Tuberkuliini diagnostika tüübid. Positiivne ja negatiivne eluenergia Negatiivse energia diagramm

N.K. Gladysheva, IOSO RAO, kool nr 548, Moskva

Seda küsimust pole nn talliõpikutes kunagi üksikasjalikult käsitletud. Gümnaasiumiõpilastele peeti seda liiga raskeks. Samal ajal usuvad õpilased (ja sageli ka õpetajad), et energia saab olla ainult positiivne suurus. See toob kaasa arusaamatusi energia muundamise analüüsimisel erinevates protsessides. Näiteks kuidas saame seletada, et vee keetmisel läheb kogu ainele antav energia aurustumiseks, samas kui osakeste liikumise keskmine kineetiline energia ei muutu ja osakeste interaktsioonienergia võrdub nulliga? Kuhu kaob küttekehast tulev energia? Selliseid näiteid võib tuua palju. Kuid otstarbekam on mitte vaikida, et kehadevahelise vastasmõju energia võib olla nii positiivne kui ka negatiivne. Raskused selle sätte mõistmisel on kaugeleulatuvad. Lõppude lõpuks saavad isegi algklasside õpilased aru, et ümbritsev temperatuur võib olla nii positiivne kui ka negatiivne! Pealegi tajuvad koolilapsed üsna kergesti teiste temperatuuriskaalade (Celsiuse, Fahrenheiti, Reaumur) olemasolu koos Kelvini skaalaga. Seega ei jää gümnaasiumiõpilasele arusaamatuks mõte, et mõne füüsikalise suuruse arvväärtus sõltub selle viite tinglikult valitud päritolust.

Potentsiaalse energia võrdluspunkti valimine

Näitame, kuidas õpilastele selgitada, et mehaaniliste nähtuste uurimisel on paljudel juhtudel mugav valida potentsiaalse energia võrdlustase nii, et sellel oleks negatiivne väärtus.

Energia muundamise analüüs eeldab õpilaste üksikasjalikumat tutvumist selle vormidega. Iga õpik teatab, et keha massiga m, mis liigub valitud võrdlusraami suhtes teatud kiirusega v, on selles kaadris kineetilise energiaga Ekin = mv2/2. Kui keha on mingis võrdlusraamistikus liikumatu, siis on selle kineetiline energia võrdne nulliga. Seetõttu nimetatakse keha kineetilist energiat liikumisenergiaks. Erinevalt teistest liikumisomadustest, nagu kiirus v või impulss p = mv, ei ole kineetiline energia seotud liikumissuunaga. See on skalaarne suurus. Soovitav on kutsuda õpilasi iseseisvalt näitama, et keha ja kehade süsteemi kineetiline energia ei saa olla negatiivne suurus.

Potentsiaalse energia olemus võib olla täiesti erinev. Matemaatilise pendli puhul (materiaalne punkt massiga m, mis on riputatud kaaluta venimatule niidile pikkusega l) seostatakse seda pendli koormuse külgetõmbamisega Maa poolt. Just see gravitatsiooniline vastastikmõju vähendab koormuse kiirust ülespoole liikudes. Tennisepalli vastu seina põrkumise korral on potentsiaalne energia seotud palli deformatsiooniga. Koormuse Maaga interaktsiooni energial ja deformatsioonienergial on ühist see, et sellist energiat saab muundada kineetiliseks energiaks ja vastupidi.

Kuid mitte kõik protsessid ei ole pöörduvad. Näiteks kui haamer tabab pliitükki, kaob haamri kineetiline energia jäljetult – vasar peaaegu ei põrka pärast lööki tagasi. Sel juhul muundatakse haamri kineetiline energia soojuseks ja selle järgnevaks pöördumatuks hajumiseks.

Vaatame lähemalt potentsiaalse energia mõistet. Potentsiaalse energia olemus on erinev, seega pole selle arvutamiseks ühtset valemit. Kõigist interaktsiooni tüüpidest puutume kõige sagedamini kokku Maa ja selle pinna lähedal asuvate kehade gravitatsioonilise vastasmõjuga, seega peaksime esmalt peatuma gravitatsioonilise interaktsiooni tunnuste arutelul.

Mis on Maa ja selle pinna lähedal asuvate kehade vastasmõju potentsiaalse energia arvutamise valem? Vastuse pakuvad pendli võnkumised. Pange tähele (joonis 1): punktid B, kus kineetiline energia muundatakse täielikult varjatud (potentsiaalseks) vormiks, ja punkt A,

kus pendli kineetiline energia on täielikult taastunud, asuvad Maa pinnast erinevatel kõrgustel. Huygens leidis ka, et pendli tõusu kõrgus h punktis B on võrdeline pendli kiiruse v2max ruuduga alumises punktis A. Leibniz hindas varjatud (potentsiaalse) energia hulka punktides B pendli massi m järgi. koormus ja selle tõusu kõrgus h võnkumisel. Maksimaalse kiiruse vmax ja kõrguse h täpsed mõõtmised näitavad, et võrdsus on alati täidetud:

kus g  10 N/kg = 10 m/s2. Kui vastavalt energia jäävuse seadusele eeldame, et kogu pendli kineetiline energia muudetakse punktides B koormuse gravitatsioonilise vastasmõju energiaks Maaga, siis tuleb selle vastasmõju energia arvutada kasutades valem:

See valem peidab tingimuslikku kokkulepet: interakteeruvate kehade asukoht, mille juures nende vastasmõju energiat En loetakse tinglikult võrdseks nulliga (nulltase), valitakse nii, et selles asendis on kõrgus h = 0. nulltasemel, juhinduvad füüsikud vaid soovist lihtsustuseks piirülesannete lahendust lihtsustada. Kui mingil põhjusel on mugav eeldada, et potentsiaalne energia on punktis kõrgusel h0  0 võrdne nulliga, siis on potentsiaalse energia valem järgmine:

Ep = mg(h – h0).

Mõelge kaljult alla kukkunud kivile (joonis 2). On vaja kindlaks teha, kuidas muutub kivi kineetiline energia Ek ja potentsiaalne energia En interaktsioonis Maaga langedes. Oletame, et kalju serval (punkt A) on kivi kiirus null.

Kui kivi langeb, on selle hõõrdumine õhuga väike, seega võime eeldada, et energia hajumist ja selle muundumist soojuseks ei toimu. Järelikult energia jäävuse seaduse järgi kivi langemisel ei muutu kehade süsteemi Maa + kivi kineetilise ja potentsiaalse energia summa, s.t.

(Ek + Ep)|B = (Ek+E0)|A.

Pangem tähele järgmist.

1. Vastavalt ülesande tingimustele punktis A on kivi kiirus null, seega Ek| A = 0.

2. Kivi ja Maa vastastikmõju potentsiaalse energia nulltase on mugav valida nii, et ülesande lahendamine oleks ülimalt lihtsustatud. Kuna märgitud on ainult üks fikseeritud punkt - kivi A serv, siis on mõistlik see lähtekohaks võtta ja panna Ep| A = 0. Siis koguenergia (Ek + Ep)|A = 0. Järelikult jääb kivi ja Maa kineetilise ja potentsiaalse energia summa energia jäävuse seaduse kohaselt üldse nulliks. trajektoori punktid:

(Ek + Ep) | B = 0.

Kahe nullist erineva arvu summa võrdub nulliga ainult siis, kui üks neist on negatiivne ja teine ​​positiivne. Oleme juba märkinud, et kineetiline energia ei saa olla negatiivne. Seetõttu järeldub võrdsusest (Ek + Ep)|B = 0, et langeva kivi ja Maa vastasmõju potentsiaalne energia on negatiivne suurus. See on tingitud potentsiaalse energia nulltaseme valikust. Kivi koordinaadi h nullpunktiks võtsime kivi serva. Kõik punktid, mille kaudu kivi lendab, asuvad kalju serva all ja nende punktide h-koordinaatide väärtused jäävad alla nulli, s.o. need on negatiivsed. Järelikult valemi En = mgh järgi peab ka langeva kivi Maaga vastasmõju energia En olema negatiivne.

