Scopic електрически носители на заряд
Съгласно микроскопични носители зареждане разбере заредени частици и йони. Те могат да се носят както положителни, така и отрицателен заряд. Според цифровата стойност може да бъде само един пъти целочислени началното:
Към днешна дата, въпреки значителното експериментален усилие се открива микроскопични носители с фракционна зареждат в свободно състояние.
Има повече от 200 частици и огромен брой йони, атоми и молекули. Повечето от частиците след появата има за кратко време, след което се разпада в други частици, т.е.. Е. частиците имат ограничен живот. В повечето случаи това е изключително малка и е нищожна част от секундата. Но има и малък брой от заредени частици, които имат безкраен живот. Това електрон, протон и нейната античастица: антипротон и позитрон. Протоните са част от атомните ядра и електроните на електронен слой атоми. Именно тези частици и да предизвика почти всички изследваните явления в хода на електричеството и магнетизма. Съставът включва също ядрата и неутроните. Те са електрически неутрален и по време на живота си като част от ядрата не се ограничава. Въпреки това, извън ядрото, т.е.. Е. В свободна държава, по време на живота си за 17 минути. Електроните и протоните в свободно състояние да има безкраен живот.
Заредени йони се дължи на факта, че съставът на атом или молекула електрони обвивка са "допълнителни" електрони (отрицателни йони), или те нямат един или повече (положителни йони). Следователно, въпросът за това как микроскопичен йони на носители на заряд се свежда до въпрос за обвиненията на електрони и протони.
Материалът на електронен носител е елементарен отрицателен заряд. Обикновено се приема, че електрон място е неструктурирана частиците т. Е. цялата електрическия заряд на електрон се концентрира в една точка. Такова представяне е самостоятелно противоречиви, тъй като енергията на електрическото поле, генерирано от разходи точка е безкрайна и следователно трябва да бъде безкрайна и инерционна маса точка заряд, което противоречи на експеримента защото електрона маса равни кг. Въпреки това, с това противоречие трябва да бъдат съгласувани поради липса на задоволително и по-малко противоречиви оглед на структурата (или липсата на структура) електрон. Трудността на собственото си тегло безкраен преодолее успешно при изчисляването на различни ефекти с мас renormalization.
Подобни експерименти също са били извършени върху електрон разсейване от неутрони. Оказа се, че във вътрешността на неутрона също има електромагнитна структура. Разпределението на зареждане е показан на Фигура 2а.
Ясно е, че центърът се намира в близост до неутронна положителния заряд, и по-далеч от центъра - отрицателна. В зоната, ограничена от кривите и хоризонталната ос са равни, следователно, положителния заряд е отрицателно и общата неутрона е електрически неутрален. Имайте предвид, че размерът на зоните, в които се концентрират електрически заряди на протона и неутрона са едно и също.
Сега се смята, че се състои от два протона квази-частици - кварки с такси +2/3 и един с zaryadom- / 3 (виж фигура 1б ..). Неутронна обратно състои от две извара с зареждане - / 3 и един такса +2/3 (виж Фигура 2Ь ..). Quark непрекъснато се движи. Техният относителен времето на престой на различни разстояния от центъра могат да бъдат ефективно представен като замазване на таксата по обем. В свободно състояние, не са намерени кварки. Сега се смята, че те по принцип не може да се намери в свободно състояние, тъй като е необходимо да се харчат енергия, Жоро и те не съществуват вътре в протоните и неутроните. Това предположение може да обясни много от явленията и следователно приема като най-вероятно хипотеза.
Spin и магнитен момент.
Освен зареждане частици могат да имат ъглов момент, който се нарича спин. Spin не е причинено от въртенето на частиците около оста си, тъй като за такова обяснение би трябвало да се предположи съществуването на линейна скорост на въртене, по-голяма от скоростта на светлината, което е невъзможно. Поради това завъртане се счита като вътрешен собственост на частиците и свързано с него в присъствието на частици от магнитните свойства, а именно наличието на магнитен момент, който също не може да се обясни с движение заряд и се счита за първоначална собственост на частиците. Имайте предвид, че в класическата електродинамика магнитен момент може да бъде само в резултат на движението на такси по затворените пътища.
Ето защо, спин магнитния момент на частиците може да бъде описан в класическата теория на електричеството и магнетизма. Въпреки това, поради въртене магнитните моменти на магнитното поле може да бъде по избор описано феноменологично. Обикновено, тази сила на полето е много ниска. Само в случай на постоянни магнити, тя достига високи стойности. Класическа теория не е в състояние да се опише механизма на възникване на тази област, но самата областта е постоянните магнити е напълно описани от класическата теория.
Начално зареждане и неговата инвариантност.
Идеята за дискретен характер на електрически заряд за първи път е предложена от Франклин през 1752, но в резултат на пилотните - дискретни електрически заряди по принцип трябва да става от открита през 1834 г. от Майкъл Фарадей (1791-1867) закони на електролиза. Но това заключение от законите за електролиза се извършва само през 1881 г., GL фон Хелмхолц (1821-1894) и Д. Stoneem (1826-1911). През 1895 Г. Г. Lorents (1853-1928), разработена теорията на електромагнетизма, се основава на идеята за действително съществуващи елементарни заряди (електрони). Числовата стойност на начално зареждане е теоретично изчислен въз основа на законите на електролиза. Пряка експериментално измерване на Миликан (1868-1953) за първи път е извършена от начално зареждане през 1909 г.
Milliken счита движение на малки сферични частици в вискозна течност в електрическо поле под действието на гравитацията, Архимед сила, електрически сили и вискозно триене. Уравнението на втория закон на Нютон е:
Всички сили изключение = може да се измери експериментално чрез преместване частици без електрическо поле. Средства за (1.1) може да се намери, и знаеше, намерени. промени на частиците след известно време, което се отразява на движението на материална точка. Намирането и по различно време, може да се намери. Също така е възможно да се променят електрическото поле и да се гарантира, че частицата е в покой. В този случай, силата на триене отсъства и са известни останалите сили. Поради това, знаейки, че може да се идентифицира. Осъществяване на голям брой измервания на обвинението, Миликан установено, че винаги е кратно на същата величина; т. е. Millikan установено, че Kl.
Разбира се и в бъдеще са разработени по-напредналите методи (метод резонанс), но резултатът е един и същ - частична такса в свободно състояние не съществува.
Що се отнася до опитите за измерване на такса измерени както положителни, така и отрицателни начално зареждане. В момента тя установено експериментално, че негативният елементарни заряда на електрона е равна на абсолютната стойност на положителния заряд на протона с относителна точност 10-21, т.е., във всеки случай - .. Относителната грешка.
Инвариантността такса е неговата независимост на числовите стойности на скоростта. В действителност, инвариантност се доказва от факта на неутрални атоми. От - разликите на масите на електрона и протона може да се заключи, че електроните в атома се движат много по-бързо от протони. И ако таксата е в зависимост от скоростта, неутралност би било нарушено. Понастоящем се оказа експериментално зареждане инвариантност за електронни скорости до, където с = 3M / с - скоростта на светлината във вакуум. Няма причина да се предположи, че той не е инвариант, а при по-високи скорости. Ето защо, инвариантността на зареждане се приема като един от пилотните проучвания, теорията на електричеството.