 00:00
Bydlisko: ba
Vek: 60

Re: Fyzikalna hadanka

Príspevok od používateľa petersno » 26 Júl 2012, 16:39

to mam zato, ze sa pustam do hadaniek :(
0

Používateľov profilový obrázok
jaromir
Power user
Power user
Príspevky: 4537
Dátum registrácie: 08 Júl 2011, 00:00
Vek: 37

Re: Fyzikalna hadanka

Príspevok od používateľa jaromir » 26 Júl 2012, 16:41

No vidis, mne to prislo ako najjednoduchsie mozne vysvetlenie... :D uz ani nedokazem spocitat kolko roznych prichuti fyziky som mal medzi predmetmi na FEI-ke, tak asi som deformovany :rolleyes:
Dalsiu hadanku zatial necham na pokoji, nech sa mozu vyjadrit ostatni...
0

addman
Okoloidúci
Okoloidúci
Príspevky: 1
Dátum registrácie: 03 Jún 2013, 18:57

Re: Fyzikalna hadanka

Príspevok od používateľa addman » 03 Jún 2013, 20:29

Dobrý deň,

toto je môj prvý príspevok do tohoto fóra (aj keď jeho čitateľom som už dlhšie), tak dúfam, že nespravím žiadne faux pas (napríklad tým, že sa pripojím do rok starej diskusie). Ale toto ma trápi:
jaromir napísal:
Lenze, zijeme v realnom svete a je nemozne rozptylit naboj po objeme realneho vodica (v tomto pripade guloveho tvaru) tak, aby mal vsade rovnaku hustotu. Tym padom nebude na povrchu gulicky rovnaky potencial a ked nebude rovnaky potencial, nemoze vytvarat okolo seba idealne gulove elektricke pole - tym myslim pole, kde plochy rovnakeho elektrickeho pola nebudu gulove plochy a vektory maximalnej intenzity pola nebudu vzdy priesecnikom stredu gule.
Prečo sa nedá náboj rozptýliť homogénne? Teda autor príspevku uvažoval materiál, s ktorého pripravíme "bodový náboj" je kov, čo je trochu obmedzujúce. Ale nech je. Ak pripravíme kovovú guličku. Tak stačí aby rozloženie náboja v nej bolo sféricky symetrické, na to aby vytvorilo okolo seba sféricky symetrický potenciál. Jediné, čo môže ešte kaziť túto úvahu, a to len v mikroskopickej úrovni sú: kvantové a tepelné fluktuácie náboja, alebo mriežka iónového pozadia. Kvantové fluktuácie aj pri nulovej teplote, však ustrednené za čas vytvoria symetrický potenciál, rovnako aj tepelné. A obi dve fluktuácie sú dosť malé. Kvantové od svojej povahy a tepelné (sú dve fonónové a elektrónové) tiež. Elektrónové (ak záporný náboj tvoria elektróny) tepelné fluktuácie, kvôli veľkosti fermiho teploty, tá je pre bežne kovy cca 10000K a tú teploty prakticky, žiadny materiál kovový nevydrží. Fonónové tepelné fluktuácie, kvôli hmotnosti iónov. Iónová mriežka (myslím, že kovy majú väčšinou Bcc) nie je nikdy sféricky symetrická (dokonca aj keby to bolo kovové sklo) a túto chybu pravdepodobne elektróny nevykompenzujú. Ale všetko toto, začne byť relevantné, až keď budeme merať jeho potenciál veľmi blízko jeho povrchu. Nehovoriac o tom, že pre dĺžkové miery o pár rádov nižšie ako tu stráca tento problém význam, nakoľko pojem potenciálu sa stráca.

Inak si myslím, že by to bol veľmi dobre ideálny bodový náboj (ak by nebol vystavený príliš veľkým poliam).

Druha vec ku ktorej sa chcem vyjadriť, že (aj keď stým bol autor témy spokojný), nemyslím si, že odpovedá na ním položenú otázku. Ako ju ja chápem je tak, že či sa dá pre dopredu zvolený fixovaný objem urobiť náboj ľubovoľnej veľkosti. čo sa očividne nedá, lebo lebo ak zafixujeme veľkosť guličky definujeme jej nejakú kapacitu. Tá bude odrážať veľkosť spádu potenciálu na hranici guličky. A pre nejaký konečný náboj tento spád prekoná výstupnú prácu nejakého nosiča náboja v materiály a ten odíde.

Mňa by hlavne zaujímalo, že prečo bude náboj v guličke tak nehomogénny, že v konečnom dôsledku budeme považovať tento objekt za zdroj nesférickosymetrického potenciálu.

Ďakujem! A.
0

Napísať odpoveď