Energia jäävuse seaduse võrrandist Ek + En = 0 järeldub, et igal kõrgusel h kivimi servast allapoole on kivi kineetiline energia võrdne tema potentsiaalse energiaga, mis on võetud vastupidise märgiga:

Ek = –En = –mgh

(Tuleb meeles pidada, et h on negatiivne väärtus). Potentsiaalse energia Ep ja kineetilise energia Ek sõltuvuse graafikud koordinaadist h on näidatud joonisel fig. 3.

Samuti on kasulik kohe mõelda juhtumile, kui punktis A kivi visatakse püsti kindla vertikaalkiirusega v0. Algmomendil on kivi kineetiline energia Ek = mv02/2 ja potentsiaalne energia kokkuleppeliselt null. Trajektoori suvalises punktis on koguenergia võrdne kineetilise ja potentsiaalse energia summaga mv2/2 + mgh. Energia jäävuse seadus on kirjutatud järgmiselt:

mv02/2 = mv2/2 + mgh.

Siin võib h-l olla nii positiivseid kui ka negatiivseid väärtusi, mis vastab kivi liikumisele viskepunktist ülespoole või langemisele punktist A allapoole. Seega on h teatud väärtuste puhul potentsiaalne energia positiivne ja teiste puhul negatiivne. See näide peaks näitama õpilasele potentsiaalsele energiale teatud märgi määramise tava.

Pärast õpilaste tutvumist ülaltoodud materjaliga on soovitatav nendega arutada järgmisi küsimusi:

1. Mis tingimusel on keha kineetiline energia võrdne nulliga? keha potentsiaalne energia?

2. Selgitage, kas joonisel 1 olev graafik vastab kehade Maa + kivi süsteemi energia jäävuse seadusele. 3.

3. Kuidas muutub visatud palli kineetiline energia? Millal see väheneb? kas see suureneb?

4. Miks kivi kukkudes osutub selle potentsiaalne energia negatiivseks, aga kui poiss mäest alla veereb, peetakse seda positiivseks?

Keha potentsiaalne energia gravitatsiooniväljas

Järgmine samm hõlmab õpilaste tutvustamist gravitatsiooniväljas oleva keha potentsiaalse energiaga. Keha ja Maa gravitatsioonivälja vastasmõju energiat kirjeldatakse valemiga En = mgh ainult siis, kui Maa gravitatsioonivälja võib pidada ühtlaseks, koordinaatidest sõltumatuks. Gravitatsioonivälja määrab universaalse gravitatsiooni seadus:

kus R on raadiuse vektor, mis on tõmmatud Maa massikeskmest (võetud lähtepunktiks) antud punkti (tuletame meelde, et gravitatsiooniseaduses peetakse kehasid punktitaolisteks ja liikumatuteks). Analoogiliselt elektrostaatikaga võib selle valemi kirjutada järgmiselt:

ja nimetada seda gravitatsioonivälja intensiivsuse vektoriks antud punktis. On selge, et see väli muutub koos kaugusega välja loovast kehast. Millal saab gravitatsioonivälja lugeda piisava täpsusega homogeenseks? Ilmselgelt on see võimalik ruumipiirkonnas, mille mõõtmed h on palju väiksemad kui kaugus välja keskpunktist R. Teisisõnu, kui kaalute maja ülemiselt korruselt alla kukkuvat kivi, võite seda julgelt ignoreerida. gravitatsioonivälja väärtuse erinevus ülemisel ja alumisel korrusel. Planeetide liikumist ümber Päikese uurides ei saa aga eeldada, et planeet liigub ühtlases väljas, vaid tuleks kasutada üldist gravitatsiooniseadust.

Võite tuletada üldise valemi kehadevahelise gravitatsioonilise interaktsiooni potentsiaalse energia kohta (kuid ärge paluge õpilastel seda järeldust reprodutseerida, kuigi nad peaksid loomulikult teadma lõplikku valemit). Näiteks vaatleme kahte statsionaarset punktkeha massiga m1 ja m2, mis asuvad üksteisest kaugusel R0 (joonis 4). Tähistame nende kehade gravitatsioonilise vastasmõju energiat En0-ga. Oletame veel, et kehad on kaugusele R1 veidi lähemale liikunud. Nende kehade vastasmõju energiaks sai En1. Vastavalt energia jäävuse seadusele:

Ep = Ep1 – Ep0 = Ftõukejõud. keskmine s,

kus Fthrust cр – keskmise gravitatsioonijõu väärtus jõu suunas liikuva keha lõigul s = R1 – R0. Universaalse gravitatsiooni seaduse kohaselt on jõu suurus:

Kui kaugused R1 ja R0 erinevad üksteisest vähe, saab vahemaa Rav2 asendada korrutisega R1R0. Seejärel:

Selles võrdsuses vastab En1 vastab . Seega:

Saime valemi, mis näitab gravitatsioonilise interaktsiooni potentsiaalse energia kahte tunnust (seda nimetatakse ka gravitatsioonienergiaks):

1. Valem ise sisaldab juba potentsiaalse gravitatsioonienergia nulltaseme valikut, nimelt: kehade gravitatsioonilise vastasmõju energia muutub nulliks, kui kõnealuste kehade vaheline kaugus on lõpmatult suur. Pange tähele, et sellel kehade gravitatsioonilise interaktsiooni energia nullväärtuse valikul on selge füüsiline tõlgendus: kui kehad liiguvad üksteisest lõpmatult kaugele, siis nad praktiliselt lõpetavad gravitatsioonilise vastasmõju.

2. Kuna igasugune reaalne kaugus, näiteks Maa ja raketi vahel, siis loomulikult on gravitatsioonilise interaktsiooni energia sellise võrdluspunkti valikuga alati negatiivne.

Joonisel fig. Joonisel 5 on kujutatud graafik raketi ja Maa gravitatsioonilise vastastikmõju energia sõltuvusest Maa keskpunkti ja raketi vahelisest kaugusest. See peegeldab mõlemat gravitatsioonienergia tunnust, millest me rääkisime: see näitab, et see energia on negatiivne ja suureneb Maa ja raketi vahelise kauguse suurenedes nulli suunas.

Suhtlemisenergia

Õpilaste omandatud teadmine, et energia võib olla nii positiivne kui ka negatiivne suurus, peaks leidma rakendust aineosakeste sidumisenergia uurimisel selle erinevates agregatsiooniseisundites. Näiteks võib õpilastele pakkuda järgmisi kvalitatiivseid arutluskäike.

Oleme juba näinud, et aineosakesed liiguvad alati kaootiliselt. Just osakestele sellise liikumisvõime andmisega suutsime seletada mitmeid loodusnähtusi. Aga miks siis lauad ja pliiatsid, majaseinad ja meie ise ei haju eraldi osakesteks?

Peame eeldama, et aineosakesed interakteeruvad ja tõmbuvad üksteise poole. Ainult piisavalt tugev vastastikune osakeste külgetõmbejõud suudab hoida neid vedelikes ja tahketes ainetes üksteise lähedal ning takistada nende kiiret eri suundades hajumist. Aga miks siis gaasides olevad osakesed ei püsi üksteise lähedal, miks nad laiali lendavad? Ilmselt ei piisa gaasides osakeste omavahelisest ühendusest nende säilitamiseks.

Mehaanikas kasutasime kehade vastastikmõju (ühenduse) hindamiseks sellist füüsikalist suurust nagu interaktsiooni potentsiaalne energia. Aine kineetilises teoorias iseloomustab aineosakeste seost nende vastasmõju energia Ec (see energia ei ole alati potentsiaalne). Asjaolu, et osakesed vedelikes ja tahketes ainetes hoiavad üksteist, kuid mitte gaasides, viitab sellele, et osakeste sidumisenergia nendes keskkondades on erinev.

