Как микрометром измерить заряд электрона

[Geen]

VPD в сообщении #1588729 писал(а):

Я привёл пример косвенных измерений, объективность которых вы отвергаете.

Пошёл троллинг...
До свидания.

[VPD]

Geen в сообщении #1588734 писал(а):

VPD в сообщении #1588729 писал(а):

Я привёл пример косвенных измерений, объективность которых вы отвергаете.

Пошёл троллинг...
До свидания.

Я и не пытался вас троллить... Лишь приводил конкретные примеры косвенных измерений из других областей.
Например, я на 100% доверяю измерениям расстояния до Луны, несмотря на то, что точно знаю - это расстояние линейкой не измеряли.
Поэтому я на 100% уверен, что измерить заряд электрона можно так же - не "прикладывая к электрону электрическую линейку", как этого хотите вы.
Спасибо. До свидания.

[amon]

VPD в сообщении #1588522 писал(а):

$r = N 3,610^10 e^2/ w =1,4110^-10$ м

В формуле

$$r = \frac{N\cdot 3.6\cdot10^{10} e^2}{w}$$

величина $3.6\cdot10^{10}$ это что?

[VPD]

amon в сообщении #1588739 писал(а):

VPD в сообщении #1588522 писал(а):

$r = N 3,610^10 e^2/ w =1,4110^-10$ м

В формуле

$$r = \frac{N\cdot 3.6\cdot10^{10} e^2}{w}$$

величина $3.6\cdot10^{9}$ это что?

Это число $4k$,
где $k$= $9 \cdot 10^{9}$ - коэффициент пропорциональности в законе Кулона.
А 4 появилось от того, что взаимодействуют два элементарных заряда: двухвалентный ион железа и два свободных электрона проводимости.

[VPD]

В общем виде связь заряда электрона с механическими параметрами растягиваемой стальной проволоки выглядит так
$$e = r_1 r (2g/k z^2)^{0,5}{(m /\xi d^2)^{0,5}} = 1,2\cdot 10^{-19} $, Кл
где, $r_1$ = $2,6\cdot 10^{-10}$, м - радиус атома железа;
$r = 1,4 \cdot 10^{-10}$, м - длина металлической связи железа (среднее расстояние между ионом железа и свободными электронами), найденная по энергии $\omega$ = 390 кДж/ моль;
$z$=2 - валентность железа;
$k$= $9 \cdot 10^{9}$, Нм$^2$/Кл$^2$ - коэффициент пропорциональности в законе Кулона;
$g$ = 9,8 м$\cdot$с$^{-2}$, - ускорение свободного падения;
$m$ =1, кг -масса растягивающего проволоку груза;
$d$ =$10^{-3}$, м - диаметр проволоки;
$\xi =\Delta l/l$ = $5 \cdot10^{-5}$, - относительное удлинение проволоки;
$\Delta l$= $5 \cdot10^{-5}$, м - абсолютное удлинение проволоки;
$ l$ = 1, м - длина проволоки.

[EUgeneUS]

VPD
Раз уж Вы собрались и записали Вашу модель более аккуратно, то и я повторю попытки объяснения.

Итак:
1. Вот это:

VPD в сообщении #1588785 писал(а):

$e = r_1 r (2g/k z^2)^{0,5}{(m /\xi d^2)^{0,5}} = 1,2\cdot 10^{-19} $, Кл

плюс вот это:

VPD в сообщении #1588785 писал(а):

длина металлической связи железа (среднее расстояние между ионом железа и свободными электронами), найденная по энергии $\omega$ = 390 кДж/ моль;

называется математической моделью физического явления.

Во-первых, вопросы возникают к самой модели - насколько она адекватна? Вывод макроскопических параметров из микроскопических параметров строения материала - задача исключительно квантовая. Вы же выводите эту формулу исключительно из каких-то псевдоклассических соображений. То есть это может оказаться неким справедливым приближением, а может оказаться просто бредом.

2. Далее, в модель входят:
2.1. Некие макроскопические величины. Хорошо, Вы их можете измерить с некой неплохой точностью (методику измерения относительно удлинения оставим за скобками).
2.2. Некие микроскопические параметры. Перечислим их:
а) собственно заряд электрона
б) энергия металлической связи для железа
в) радиус атома железа
Их Вы измерить не можете.
2.3. Некие параметры, связывающие микроскопические и макроскопические параметры. Перечислим их.
г) Число Авогадро
д) коэффициент пропорциональности в законе Кулона.
Их Вы измерить также не можете.

Вы говорите: "измеряем заряд электрона, а всё остальное возьмём из неких справочников". Но источником этих данных в справочниках Вы не интересуетесь. И нет никакой гарантии, что эти значения были получены независимо. Например, без использования уже известного значения для заряда электрона.
Тогда применение Вашей модели для нахождения заряда электрона приводит к порочному кругу.

3. И наконец. На данный момент, число Авогадро, электрическая постоянная и заряд электрона приняты как константы, и в СИ указаны их точные значения. Что в очередной раз поднимает вопрос: что же Вы измеряете на самом деле.

[Geen]

EUgeneUS в сообщении #1588926 писал(а):

электрическая постоянная и заряд электрона приняты как константы

Вы немножко перестарались

[EUgeneUS]

Geen в сообщении #1588953 писал(а):

Вы немножко перестарались

Вы тоже

До 2019 года электрическая постоянная определялась точно, а заряд электрона - измерялся.
С 2019 года - наоборот.

[VPD]

EUgeneUS в сообщении #1588926 писал(а):

VPD
Раз уж Вы собрались и записали Вашу модель более аккуратно, то и я повторю попытки объяснения.

