Движение электронов: Электрический ток в металлических проводниках

Движение электронов и инов в газе

В заполненном газом пространстве, в котором действует электрическое поле, движение электронов имеет сложный характер. Двигаясь беспорядочно вследствие многочисленных столкновений с атомами газа, электроны вместе с тем обладают некоторой, отличной от нуля средней составляющей скорости в направлении поля.
Беспорядочное движение электронов характеризуется среднеарифметической или среднеквадратичной скоростью движения.
Во многих случаях электрического разряда в газе распределение электронов по энергиям (скоростям) подчиняется закону Максвелла, которым описывается в кинетической теории газов распределение по энергиям газовых молекул:

где dn — число электронов в данном объеме с энергиями от до ; n — полное число электронов в данном объеме; Т_e — температура электронного газа; k-постоянная Больцмана.
В этих случаях беспорядочное движение электронов характеризуется температурой электронного газа Т_e.
При этом среднеарифметическая скорость , среднеквадратичная скорость и наиболее вероятная скорость связаны с Т_e соотношениями

Средняя энергия электронов

где Ue соответствует средней энергии электронов, В;

В случае, если в газовом объеме двигаются ионы и их распределение по энергиям соответствует закону Максвелла или не столь значительно от него отступает, для них могут быть записаны соотношения, аналогичные приведенным для электронного газа.
Направленное движение электронов и положительных ионов под действием электрического поля происходит (вследствие «трения» их о частицы газа) с некоторой постоянной средней скоростью .

У положительных ионов эта скорость пропорциональна напряженности электрического поля Е:

Коэффициент пропорциональности называется подвижностью ионов.
Рассмотрение взаимодействия иона и молекулы нейтрального газа как соударения упругих шаров приводит к выражению

где — средняя длина свободного пробега иона при давлении 1 Па; — давление газа, приведенное к 273 К; — масса иона; — средняя скорость беспорядочного движения ионов.
Формула дает завышенные значения , так как не учитывает электрического взаимодействия ионов с атомами (явлений поляризации атомов и перезарядки).
Подвижность оказывается обратно пропорциональной давлению газа (при не слишком больших напряженностях поля, не влияющих на скорость беспорядочного движения ионов).
Для случаев, когда существенное влияние оказывает перезарядка, средняя скорость направленного движения определяется соотношением

где — потенциал ионизации газа, В; — атомная масса газа.
На рис. 3-18 сплошными линиями даны экспериментальные кривые зависимости от для криптона и ксенона. Пунктиром изображены расчетные зависимости.
Для электронов также используется понятие подвижности. Однако сложный характер взаимодействия. электронов с атомами приводит к тому, что зависит не только от рода и давления газа, но и от напряженности электрического поля Е.
На рис. 3-19, а и б приведены кривые зависимости от для ряда газов и паров ртути.
Направленное движение заряженных частиц в газе может возникать за счет перепада их концентраций. Такое направленное движение называется диффузионным. Скорости диффузионного движения при наличии зарядов одного знака (электронов или ионов) выражаются диффузионными уравнениями

где D_e и D_i — соответственно коэффициенты диффузии электронов и ионов; — концентрации электронов или ионов в данной точке; dn/dx — градиент концентрации частиц в данной точке.
Коэффициенты диффузии могут быть вычислены по уравнениям

где D_e и D_i — коэффициенты диффузии электронов и ионов, м2/с; — подвижности электронов и ионов, м2/(сВ) и Т_e, Т_i — температуры электронного и ионного газов, К.
В табл. 3-13 приведены коэффициенты диффузии положительных и отрицательных ионов некоторых газов при 288 К и 105 Па.
В случае, когда в газовом объеме имеются заряды двух знаков (электроны и положительные ионы), причем концентрации их равны в каждой точке, имеет место двух-полярная диффузия. При этом вследствие электрического взаимодействия между электронами и ионами скорость диффузионного движения их оказывается одинаковой, определяемой коэффициентом двухполярной диффузии D_a.
Величина Da связана с коэффициентами диффузии и подвижности электронов и ионов соотношением

Так как , а

то

При сравнительно низких давлениях газа и тогда

На рис 3-20, а и б приведены кривые зависимости D_a от давления газа p₀ для инертных газов и паров ртути.

Электрический ток в металлах. Полупроводниковые приборы — урок. Физика, 8 класс.

Металлы в твёрдом состоянии имеют кристаллическое строение.
Модель металла — кристаллическая решётка (рис. 1), в узлах которой частицы совершают хаотичное колебательное движение.

Рис. 1. Изображение кристаллической решетки

 

Ионами называют атомы и молекулы, имеющие либо избыток, либо недостаток электронов.

Ионизацией называют процесс присоединения или отрывания электронов от нейтральных атомов и молекул.

Отрицательными ионами называют атомы и молекулы, присоединившие к себе лишние электроны — приобретшие отрицательный заряд.

Положительными ионами называют атомы и молекулы, потерявшие электроны — приобретшие положительный заряд.