Gaas. Gaasis on osakeste vaheline kaugus suur ja nende ühendus nõrk. Osakesed põrkuvad aeg-ajalt omavahel ja anuma seintega. Kokkupõrked on olemuselt elastsed, st. koguenergia ja koguimpulss säilivad. Kokkupõrgete vaheaegadel liiguvad osakesed vabalt, s.t. ära suhtle. On mõistlik eeldada, et gaasis olevate osakeste vastasmõju (sideme) energia on ligikaudu null.

Vedelik. Vedelikus viiakse osakesed üksteisele lähemale ja puutuvad osaliselt kokku. Nende vastastikune külgetõmme on tugev ja seda iseloomustab sidumisenergia Ecw (vesi). Ühe molekuli lahtirebimiseks vedeliku põhimassist on vaja teha tööd A > 0. Selle tulemusena muutub molekul vabaks nagu gaasis, s.t. selle sidumisenergiat võib lugeda võrdseks nulliga. Vastavalt energia jäävuse seadusele Ecw (vesi) + A = 0, millest Ecw (vesi) = –A< 0.

Vees leiduvate osakeste energia Eb (vesi) arvulise väärtuse määramiseks pöördume katse poole. Juba igapäevased tähelepanekud viitavad: veekeetjas keeva vee aurustamiseks on vaja põletada teatud kogus puitu või gaasi. Teisisõnu, tööd on vaja teha. Termomeetri abil saate veenduda, et keeva vee ja selle kohal oleva auru temperatuur on sama. Järelikult on osakeste keskmine liikumise energia keevas vees ja aurus sama. Kütusest keevasse vette kantud soojusenergia muundatakse aurustuva vee osakeste vastasmõju energiaks. See tähendab, et keevas vees on osakeste energia Eb väiksem kui veeauru puhul. Kuid paaris Ec(paar) = 0, seega on osakeste interaktsiooni energia vedelikus väiksem kui null, s.t. negatiivne.

Kalorimeetrite abil tehtud mõõtmised näitavad, et 1 kg keeva vee aurustamiseks normaalsel atmosfäärirõhul tuleb sellele üle kanda umbes 2,3  106 J energiat. Osa sellest energiast (umbes 0,2  106 J) kulutatakse selleks, et tekkiv veeaur saaks vedeliku pinna kohal olevast õhukesest kihist õhuosakesed välja tõrjuda. Ülejäänud energia (2,1  106 J) läheb veeosakeste sidumisenergia suurendamiseks nende üleminekul vedelikust auruks (joonis 6). Arvutused näitavad, et 1 kg vett sisaldab 3,2  1025 osakest. Jagades energia 2,1  106 J 3,2  1025-ga, saame: iga veeosakese sidumisenergia Eb teiste osakestega vedelikust aurule üleminekul suureneb 6,6  10–20 J võrra.

Tahke. Jää sulamiseks ja veeks muutmiseks tuleb teha tööd või anda jääle üle teatud kogus soojust. Veemolekulide sidumisenergia tahkes faasis Eb< 0, причем эта энергия по модулю больше, чем энергия связи молекул воды в жидкой faas. Jää sulamisel jääb selle temperatuur 0 °C; Sulamisel tekkiv vesi on sama temperatuuriga. Seetõttu on aine tahkest olekust vedelasse viimiseks vaja suurendada selle osakeste interaktsioonienergiat. 1 kg juba sulama hakanud jää sulatamiseks peate kulutama 3,3  105 J energiat (joonis 7). Peaaegu kogu seda energiat kasutatakse osakeste sidumisenergia suurendamiseks nende üleminekul jäält vette. Energia jagamine

3,3  105 J 3,2  1025 osakese kohta, mis sisalduvad 1 kg jääs, leiame, et jääosakeste interaktsioonienergia Eb on 10–20 J väiksem kui vees.

Seega on auruosakeste interaktsioonienergia null. Vees on iga selle osakese sidumisenergia teiste osakestega ligikaudu 6,6  10–20 J väiksem kui aurus, s.t. Eb(vesi) = –6,6  10-20 J. Jääs on iga osakese sidumisenergia kõigi teiste jääosakestega 1,0  10-20 J väiksem kui vees (ja vastavalt 6,6  10-20 J + 1,0  10–20 J = 7,6  10–20 J vähem kui veeaurus). See tähendab, et jääl Ec(ice) = –7,6  10–20 J.

Aine osakeste interaktsioonienergia tunnuste arvestamine erinevates agregatsiooniseisundites on oluline selleks, et mõista energia muundumist aine üleminekul ühest agregatsiooniolekust teise.

Toome eelkõige näiteid küsimustest, millele õpilased saavad nüüd ilma suuremate raskusteta vastata.

1. Vesi keeb konstantsel temperatuuril, neelates energiat gaasipõleti leegist. Mis juhtub, kui see juhtub?

A) Veemolekulide liikumisenergia suureneb;

B) suureneb veemolekulide vastastikmõju energia;

C) veemolekulide liikumisenergia väheneb;

D) veemolekulide interaktsioonienergia väheneb.

(Vastus: B.)

2.Jää sulatamisel:

A) suureneb jäätüki kineetiline energia;

B) suureneb jää siseenergia;

C) jäätüki potentsiaalne energia väheneb;

D) jää siseenergia väheneb.

(Vastus: B.)

Siiani oleme käsitlenud teineteist tõmbuvate kehade vastasmõju energiat. Elektrostaatikat õppides on kasulik õpilastega arutada küsimust, kas osakeste vastasmõju on üksteist tõrjudes positiivne või negatiivne. Kui osakesed tõrjuvad üksteist, ei ole vaja neile energiat anda, et üksteisest kaugele eemalduda. Interaktsioonienergia muundatakse lendavate osakeste liikumisenergiaks ja väheneb osakeste vahelise kauguse suurenedes nullini. Sel juhul on interaktsioonienergia positiivne suurus. Interaktsioonienergia tuvastatud tunnuseid saab koondada järgmiste küsimuste arutamisel:

1. Kas kahe vastandliku laenguga kuuli vastastikmõju energia on positiivne või negatiivne? Põhjenda oma vastust.

2. Kas kahe sarnaselt laetud kuuli vastasmõju energia on positiivne või negatiivne? Põhjenda oma vastust.

3. Kaks magnetit lähenevad üksteisele sarnaste poolustega. Kas nende vastasmõju energia suureneb või väheneb?

Kommunikatsioonienergia mikrokosmoses

Kvantmehaanika kontseptsioonide kohaselt koosneb aatom tuumast, mida ümbritsevad elektronid. Tuumaga seotud võrdlusraamis on aatomi koguenergia tuuma ümber elektronide liikumise energia, elektronide Coulombi interaktsiooni energia positiivselt laetud tuumaga ja Coulombi interaktsiooni energia summa. elektronid omavahel. Vaatleme kõige lihtsamat aatomit – vesinikuaatomit.

Arvatakse, et elektroni koguenergia on võrdne Coulombi tuumaga interaktsiooni kineetilise energia ja potentsiaalse energia summaga. Bohri mudeli järgi võib elektroni koguenergia vesinikuaatomis omandada ainult teatud väärtuste kogumi:

kus E0 väljendatakse maailmakonstantide ja elektroni massina. Mugavam on mõõta E(n) arvväärtusi mitte džaulides, vaid elektronvoltides. Esimesed lubatud väärtused on:

E(1) = –13,6 eV (maa energia, elektroni kõige stabiilsem olek);

E(2) = –3,4 eV;

E(3) = –1,52 eV.

Kogu vesinikuaatomi koguenergia lubatud väärtuste seeria on mugav märgistada vertikaalsel energiateljel kriipsudega (joonis 8). Teiste keemiliste elementide aatomite elektronenergia võimalike väärtuste arvutamise valemid on keerulised, kuna Aatomitel on palju elektrone, mis interakteeruvad mitte ainult tuumaga, vaid ka üksteisega.