Итак:


называется математической моделью физического явления.

Во-первых, вопросы возникают к самой модели - насколько она адекватна? Вывод макроскопических параметров из микроскопических параметров строения материала - задача исключительно квантовая. Вы же выводите эту формулу исключительно из каких-то псевдоклассических соображений. То есть это может оказаться неким справедливым приближением, а может оказаться просто бредом....

Ваши сомнения обоснованы и вполне понятны.
Но есть один очень важный фактор, который позволяет надеяться, что работа моя не бред.
Я использую закон Гука и закон Кулона, которые "работают" одинаково хорошо, как в макро-, так и микро- масштабах.
Это позволило напрямую связать механические (макро-) и электрические (микро-) параметры одного объекта - стальной проволоки.

[Dedekind]

VPD
Это похоже на "измерение" скорости света с помощью микроволновки и шоколадки:) Демонстрация эффектная, но собственно измерением (пусть даже и косвенным) не является. Или, в Вашем случае, не доказано, что является. Ключевым возражением было вот это:

EUgeneUS в сообщении #1588926 писал(а):

Вы говорите: "измеряем заряд электрона, а всё остальное возьмём из неких справочников". Но источником этих данных в справочниках Вы не интересуетесь. И нет никакой гарантии, что эти значения были получены независимо. Например, без использования уже известного значения для заряда электрона.

У Вас есть что на него ответить?

[GraNiNi]

VPD в сообщении #1588522 писал(а):

$r_1 = 2,610 ^-10 $ м – радиус иона железа

Откуда это значение?
И при чем здесь ион железа?
В металлическом железе есть только атомы.

[EUgeneUS]

Dedekind в сообщении #1588961 писал(а):

Это похоже на "измерение" скорости света с помощью микроволновки и шоколадки:)

А можно более подробно про этот опыт?

VPD в сообщении #1588960 писал(а):

Я использую закон Гука и закон Кулона, которые "работают" одинаково хорошо, как в макро-, так и микро- масштабах.

Это очень сильное утверждение. Вообще, про адекватность модели, может ли она рассматриваться как более-менее адекватное классическое приближение, хорошо бы послушать специалистов в квантовой механики.

А бредом является трактовка ваших результатов, как измерение заряда электрона. Вы измеряете нечто другое, если вообще что-то измеряете.

-- 09.04.2023, 14:35 --

Для информации, реальная работа по измерению заряда электрона.

-- 09.04.2023, 14:58 --

VPD
А теперь о том, что Вы пытаетесь измерить на самом деле.
Я взял Вашу формулу, подставил в неё вашу формулу для $r$, и учел, что при оценке $r$ Вы используете $z^2$. После чего немного перегруппировал. Получилось вот что:

$$\frac{d}{e N z} \sqrt{\frac{\xi}{2 mg k}} = \frac{r_1}{w}$$

Справа находятся
а) макроскопические величины, которые Вы измеряете непосредственно.
б) справочные величины, про которые можно быть уверенным, что они либо определены как константы, либо измерены с хорошей точностью независимыми методами ($N, e, k, z$).

Слева находится агрегат, который связывает микроскопические параметры данного материала. Вот этот агрегат Вы и измеряете (а скорее, оцениваете).

-- 09.04.2023, 15:01 --

Кстати, по дороге обнаружилась у Вас грубая ошибка. Вы определяете $r$ через заряд электрона, который потом и собираетесь измерить...

[VPD]

EUgeneUS в сообщении #1588964 писал(а):

А бредом является трактовка ваших результатов, как измерение заряда электрона. Вы измеряете нечто другое, если вообще что-то измеряете.

Мы об этом уже говорили.
У меня обычные косвенные измерения.

EUgeneUS в сообщении #1588964 писал(а):

Для информации, реальная работа
по измерению заряда электрона.

Такие измерения я делал, ещё будучи студентом.
Это электрические измерения электрической величины.
А я предлагаю другой способ.
Его познавательный эффект заключается в демонстрации механических сил упругости, как
непосредственный результат "работы" электрических сил Кулона.
Демонстрация того, что механика - это скрытый в телах электромагнетизм.

[Dedekind]

EUgeneUS в сообщении #1588964 писал(а):

А можно более подробно про этот опыт?

Шоколад (можно сыр, или пицца, неважно) кладется в микроволновку и проплавляется в тех местах, где находятся пучности стоячей волны. Измерив расстояние между пучностями и взяв частоту микроволновки из ее ТХ, можно посчитать скорость света. На ютубе есть куча таких опытов. Но прикол в том, что значение частоты магнетрона при его проектировании почти наверняка было рассчитано из уравнений Максвелла (в конечном итоге), что подразумевает использование известной скорости света. Получается, что это не измерение скорости света, а просто сложный и неточный способ заглянуть в справочник. Порочный круг, как Вы и сказали:)

EUgeneUS в сообщении #1588964 писал(а):

Справа находятся

Наоборот.

[GraNiNi]

VPD в сообщении #1588726 писал(а):

Мне не приходилось видеть публикации, в которых представлена количественная связь, например, сил упругости с электрическими параметрами атомов.

Извольте: https://iypt.ru/wp-content/uploads/2019 ... D0%A3..pdf

ПРОЧНОСТЬ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ УПРУГОСТИ

"Формула расчета модуля упругости выводится на основе моделей кристаллографии, закона Гука и закона Кулона."

А здесь лабораторная работа на схожую тему: https://elib.psu.by/bitstream/123456789 ... %D0%B0.pdf