Опыт Маркони и Попова

Первые опыты Маркони похожи на те опыты, которые одновременно с ним делал профессор Попов. Попов не знал ничего о Маркони, Маркони не знал ничего о Попове, но оба они — и русский профессор, и итальянский студент — в одно и то же время одним и тем же способом решали одну и ту же задачу. Попов заставил электромагнитные волны звонить, — то же самое сделал и Маркони. У Попова молоточек звонка встряхивал стеклянную трубку с опилками, — и той же работой был занят молоточек звонка в приборе Маркони. Попов соединил свой приемник с вертикальным проводом — антенной, и Маркони тоже додумался до антенны. Все, что в лаборатории Кронштадтского Минного класса изобрел профессор Попов, — все это, независимо от Попова, в далекой Италии, в деревне Понтеккио, в усадьбе Вилла Гриффоне, изобрел и молодой итальянский студент.

Дополнительно:

Он вбил в землю высокий деревянный шест, а на верхушку шеста — как шапку — надел ведро. К ведру подвесил длинный медный провод — антенну. Потом он взял самый чуткий свой прибор для улавливания электромагнитных волн: стеклянную трубочку, полную серебряных опилок и мелкой никелевой пыли. Серебряную проволоку, торчавшую из одного конца трубочки, он соединил со своей антенной, а проволочку, торчавшую из другого конца, соединил с другим проводом — с проводом, который вел к цинковому листу, глубоко зарытому в землю.

Проделывая опыты с этим усовершенствованным вибратором (передатчиком, как назвал Маркони свой вибратор, снабженный антенной), Маркони заметил: чем длиннее антенна, тем сильнее колеблется вокруг нее электромагнитное поле, тем дальше от нее растекаются электромагнитные волны. Антенна в 2 метра высоты — дальность передачи 30 метров; антенна в 4 метра высоты — дальность передачи 100 метров; антенна в 8 метров высоты — дальность передачи дошла до 400 метров.

8. Открытие электрона Дж.Дж.Томпсоном. Суть метода парабол в экспериментах. Удельный заряд электрона.

Предысторию открытия начинается с наблюдения явления электризации: янтарь (" электрон" по-гречески), натертый шерстью, притягивает мелкие кусочки смолы или пыль. Но лишь описывание сотни открытий, теорий и изобретений в области электричества и магнетизма, без которых невозможны были бы опыты с катодными лучами.

ЭЛЕКТРОН - первая по времени открытия элементарная частица; материальный носитель наименьшей массы и наименьшего электрического заряда в природе; составная часть атома. В 1897 году известный английский физик ТОМСОН Джозеф Джон (1856-1940 гг.) измерил удельный заряд q/m катодно-лучевых частиц - " корпускул", как он их назвал, по отклонению катодных лучей^*) в электрическом и магнитном полях. Из сопоставления полученного числа с известным в то время удельным зарядом одновалентного иона водорода, путем косвенных рассуждений он пришел к выводу, что масса этих частиц, получивших позднее название " электроны", значительно меньше (более чем в тысячу раз) массы самого легкого иона водорода.

Дополнительно:

Дж.Дж.Томсон и его ученики Ч.Вильсон и Дж.Таунсенд нашли возможность получения большого числа ионов в воздухе и других газах с помощью рентгеновских лучей, а затем и лучей радия. На основании изучения диффузии и подвижности ионов они показали, что в пределах ошибок эксперимента произведение Ne (N - число ионов) для ионов газа такое же, как для одновалентных ионов в растворе электролита. Средний заряд ионов не зависел от рода газа и вида источника ионизации. Элементарный электрический заряд, переносимый ионами электролита, оказался равным элементарному заряду ионов газа. Появился серьёзный довод в пользу существования единичного заряда, присущего всем ионам. Образование одновалентных ионов было объяснено потерей или присоединением носителя элементарного заряда - электрона - при диссоциации молекул жидкости, при столкновениях атомов газа, а также под воздействием рентгеновских лучей или лучей радия.