Aatomid ühinevad, moodustades molekule. Molekulides on elektronide ja aatomituumade liikumise ja vastastikmõju pilt palju keerulisem kui aatomites. Sellest lähtuvalt muutub siseenergia võimalike väärtuste kogum ja muutub keerukamaks. Mis tahes aatomi ja molekuli siseenergia võimalikel väärtustel on mõned omadused.

Esimese tunnuse tegime juba selgeks: aatomi energia on kvantiseeritud, s.t. saab võtta ainult diskreetse väärtuste komplekti. Iga aine aatomitel on oma energiaväärtuste komplekt.

Teine omadus on see, et kõik aatomite ja molekulide elektronide koguenergia võimalikud väärtused E(n) on negatiivsed. See omadus on seotud aatomi ja selle tuuma elektronide vahelise interaktsioonienergia nulltaseme valikuga. Üldtunnustatud seisukoht on, et elektroni ja tuuma vastastikmõju energia on null, kui elektron eemaldatakse suurel kaugusel ja elektroni Coulombi külgetõmbejõud tuuma suhtes on tühine. Kuid selleks, et elektron tuumast täielikult lahti rebida, peate kulutama natuke tööd ja kandma selle üle tuum + elektronide süsteemi. Teisisõnu, selleks, et elektroni ja tuuma vastastikmõju energia muutuks nulliks, tuleb seda suurendada. Ja see tähendab, et elektroni ja tuuma vastastikmõju algenergia on väiksem kui null, s.t. negatiivne.

Kolmas omadus on see, et joonisel fig. 8, aatomi siseenergia võimalike väärtuste märgid lõpevad E = 0. See ei tähenda, et elektron + tuum süsteemi energia ei saaks põhimõtteliselt olla positiivne. Kuid kui see jõuab nullini, lakkab süsteem olemast aatom. Tõepoolest, väärtuse E = 0 korral eemaldatakse elektron tuumast ja vesinikuaatomi asemel on elektron ja tuum, mis ei ole omavahel seotud.

Kui eraldunud elektron jätkab liikumist kineetilise energiaga Ek, võib enam interakteeruvate osakeste ioon + elektron süsteemi koguenergia saada mis tahes positiivseid väärtusi E = 0 + Ek.

Arutelu küsimused

1. Millised komponendid moodustavad aatomi siseenergia?

2. Miks me käsitlesime aatomi energiat ainult vesinikuaatomi näitel?

3. Milliseid järeldusi aatomi siseenergia tunnuste kohta järeldub kvantmehaanilisest mudelist?

4. Miks me peame aatomi või molekuli siseenergiat negatiivseks?

5. Kas iooni + elektroni rühma energia võib olla positiivne?

Aatomi siseenergia tundmine mitte ainult ei kindlusta teadmisi potentsiaalse energia negatiivsete väärtuste võimalikkuse kohta, vaid selgitab ka mitmeid nähtusi, näiteks fotoelektrilise efekti nähtust või aatomite valguse emissiooni. Lõpuks võimaldavad saadud teadmised õpilastel arutada väga huvitavat küsimust tuumas olevate nukleonide vastasmõju kohta.

On kindlaks tehtud, et aatomituum koosneb nukleonitest (prootonitest ja neutronitest). Prooton on osake, mille mass on 2000 korda suurem kui elektron ja mis kannab positiivset elektrilaengut (+1). Elektrodünaamikast teadaolevalt tõrjuvad sama märgiga laengud üksteist. Seetõttu lükkab elektromagnetiline interaktsioon prootoneid lahku. Miks tuum ei lagune oma osadeks? Veel 1919. aastal avastas E. Rutherford tuumasid α-osakestega pommitades, et prootoni tuumast välja löömiseks peab α-osakese energia olema umbes 7 MeV. See on mitusada tuhat korda rohkem energiat, kui on vaja elektroni eemaldamiseks aatomist!

Arvukate katsete tulemusena tehti kindlaks, et tuuma sees olevad osakesed on ühendatud põhimõtteliselt uut tüüpi interaktsiooniga. Selle intensiivsus on sadu kordi suurem kui elektromagnetilise interaktsiooni intensiivsus, mistõttu seda kutsuti tugevaks interaktsiooniks. Sellel interaktsioonil on oluline omadus: see on väikese ulatusega ja "lülitub sisse" ainult siis, kui nukleonite vaheline kaugus ei ületa 10–15 m. See seletab kõigi aatomituumade väiksust (mitte rohkem kui 10–14 m).

Tuuma prooton-neutron mudel võimaldab arvutada tuumas olevate nukleonide sidumisenergiat. Meenutagem, et mõõtmiste järgi võrdub see ligikaudu –7 MeV-ga. Kujutagem ette, et 4 prootonit ja 4 neutronit ühinesid berülliumi tuumaks. Iga neutroni mass on mn = 939,57 MeV ja iga prootoni mass on mp = 938,28 MeV (siin kasutame tuumafüüsikas aktsepteeritud ühikute süsteemi, milles massi mõõdetakse mitte kilogrammides, vaid ekvivalentsetes energiaühikutes, ümber arvutatud kasutades Einsteini seost E0 = mc2). Järelikult on 4 prootoni ja 4 neutroni kogu puhkeenergia enne nende ühinemist tuumaks 7511,4 MeV. Be tuuma puhkeenergia on 7454,7 MeV. Seda saab esitada nukleonide endi puhkeenergia (7511,4 MeV) ja nukleonide omavaheliste seostumisenergia Eb summana. Sellepärast:

7454,7 MeV = 7511,4 MeV + Ev.

Siit saame:

Ep = 7454,7 MeV –7511,4 MeV = –56,7 MeV.

See energia jaotub berülliumi tuuma kõigi 8 nukleoni vahel. Järelikult moodustab igaüks neist ligikaudu –7 MeV, nagu selgub katsetest. Leidsime taas, et vastastikku ligitõmbavate osakeste sidumisenergia on negatiivne suurus.

Meie elavas maailmas on peaaegu võimatu säilitada harmoonilist aurat, astudes pidevalt peente asjade vahetusse inimeste ja objektidega.

Negatiivne energia ilmneb inimeses positiivsete vibratsioonide hävimise, ebaõige mõtlemise või teise maailma inimeste ja objektide mõju tõttu. Kuid ärge kartke probleeme bioväljas, sest negatiivsust saab tõrjuda või teisendada ja seejärel kasutada peente asjade kaitsmise meetodeid.

Miks inimene kaotab energiat?

Enamasti on elujõu väljavool seotud indiviidi äärmise seotusega minevikusündmustesse. Jutt käib nn sidemetest, mis on loodud teiste inimeste energiaga, subjekti jaoks olulised ja mida toetavad ka pidevalt negatiivsed emotsioonid.

Tavaliselt pöördub inimene oma elus sageli tagasi stressirohke olukordade ja negatiivsete asjaolude juurde. Obsessiivsed mured ja kahtlused on tunded, mis nõuavad palju energiat, mistõttu bioväli nõrgeneb. Enim energiat tarbivate olekute peamised tüübid on:

Kahju endast ja teistest

Soov mitte teisi reeta ja nende eest pidevalt hoolt kanda, samuti soov end igas olukorras kaitsta viib tohutu elujõu kaotuseni.

Haletsus ei ole armastus, seega ei täida see aurat värske ja puhta energiaga. Ohverdus ja pidev soov aidata on lihtsalt ebavõrdse energiavahetuse vorm.

Pahameel

Inimese enda suhtes ebaausate sündmustega seotud mälestused häirivad kõige sagedamini hinge ja meelt. Pidev olukordadele mõtlemine võtab palju aega ja energiat.

