2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3
 
 Re: Распределение заряда в проводнике
Сообщение18.06.2021, 09:17 


17/10/16
4915
DimaM в сообщении #1523072 писал(а):
Ну, точечный заряд, находящийся на малом расстоянии от проводящего тела, всегда к нему притягивается, независимо от заряда тела.

Не сказать, чтобы это прямо очевидно. Я, кстати, не думал, что это для сколь угодно сильно заряженного тела работает.

diakin
Если точечный заряд подносить, скажем, к одноименно заряженной металлической плоскости, то сначала сила отталкивания этого заряда от плоскости будет возрастать вплоть до очень малого расстояния, а потом сила отталкивания вдруг сменится силой притяжения и заряд будет всосан в поверхность. Даже очень сильный одноименный заряд металла не может тут ничего принципиально изменить. Все равно на поверхности металла будет область некоторой ширины, в которой действует возвращающая сила. Электроны начнут выходить из металла без сообщения им дополнительной энергии только при очень высокой их плотности на поверхности металла (большое напряжение, эмиссия с острия иглы), да и то за счет тунелирования через область возвращающей силы (холодная автоэлектронная эмиссия), т.е. за счет квантового эффекта, а не потому, что барьер при высоком напряжении исчезает.

Почему так происходит? Мы знаем, что если металл не заряжен, электрон будет притягиваться к своему изображению в этом металле. Чем ближе мы подносим электрон к поверхности металла, тем ближе он к своему изображению и тем сильнее к нему притягивается. Если же металл заряжен отрицательно, то на это накладывается отталкивание электрона полем распределенного заряда на поверхности металла. Если заряд далеко от поверхности, отталкивание распределенного по поверхности заряда преобладает. Но если электрон достаточно близко к поверхности, то притяжение к изображению всегда доминирует. Поэтому электроны не могут просто так выйти через поверхность металла наружу.

 Профиль  
                  
 
 Re: Распределение заряда в проводнике
Сообщение24.06.2021, 15:18 
Аватара пользователя


12/05/12
158
sergey zhukov
Если я правильно понимаю, картина такая:
При поднесении заряда.. ну даже к незаряженному проводнику (плоскости) сначала этот заряд (например отрицательный) будет отталкиваться отрицательно заряженными электронами проводника. Но при этом и подвижные электроны проводимости будут отталкиваться от подносимого заряда и отодвигаться. При этом положительные заряды связанные в решетке останутся на месте и начнут притягивать наш заряд. Ну типа отрицательно заряженная "вода" отступила и обнажила положительно заряженное "дно". К которому наш заряд и притянется, причем останется на границе проводника. Подвижные заряды сконфигурируются так, чтобы поле внутри проводника было равно 0.
Как-то так:
"Среди электронов всегда найдется некоторое число энергичных, способных преодолеть двойной слой. Но, оказавшись за его пределами, такой электрон не обретет полную свободу. Он будет притягиваться к металлу, как макроскопическому объекту, посредством силы электростатического изображения. Эта сила возникает вследствие поляризации металла электроном-беглецом – отталкивания оставшихся электронов вглубь металла. В результате ближе к нему окажутся положительные ионы, из-за чего притяжение к ним перевесит отталкивание от более удалённых электронов. Распределенный положительный поверхностный заряд эквивалентен одному точечному заряду, являющемуся зеркальным отражением электрона-беглеца. " http://fokin91.narod.ru/vip1.htm

Визуально картина будет какая-то такая (?)

Изображение

 Профиль  
                  
 
 Re: Распределение заряда в проводнике
Сообщение24.06.2021, 15:25 


17/10/16
4915
diakin
Да, я это тоже так представляю.

 Профиль  
                  
 
 Re: Распределение заряда в проводнике
Сообщение24.06.2021, 17:08 
Аватара пользователя


07/03/16

3167
diakin в сообщении #1524152 писал(а):
Визуально картина будет какая-то такая (?)

У вас на картинке расстояния между зарядами разного знака больше чем между зарядами одного знака...

 Профиль  
                  
 
 Re: Распределение заряда в проводнике
Сообщение24.06.2021, 22:45 
Аватара пользователя


12/05/12
158
Я не до такой степени художник :?
Мне давали ссылку на программу визуализации, но что-то я не осилил ее.

 Профиль  
                  
 
 Re: Распределение заряда в проводнике
Сообщение27.06.2021, 11:01 


27/08/16
10455
diakin в сообщении #1522976 писал(а):
Имеется металлический шар, в целом не заряженный, но со свободными электронами в проводнике. Потом мы взяли пинцетом заряд и потащили в центр шара (ну это модель, металл нам не помеха).
Помеха. Время рассасываия зарядовых неоднородностей в металле несравнимо меньше ваших возможностей по манипуляции зарядами пинцетом. Пока вы туде будете нести заряд, на него налипнет заряд противоположного знака, и вы донесёте своим пинцетом нуль. И, даже, если в центр шарика залетит заряженная частица и там застрянет, то заряды в металле отрелаксируют примерно за пикосекунду.

 Профиль  
                  
 
 Re: Распределение заряда в проводнике
Сообщение27.06.2021, 11:16 
Аватара пользователя


12/05/12
158
Не, это процесс создания начальных условий. Пока их создаем, все заморожено. Потом, когда заряд поместили в центр, тогда время запустили и процесс пошел.

 Профиль  
                  
 
 Re: Распределение заряда в проводнике
Сообщение27.06.2021, 11:35 


27/08/16
10455
diakin в сообщении #1524459 писал(а):
Не, это процесс создания начальных условий. Пока их создаем, все заморожено. Потом, когда заряд поместили в центр, тогда время запустили и процесс пошел.
В таком случае зарядовая неоднородность рассосётся в металле порядка за пикосекунду. И, вообще говоря, на таких временах металл и близко нельзя считать идеальным проводником.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 38 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: mihaild, YandexBot [bot]


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group