9. Электрон как классическая частица. Заряд, радиус, масса.

Электрон - это элементарная частица, которая имеет отрицательный электрический заряд. Считается неделимой и является одной из основных структурных единиц вещества. Классифицируется как фермион (обладает спином равным ½) и как лептон.

Электроны образуют электронные оболочки атомов, строение которых определяет большинство химических свойств вещества. Движение электронов обусловливает протекание электрического тока в проводниках.

Название «электрон» происходит от греческого слова означающего «янтарь»: ещё в древней Греции естествоиспытателями проводились эксперименты — куски янтаря тёрли шерстью, после чего те начинали притягивать к себе мелкие предметы. Термин «электрон» как название фундаментальной неделимой единицы заряда в электрохимии был предложен Дж. Дж. Стоуни в 1894 (сама единица была введена им в 1874). Открытие электрона как частицы принадлежит Э. Вихерту и Дж. Дж. Томсону, который в 1897 установил, что отношение заряда к массе для катодных лучей не зависит от материала источника.

Заряд электрона неделим и равен − 1, 60217*10^{− 19} Кл

Классический радиус электрона, также известный как радиус Лоренца или длина томсоновского рассеяния, базируется на классической релятивистской модели электрона, в которой предполагается, что вся масса электрона имеет электромагнитную природу, то есть масса электрона, умноженная на квадрат скорости света, равна энергии создаваемого им электрического поля. При этом электрон представляется сферической частицей с определённым радиусом, поскольку при нулевом радиусе энергия созданного электроном поля была бы бесконечной.

= 2, 8179403267(27) ·10^-15 м,

где e и m ₀ есть электрический заряд и масса электрона, c — скорость света, а — диэлектрическая постоянная.

Классический радиус электрона равен радиусу полой сферы, на которой равномерно распределён заряд, если этот заряд равен заряду электрона, а потенциальная энергия электростатического поля полностью эквивалентна половине массы электрона (без учета квантовых эффектов):

Масса электрона равна 9, 10938356(11)·10^{− 31} кг

10. Спин электрона, гиромагнитное отношение. Невозможность объяснения наличия спина классической теорией.

Спин электрона - собственный момент импульса элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого. Спином называют также собственный момент импульса атомного ядра или атома; в этом случае спин определяется как векторная сумма (вычисленная по правилам сложения моментов в квантовой механике) спинов элементарных частиц, образующих систему, и орбитальных моментов этих частиц, обусловленных их движением внутри системы.

Гиромагни́ тное отноше́ ние (магнитомехани́ ческое отноше́ ние) — отношение дипольного магнитного момента элементарной частицы (или системы элементарных частиц) к её механическому моменту.

В системе СИ единицей измерения гиромагнитного отношения является с·А·кг^{− 1} = с^{− 1}·Тл^{− 1}. Часто подразумевается, что гиромагнитное отношение измеряется в единицах q /2 mc, где с — скорость света, q и m — заряд и масса частицы, соответственно. В этом случае оно выражается безразмерной величиной.

Для различных состояний атомной системы гиромагнитное отношение определяется формулой:

где g — множитель Ланде, γ ₀ — единица гиромагнитного отношения, в системе СГС имеющая вид:

где e — элементарный заряд, m_e — масса электрона, с — скорость света. В СИ единица гиромагнитного отношения имеет вид:

В случае ядер, за единицу гиромагнитного отношения принимают величину:

где m_p — масса протона.

Согласно классической теории, гиромагнитное отношение является коэффициентом пропорциональности между угловой скоростью прецессии магнитного момента, помещённого во внешнее магнитное поле, и вектором магнитной индукции.

В квантовой теории гиромагнитным отношением определяется величина расщепления уровней в эффекте Зеемана.

Спин — типично квантовая характеристика, исчезающая в клас- сическом пределе (при } → 0), в то время как орбитальный момент всегда можно сделать сколь угодно большим, увеличивая соответству- ющее квантовое число l.