Lisaks on negatiivsete emotsioonide projitseerimine kurjategijale kindel viis saada sama asja vastu ja isegi suuremas mahus. Sama kehtib ka kättemaksujanu kohta, kui inimene kulutab energiat kurjuse kättemaksuplaani väljatöötamiseks.

Häbi-, süü- või alandustunne

Mälestused ärakasutamisest või valesti tegemisest seostuvad olukorra parandamatusega, see on hirmutav ja tüütu.

Inimene on enda peale vihane, mistõttu ta mitte ainult ei tapa positiivseid energiavooge, vaid täidab ka biovälja negatiivse ainega.

Kadedus

See emotsioon mitte ainult ei takista sul elurõõme nautimast, vaid rikub ära ka teise kadeduse objektiks saanud inimese energia. Selle tulemusena hakkab mängu karma seadus ning inimene upub enda negatiivsusse ja kogemustesse. Aega raisatakse pigem tühjadele unistustele kui tegelikele eesmärkidele.

Mõned tekkivad emotsioonid on seotud mitte niivõrd päris inimestega, vaid materiaalse maailma objektidega. Väga sageli on inimene sunnitud lahku minema mõnest esemest, väärisesemetest, rahast. Kui ta mõtleb pidevalt oma kaotustele, vihastab enda ja teiste peale, raiskab ta energiat 24 tundi ööpäevas. Samas ei jäta mõtted teda isegi une pealt maha, mistõttu bioväli öösel ei uuene.

Põhjuseid, miks inimesel energiat napib, on veel mitmeid.

• Esiteks mängib rolli elustiil, sest kui inimene teeb midagi, milles ta süda ei ole, kannatab ta pidevalt.
• Teiseks avaldab emotsionaalsete kogemuste allasurumine eos negatiivset mõju bioväljale. Mõnikord võib energia ära voolata, kuna inimese inimestevahelise suhtluse piirid on nihkunud. Mõned inimesed võivad muutuda krooniliseks raske aura kandjaks, kuna neil on palju psühholoogilisi traumasid, sealhulgas lapsepõlvest ja suhetest vanematega.

Energia väljavoolu klassifikatsioon

Mõned esoteerikud liigitavad energia väljavoolu põhjused vastavalt sellele, millist inimkeha taset need mõjutavad:

• Füüsilisest kestast varastavad energiat kummardunud ja küürus asendid, liigutuste tugev lõdvus, teiste inimeste väline jäljendamine, aga ka haigused, lihaspinged, äkilised ja spontaansed liigutused ning agressiivne tants.
• Eeterlikul duublil puudub elujõud vale hingamise, loodusega suhtlemise puudumise ja üldise toonuse languse tõttu.
• Astraalkeha kaotab energiat negatiivsete emotsioonide, pessimismi ja depressiooni tõttu. Siin mõjutavad ka sisemised konfliktid, vastuolulised soovid, sõltuvused ja kiindumused ning unehäired.
• Eluliste jõudude väljavool aura mentaalse kihi tasandil toimub kaootilise mõttevoolu, sagedase unenägude maailma sukeldumise ja asjatu lobisemise tõttu.

Miks halb aura ruumidesse ilmub? Siin võivad mõjutada nii eelmiste korteriomanike peened asjad kui ka surma ja haiguse energiajäljed. Igasugune ruum säilitab kurjade inimeste ja energiavampiiride negatiivse sõnumi. Kodu- või kontoriruumi biovälja on mõttekas pärast suuremaid skandaale ja konflikte puhastada.

Negatiivsed olendid auras

Kurjade olendite hulgas, kes valivad oma elupaigaks nõrgenenud aura või negatiivsuse klombi, on oma klassifikatsioon.

Sellise moodustise olemasolu bioväljas saab hinnata kasvu ja kasvajate ilmnemise järgi mitte ainult energiakehas, vaid ka füüsilises kehas.

Iga väike üksus tõmbab ligi sarnaseid mõttevorme, mis viib kesta täieliku täitumiseni negatiivsusega, inimkäitumise muutumiseni ja elundite hävimiseni. Tähelepanuväärne on see, et neil olenditel on kombeks elada mitte ainult inimestes, vaid ka eluruumides. Nende tõttu halveneb järsult kodune õhkkond, kontoris on halb aura ja tööl juhtub õnnetusi.

Peamised tulnukate energia-informatsiooni struktuurid peenmaailmast on:

• Valetav vaim- üksus, mis viib tõsise depressioonini ja on ohtlik valede mõtete ja emotsioonide ilmnemise tõttu. Tihti klammerdub nende inimeste aura külge, kes suhtlevad riskidele kalduvate inimestega. Need on näiteks narkomaanid, innukad kasiinomängurid ja kihlveohuvilised.
• Lucifer- ebamaise päritoluga teispoolsuse maailma kujunemine. Kõige sagedamini ilmub see bioväljale täiskuu või noorkuu ajal. Olemuse märgid on raevuhood, tugev iha, janu vaidluste, vägivalla ja seksi järele. Need vibratsioonid võivad kujutada endast järjekordset moodustist, vale olemust. Olendist vabanemiseks peate kahetsema eelmiste elude patte.
• Arhimaania- ahnuse ja võimu struktuurid. Sellise olemuse omaniku jaoks langeb vaimsete väärtuste tase materiaalse rikkuse soovi tõttu.
• UFO- kinnisidee energiastruktuur, mis tekib bioväljas kosmoselaevaga reisimise unenäo hetkel. Selle moodustise kandjatel on kehal kummalised jäljed, armid ja haavad. Essentsist saad lahti vaid 75-80 aurapuhastusseansi jooksul.
• Religioonivastane üksus- tulnukas struktuur, mis segab usutseremooniatel osalemist. Samas tekivad inimese peas kõige uskumatumad põhjused, miks ta ei saa kirikus käia ega vaimulikuga suhelda.
• Närviblokaator- energeetiline essents, mis suurendab mis tahes stressirohke olukorra tagajärgi. Inimesel hakkab valutama kael või selg, täheldatakse ka migreeni ja pidevaid näotõmbeid. Kui inimest on tabanud sügav isiklik tragöödia, võib programm "Leina" tema külge kinnituda.
• Iseprogrammeerimine- see on üksus, mis on moodustatud iseseisvalt, ilma välismõjude juhtimiseta. Tavaliselt tõmbab seda struktuuri pidev negatiivset tüüpi mõttevool. Selle põhjuseks võivad olla rahalised raskused, probleemid isiklikus elus jne. Tekkimismehhanismi kriteeriumi järgi on olemas ka võõras struktuur, mille on teadlikult loonud teised inimesed ja mis on maagilise rituaaliga biovälja toodud. Samal ajal on vaja eraldi esile tuua need olendid, mis pärinevad nõidadest või nõidadest.
• Tule- või õhukonstruktsioon- hävitav inimenergia, mis on põhjustatud sagedasest kokkupuutest tule või õhu elementidega. Tavaliselt leidub rasketel suitsetajatel. Olend ründab täiskuu ajal ja teda köidab eriti vigastatud õhuke kest. Peamised märgid on üleerututus ja vihased rünnakud.
• Leech- võõras kasvaja, mida meelitab inimese mõtete madala vibratsiooniga kiirgus. Tavaliselt tungivad nad sisse tänu igavesele soovile olla rikas ja edukas, sest isiksuse vaimne areng samal ajal aeglustub.
• Maa märk Vähk on väline entiteet, mis on põhjustatud ahnusest ja liigsest seksuaalvahekorrast. Täiskuu ajal ründab see neid, kes ei tea, kuidas eluga hakkama saada, ning toob kaasa emotsionaalse tasakaalutuse, hirmutunde ja füüsilise nõrkuse. Kui see struktuur ületab aura, on inimene kahvatu või maalähedase jumega. Seda tüüpi vibratsioon kipub provotseerima vähki.
• Roomaja- halbade mõtete, alatute soovide tekitatud energia tootmine. Põhjustab depressiooni, agitatsiooni, pisaravoolu, unehäireid, agressiivsust ja enesetapumõtteid. Sellise olendi kõige levinum tüüp on vastne, mis püüab tugevdada inimese halbu harjumusi, näiteks suursugususe pettekujutlusi.
  Vastsed südames tekitavad armukadedust ja kadedust ning parema poole vastsed tõmbavad ligi nn 13. pruunist maailmast ning neid peetakse kõige ohtlikumaks inimese organismis tundmatute haiguste arenemise tõttu.

Ruumi lae all on väikesed flaierid ja filmid, mis suhtlevad inimesega harva, kuid toituvad tema asjade energiast. Energiatihendeid võib leida igas pimedas ruumis, kus puudub otsene päikesevalgus või ventilatsioon. Nad peidavad end 2-3 meetri kõrgusel.

Mõned flaierid sisenevad remondi käigus korteri avadesse. Reaalse kahju seisukohalt tunduvad ruumis kõige ohtlikumad peata triibulised energiaolendid, kes on nakkushaiguste allikad.

Inimest mõjutavad negatiivsed energiad

Mõnel juhul deformeerub aura tugevalt ja energia hakkab minema, kui inimese bioväljale on avaldatud teadlik maagiline mõju. Samuti võivad nõrgenenud õhukese kesta külge kinnituda teisest maailmast pärit energiaüksused. Negatiivse teabe, mida inimesed üksteisele edastavad, võib jagada mitmeks tüübiks:

Kuri silm

Aura astraalkeha täitmise protseduur negatiivse informatsiooniga väljastpoolt. Samal ajal on uuel energial emotsionaalne varjund, tavaliselt hävitav. Kuri silm häirib astraalkihi talitlust, samas blokeerib eeterkeha.

Selline kokkupuude on eriti ohtlik väikelastele, kes ei tea, kuidas end kaitsta.

Selle tulemusena tekivad neil maopõletikud ja nahahaigused. Täiskasvanute puhul ilmnevad kurja silma ebameeldivad tagajärjed mõne kuu pärast. Need on põhjendamatud hirmud, ebakindlus, õudusunenäod, valu südames ja alaseljas.

Kahju

See on negatiivne teave ja energiamõju spetsiaalse loitsu abil. Siin saab mentaalkeha trombi negatiivsete mõttevormide kujul.

Kahju võib tekitada kadedusest, aga mitte lähisugulasele. Seda teevad ka nõiad, selgeltnägijad ja nõiad.

Armastusloits või vandenõu

See on energiavoog, mis viib erinevate füüsiliste haiguste ja vaimsete häireteni. Nendest teabevoogudest pole kasu, kui probleemi põhjusega ei tegeleta. Vastasel juhul muutub inimene lihtsalt ärritunuks või väsinuks, ta kannatab hüsteerika ja tagakiusamismaania käes, ilmutab agressiivsust ja ei taha elada.

Kõik võimalikud haigused surutakse veelgi sügavamale keha elutähtsatesse protsessidesse.

Kurat

Kõige hävitavam energia negatiivse sõnumiga. See mõjuvorm mõjutab põhjuslikku keha – kõige peenemat ainet, mis vastutab karma eest. Needus on väga võimas ja kuri, sest ta tahab inimest hävitada, katkestades tema sideme kosmiliste jõududega. Sel juhul hävib isegi füüsiline kest ja vaimne keha.

Samuti on olemas põlvkondade needus - pärilik teave alateadvuses teravalt negatiivse hoiaku ja emotsionaalse stressiga. Seda energiat ja pärilikke haigusi võib kannatada kuni 7 põlvkonda. Esivanemate needus kahjustab Tõelist Mina ja astraalvälja.

Negatiivse energia vabastamine inimesest

Juhusliku või sihipärase inimmõju tagajärjel tekkinud energiakatkestusi võib alati tunda mitte ainult algstaadiumis, vaid ka negatiivsete voogude edastamise hetkel. Sellisel juhul ei pea negatiivsuse allikas tingimata olema otseses kontaktis aura kandjaga. Seetõttu on nii oluline kuulata oma sisetunnet ja intuitsiooni.

Tasub teada, et negatiivse energia ülekandmine ei ole alati eesmärk omaette, mõnikord on see lihtsalt ühesuunalise energiavahetuse kõrvalmõju.

Eelkõige püüavad teistelt tervislikku energiat saada energiavampiirid või inimesed, kelle elujõukanalid on kahjustuste tõttu blokeeritud. Selle tulemusena annavad nad neile automaatselt osa oma deformeerunud energiast.

Kuid nii või teisiti on halbade trombide eemaldamine ebameeldiv protseduur ja seda on parem ennetada.

Kuidas teha kindlaks, et bioväljas edastatakse teile negatiivseid signaale

Inimene kehtestab end vestluses

Ta räägib oma probleemidest, nõuab haletsust ja kaastunnet. Mõnikord võib ta tähelepanu huvides hakata käituma trotslikult või isegi agressiivselt. Soovides vabaneda oma negatiivsusest, nutab inimene oma vesti sisse ja soovib saada nõu. Inimene soovib oma tulevast annetajat raskustesse ja hädadesse kaasata.

Igav monoloog ja kaebused võivad peale tulla mitte ainult isiklikel kohtumistel, vaid ka telefoni teel. Mõnikord võivad inimesed rääkida lauluhäälega või vastupidi, sosistada ja susiseda, näidates ähvardavana.

Lahkunud kriitik

Juhtub ka vastupidine strateegia – selline on eemaldunud kriitiku seisukoht. Tavaliselt on selline inimene sinust eemal, kuid siis hakkab ta vigu otsima, tema rahu segab emotsionaalne torm.

Mõned neist inimestest püüavad oma ohvreid tahtlikult ärritada, kasutades neid mõjukanaleid, millele inimene reageerib tundlikumalt. Näiteks võite kuulmisõppija peale karjuda ja visuaalsele õppijale tema välimust kommenteerida.

Isiklik kohtumine

Kui kohtumine on isiklik, siis negatiivsust edasi andes võtab inimene kindlasti ähvardava poosi. Otsene visuaalne kontakt toimib ka väga olulise energiasillana.

Sellistele inimestele meeldib uksi kinni lüüa ja pidevalt oma riideid puudutada, eriti kui nad on visuaalse tähelepanu tõmbamiseks väljakutsuvalt riietatud.

Kehakontakti astumine

Oluline osa negatiivsete voogude leevendamisel, kui ohver ja negatiivsuse kandja on kinesteetikumid. Inimene ei saa mitte ainult puudutada oma käsi, nägu, õlgu, vaid ka astuda jalale ja lükata. Tõenäoline on ka esemete loopimine tulevase doonori poole.

Kui kohtate näiteks mustlast, võib ta teilt isegi juuksekarva välja tõmmata või mõne väikese eseme teie pihku panna ja siis tagasi võtta.

Kuidas seista vastu negatiivse energia ülekandmisele ja mitte saada vastu tahtmist tervisliku elujõu doonoriks? Parim on inimest mitte kuulata, vestlust katkestada, istuda eemale ja jääda alati rahulikuks. Mõnikord on mõttekas oma imagot muuta, et mitte äratada energiavampiiride tähelepanu. Abi on ka kujuteldavast peegelkaitsest keha ümber. Sundsuhtluse ajal saate ohtlikust vestluskaaslasest vaimselt distantseeruda, minnes oma fantaasiamaailma.

Kui sul endal on vajadus negatiivset energiat maha visata, siis ära suuna seda elavale objektile, pigem kasuta elementide jõudu. Saate vaadata jõe voolu, selles oma mõtteid lahustades, vihma ja küünlaleeki. Kasulik on võtta soolavanne, võluda kive, põletada lõkkel hakkepuitu, kujutleda negatiivsusega lehtreid maasse minemas.

Kuidas mõjutab raske aura vestluskaaslast?

Negatiivse biovälja kandja kurnab suuresti kõiki enda ümber, isegi põgusa ja armsa suhtlemisega. Kui suhtlus venib, tekib melanhoolia, melanhoolia, masendustunne ja puudub usk oma jõusse.

Võib esineda üksindustunnet, alusetut agressiooni ja enesetapumõtteid. Öösel piinavad inimest õudusunenäod.

Raske energia mõju juures on kõige hullem see, et see meelitab vestluspartnerisse kõikvõimalikud väiksemad ebaõnnestumised ja suuremad hädad. Seetõttu hakkavad paljud inimesed suhtlemise hetkel kohe tundma seletamatut hirmu, ärevust ja lähenevat ohtu.

Füüsilisel tasandil annab tunda ka vestluskaaslase raske energia. Tavaliselt hakkab inimene erinevates kehaosades tundma peavalu, kummalist survet ja kipitust. Rind on kokku surutud ja süda valutab. Mõnikord tunnete, et teil on külm, palavik ja higi otsmikul. Sageli algavad astmahood, õhupuudus ja vererõhu tõus. Kellegi teise aura energiasurve tõttu järsu jõukaotuse tagajärjeks on unisus, luksumine ja haigutamine.

Negatiivne energia inimeses tekitab sageli ebamugavust nii tema enda kui ka teda ümbritsevate inimeste jaoks. Seetõttu tasub regulaarselt diagnoosida enda aurat negatiivsete trombide osas ja püüda vaadata maailma positiivse pilguga, saates maailma ainult häid kavatsusi ja mõtteid.

Paljudes probleemides käsitletakse keha ühemõõtmelist liikumist, mille potentsiaalne energia sõltub ainult ühest muutujast (näiteks koordinaatidest X), st P=P(x). Nimetatakse potentsiaalse energia graafik mõne argumendi suhtes potentsiaalne kõver. Potentsiaalsete kõverate analüüs võimaldab meil määrata keha liikumise olemust.

Vaatleme ainult konservatiivseid süsteeme, st süsteeme, milles mehaanilist energiat ei muudeta vastastikku muudeks tüüpideks.

Siis kehtib energia jäävuse seadus kujul (13.3). Vaatleme potentsiaalse energia graafilist esitust ühtlases gravitatsiooniväljas oleva keha ja elastselt deformeerunud keha jaoks.

Massilise keha potentsiaalne energia T, kõrgusele tõstetud h Maapinnast kõrgemal, vastavalt (12.7), P(h) = mgh. Selle sõltuvuse graafik P = P( h) - koordinaatide alguspunkti läbiv sirgjoon (joon. 15), mille kaldenurk telje suhtes h mida suurem, seda suurem on kehakaal (kuna tg = mg).

Olgu keha koguenergia E(selle graafik on teljega paralleelne sirgjoon h). Kõrgel h kehal on potentsiaalne energia P, mille määrab punkti vahele jääv vertikaalne segment h x-teljel ja graafikul P( h). Loomulikult kineetiline energia T on antud graafiku P(h) ja horisontaaljoone vahelise ordinaatiga TEMA. Jooniselt fig. 15 järeldub, et kui h=h max , siis T= 0 ja P = E= mgh max, st potentsiaalne energia muutub maksimaalseks ja võrdub koguenergiaga.

Allolevalt graafikult leiate keha kiiruse kõrgusel h:

mv 2 /2 = mgh max -mgh, kus

v = 2g (h max -h).

Elastse deformatsiooni potentsiaalse energia sõltuvus P =kx 2 /2 deformatsioonist X on parabooli kujuga (joonis 16), kus keha antud koguenergia graafik E - sirge, paralleelne teljega

abstsiss x, a väärtused T ja P määratakse samamoodi nagu joonisel fig. 15. Jooniselt fig. 16 järeldub, et suureneva deformatsiooniga X Keha potentsiaalne energia suureneb ja kineetiline energia väheneb. Abstsiss x max määrab keha maksimaalse võimaliku tõmbedeformatsiooni ja -x max määrab keha maksimaalse võimaliku survedeformatsiooni. Kui x=±x max, siis T=0 ja П=E = kx 2 max /2 ehk potentsiaalne energia muutub maksimaalseks ja võrdub koguenergiaga.

Joonisel fig. 16 järeldub, et keha koguenergiaga on võrdne E, keha ei saa liikuda paremale x max ja vasakule -x max, kuna kineetiline energia ei saa olla negatiivne suurus ja seetõttu ei saa potentsiaalne energia olla suurem kogusummast. Sel juhul öeldakse, et keha on sees potentsiaalne auk koordinaatidega

X max xx max .

Üldjuhul võib potentsiaalikõver olla üsna keerulise kujuga, näiteks mitme vahelduva maksimumi ja miinimumiga (joonis 17). Analüüsime seda potentsiaalikõverat.

Kui E on osakese antud koguenergia, siis saab osake paikneda ainult seal, kus P(x) E, s.o. I ja III piirkonnas. Osake ei saa liikuda piirkonnast I III ja tagasi, kuna see on takistatud potentsiaalne barjäärCDG, mille laius võrdub väärtuste vahemikuga X, mille jaoks E<П, а его вы­сота определяется разностью П max -E. Selleks, et osake ületaks potentsiaalibarjääri, peab see olema varustatud täiendava energiaga, mis on võrdne barjääri kõrgusega või sellest suurem. Piirkonnas 1 koguenergiaga osake E leiab end potentsiaalsesse auku "lukustatuna". ABC ja võngub punktide vahel koordinaatidega x a Ja X C .

Punktis IN koordinaadiga x 0 (joonis 17) osakese potentsiaalne energia on minimaalne. Kuna osakesele mõjuv jõud (vt §12) F X =-d P / d x (P on ainult ühe koordinaadi funktsioon) ja minimaalse potentsiaalse energia tingimus d P/ d x=0, siis punktis INF x = 0. Kui osake nihutatakse positsioonist x 0 (nii vasakule kui paremale) kogeb see taastavat jõudu, seega asend x 0 on positsioon stabiilne tasakaal. Määratud tingimused on ka punkti jaoks täidetud X" 0 (P max jaoks). See punkt vastab aga positsioonile ebastabiilne tasakaal, alates sellest, kui osake on paigast nihkunud X" 0 ilmub jõud, mis püüab teda sellest positsioonist eemaldada.

5. Negatiivse energiaga olekud. Positiivne elektron

Diraci teooria võrranditel on erilised omadused, mis võimaldavad lahendusi, mis vastavad osakese olekutele, mille energia võib olla negatiivne. Ühes sellises olekus elektronil peavad olema üsna kummalised omadused. Kiiruse suurendamiseks tuleb talt energia ära võtta. Ja vastupidi, tema peatamiseks peate andma talle energiat. Eksperimendis pole elektron kunagi nii kummaliselt käitunud. Seetõttu oli täiesti õigustatud arvata, et negatiivse energiaga olekud, mille olemasolu Diraci teooria võimaldab, looduses tegelikult ei realiseeru. Võib öelda, et selles mõttes annab teooria vähemalt esmapilgul liiga palju.

Asjaolu, et Diraci võrrandid võimaldavad negatiivse energiaga olekute olemasolu, tuleneb kahtlemata nende relativistlikust olemusest. Tõepoolest, isegi elektroni relativistlikus dünaamikas, mille Einstein töötas välja erirelatiivsusteooria raames, ilmneb negatiivse energiaga liikumise võimalus. Kuid tol ajal ei olnud Einsteini dünaamika raskused kuigi tõsised, sest see eeldas, nagu kõik varasemad teooriad, et kõik füüsikalised protsessid on pidevad. Ja kuna elektroni enda mass on lõplik, on tal alati lõplik siseenergia vastavalt massi ja energia samaväärsuse relativistlikule põhimõttele. Kuna see sisemine energia ei saa kaduda, ei saa me pidevalt liikuda positiivsest olekust negatiivse energiaga olekusse. Seega välistab füüsikaliste protsesside järjepidevuse eeldus sellise ülemineku täielikult.

Seetõttu piisab, kui eeldada, et algsel ajahetkel on kõik elektronid positiivse energiaga olekus, et näha, et olek jääb alati samaks. Diraci mehaanika puhul muutub raskus palju tõsisemaks, kuna see on kvantmehaanika, mis võimaldab füüsilistes nähtustes diskreetseid üleminekuid. On hästi näha, et üleminekud positiivse ja negatiivse energiaga olekute vahel ei ole mitte ainult võimalikud, vaid peaksid ka üsna sageli esinema. Klein tõi huvitava näite, kuidas positiivse energiaga elektron, sisenedes piirkonda, kus toimib kiiresti muutuv väli, võib sellest piirkonnast lahkuda negatiivse energiaga olekusse. Järelikult osutus tõsiasi, et negatiivse energiaga elektroni ei olnud kunagi eksperimentaalselt avastatud, Diraci teooria jaoks väga ohtlikuks.

Sellest raskusest ülesaamiseks tuli Dirac välja väga geniaalse idee. Märkides, et Pauli printsiibi järgi, millest räägime järgmises peatükis, ei saa ühes olekus olla rohkem kui üks elektron, eeldas ta, et ümbritseva maailma normaalses olekus on kõik negatiivse energiaga olekud hõivatud elektronid. Sellest järeldub, et negatiivse energiaga elektronide tihedus on kõikjal ühesugune. Dirac oletas, et seda ühtlast tihedust ei ole võimalik jälgida. Samal ajal on elektrone rohkem, kui on vaja kõigi olekute täitmiseks negatiivse energiaga.

Seda ülejääki esindavad positiivse energiaga elektronid, mida saame oma katsetes jälgida. Erandjuhtudel võib negatiivse energiaga elektron välisjõu mõjul muutuda positiivse energiaga olekusse. Sel juhul ilmub silmapilkselt vaadeldav elektron ja samal ajal tekib negatiivse energiaga elektronide jaotusse auk, tühi ruum. Dirac näitas, et sellist auku saab katseliselt jälgida ja see peaks käituma nagu osake, mille mass on võrdne elektroni massiga ja laeng sellega võrdne, kuid vastupidise märgiga. Peame seda antielektroniks, positiivseks elektroniks. See ootamatult tekkinud auk ei saa kaua eksisteerida. See täidetakse positiivse energiaga elektroniga, mis kiirgusega kaasas läbib iseenesliku ülemineku negatiivse energiaga tühja olekusse. Niisiis selgitas Dirac negatiivse energiaga olekute jälgimatust ja ennustas samal ajal positiivsete elektronide olemasolu, ehkki haruldast ja lühiajalist olemasolu.

Kahtlemata oli Diraci hüpotees väga lihtne, kuid tundus esmapilgul kuidagi kunstlik. Võimalik, et suur osa füüsikutest jääks selles osas mõnevõrra skeptiliseks, kui katse ei tõestaks kohe positiivsete elektronide olemasolu, mille iseloomulikke omadusi Dirac just ennustas.

Tõepoolest, 1932. aastal avastasid esmalt Andersoni, seejärel Blacketti ja Occhialini peened katsed, et aatomite lagunemine kosmiliste kiirte mõjul tekitab osakesi, mis käituvad täpselt nagu positiivsed elektronid. Kuigi oli veel võimatu absoluutselt kindlalt väita, et uute osakeste mass on võrdne elektroni massiga ja nende elektrilaeng on elektroni laenguga võrdne ja vastupidise märgiga, muutsid järgnevad katsed seda kokkulangevust üha enam. tõenäoliselt. Edasi selgus, et positiivsed elektronid kipuvad ainega kokku puutudes kiiresti kaduma (annihileeruma) ning annihilatsiooniga kaasneb kiirgus. Thibault ja Joliot-Curie katsed ei jätnud selles küsimuses mingit kahtlust.

Erakorralised asjaolud, mille korral positiivsed elektronid ilmuvad, ja nende võime hävitada, lühendades nende eluiga, on just need omadused, mida Dirac nägi ette. Seega osutus olukord vastupidiseks: negatiivse energiaga Diraci võrrandite lahendite olemasolu mitte ainult ei sea neid kahtluse alla, vaid vastupidi, näitab, et need võrrandid ennustasid positiivse olemasolu ja kirjeldasid selle omadusi. elektronid.

Sellegipoolest peame tunnistama, et Diraci ideed aukude kohta toovad kaasa tõsiseid raskusi vaakumi elektromagnetiliste omaduste osas. Tõenäoliselt reformitakse Diraci teooriat ja luuakse suurem sümmeetria mõlemat tüüpi elektronide vahel, mille tulemusel hüljatakse aukude idee ja sellega seotud raskused. Samal ajal pole kahtlust, et positiivsete elektronide (nüüd nimetatakse positroniteks) eksperimentaalne avastamine on uus ja tähelepanuväärne kinnitus Diraci mehaanika aluseks olevatele ideedele. Mõlemat tüüpi elektronide vaheline sümmeetria, mis tuvastatakse Diraci võrrandite mõningate analüütiliste tunnuste põhjalikuma uurimise tulemusena, pakub suurt huvi ja kahtlemata mängib olulist rolli füüsikaliste teooriate edasises arengus.

Raamatust Physical Chemistry: Lecture Notes autor Berezovchuk A V

LOENG nr 1. Ideaalne gaas. Reaalse gaasi olekuvõrrand 1. Molekulaarkineetilise teooria elemendid Teadus teab nelja tüüpi aine agregeeritud olekuid: tahke, vedel, gaas, plasma. Aine üleminekut ühest olekust teise nimetatakse faasiks

Raamatust Uusim faktide raamat. 3. köide [Füüsika, keemia ja tehnoloogia. Ajalugu ja arheoloogia. Varia] autor Kondrašov Anatoli Pavlovitš

2. Ideaalse gaasi olekuvõrrand Empiiriliste gaasiseaduste uurimine (R. Boyle, J. Gay-Lussac) viis järk-järgult ideaalse gaasi ideeni, kuna avastati, et antud massi rõhk iga konstantse temperatuuriga gaas on pöördvõrdeline

Raamatust Neutrino – aatomi kummituslik osake autor Isaac Asimov

4. Reaalse gaasi olekuvõrrand Uuringud on näidanud, et Mendelejevi-Clapeyroni võrrand ei ole erinevate gaaside uurimisel kuigi täpselt täidetud. Hollandi füüsik J. D. van der Waals oli esimene, kes mõistis nende kõrvalekallete põhjuseid: üks neist on see, et

Raamatust Liikumine. Kuumus autor Kitaygorodsky Aleksander Isaakovitš

Raamatust "Muidugi teete nalja, Mr. Feynman!" autor Feynman Richard Phillips

Autori raamatust Toiteallikad ja laadijad

XII. Aine olekud Rauaaur ja tahke õhk Kas pole kummaline sõnade kombinatsioon? See pole aga üldse jama: nii rauaaur kui ka tahke õhk on looduses olemas, kuid mitte tavatingimustes.Mis tingimustest me räägime? Aine olek määratakse autori raamatu järgi

Kuidas aatomid energiat vahetavad? Esimeses katses võeti elavhõbedaauru. Elektronmürskude energia suurenes järk-järgult. Selgus, et madala elektronenergia juures elavhõbeda aatomite ergastumist ei toimunud. Elektronid tabasid neid, kuid põrkasid samaga tagasi

Autori raamatust

Elektron ilmub Sel ajal, kui keemias arenesid aatomi- ja molekulaarteooriad, näitasid vedelike elektrijuhtivuse ja madala rõhuga gaaside elektrilahenduste uuringud, et aatom ei ole üldse "jagamatu", vaid sisaldab