Положительные ионы располагаются в узлах кристаллической решётки. Свободные электроны движутся в пространстве между ними (рис. 2).

  

Рис. 2. Изображение свободных электронов

 

В невозбуждённом состоянии атом любого вещества имеет одинаковое количество электронов и протонов, поэтому суммарный их заряд равен нулю. Говорят, что атом электрически нейтрален.

Процесс электризации тела представляет собой приобретение или потерю этим телом электронов и ионов. Подвижными носителями зарядов в твёрдых металлов являются только электроны. При электризации металлических тел с одного на другое переходят только электроны.

В твёрдых телах ионы связаны молекулярными силами и находятся в узлах кристаллической решётки.

Связанным называется электрон, который находится в атоме или молекуле.

Свободным называется электрон, оторвавшийся и не присоединившийся к другим молекулам и атомам, существующий как самостоятельная частица.

Электрический ток в металлах обусловлен наличием свободных подвижных электронов, совокупность которых называют электронным газом.

Электрически нейтральным будет называться вещество, в котором количество положительных зарядов равно количеству отрицательных зарядов.

Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов.

Какова же скорость движения электронов в проводнике под действием электрического поля?

Оказывается, скорость движения электронов в проводнике чрезвычайно мала, всего лишь несколько миллиметров в секунду. Почему же тогда лампочка загорается сразу после нажатия на выключатель? Все дело в том, при включении света в проводнике возникает электрическое поле (скорость его распространения около 300 000 км/с), которое заставляет

электроны двигаться в одном направлении по всей длине проводника.

Подтверждением того, что ток в металлах обусловлен движением электронов, явились многочисленные опыты, например, опыт Мандельштама и Папалекси (1916 г.). Цель опыта состояла в проверке того, есть ли масса у носителя электрического тока — электрона. Если масса у электрона есть, то он должен подчиняться законам механики, в частности, закону инерции. К примеру, если движущийся проводник резко затормозить, то электроны ещё некоторое время будут двигаться в том же направлении по инерции.

Для этой проверки исследователи вращали катушку с проходящим током, а затем резко останавливали её. Возникающий бросок тока регистрировали с помощью телефона.
По щелчку тока в телефонах Мандельштам и Папалекси установили, что электрон обладает массой. Но измерить эту массу они не смогли. Поэтому этот опыт — качественный. Позже американские физики Толмен и Стюарт, используя ту же идею вращения катушки, измерили массу электрона. Для этого они измеряли возникающий при торможении катушки заряд на её выводах.

 

Электрический ток может существовать не только в металлах, но и в других средах: в полупроводниках, газах и растворах электролитов. Носители электрических зарядов в разных средах разные.

 

Обрати внимание!

Так, в растворах электролитов (солей, кислот и щелочей) носителями являются положительные и отрицательные ионы, в газах — положительные и отрицательные ионы, а также электроны. В полупроводниках носителями заряда являются электроны и дырки (дырка — придуманная частица для объяснения механизма проводимости, по сути — свободное место, не занятое электроном).

Из полупроводников изготавливают полупроводниковые приборы (рис. 3). 

 

Рис. 3. Изображение транзистора

 

Полупроводники при низкой температуре не проводят электрический ток — являются диэлектриками. При воздействии на полупроводник светом, добавлением примесей или при нагревании появляются свободные носители зарядов, которые при своём направленном движении создают электрический ток.

Полупроводник становится проводником.

 

Свойство полупроводников изменять электропроводность при нагревании используется в термометрах.

Свойство полупроводников изменять электропроводность под воздействием света используется в фотосопротивлениях для создания сигнализации, при сортировке деталей.

 

В экстренных ситуациях они позволяют автоматически останавливать станки и конвейеры, предупреждая несчастные случаи.

Исторически принято следующее: 

Направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике.

При этом, если единственными носителями тока являются отрицательно заряженные частицы (например, электроны в металле), то направление тока противоположно направлению движения электронов: движение электронов показано зеленой стрелкой, а направление тока — красной стрелкой (рис. 4).

 

 

Рис. 4. Изображение направлений тока и движения электронов

 

Прохождение тока по проводнику сопровождается следующими его действиями:

  

 • Магнитным (наблюдается во всех проводниках).

Используя это свойство, можно найти место обрыва фазового провода приборами, реагирующими на изменения в электромагнитном поле, к примеру, индикаторной отвёрткой с фазоискателем.

 

Магнитное действие тока используют в устройстве гальванометра. Для этой цели между полюсами магнита помещают легкую рамку с витками провода. При протекании тока она поворачивается, увлекая за собой стрелку (рис. 5).

 

Рис. 5. Изображение гальванометра Д’Арсонваля

 

Чем больше ток, тем больше поворачивается рамка, и тем больше отклонение стрелки гальванометра.

Магнитное действие тока проявляется вне зависимости от агрегатного состояния вещества. При замыкании ключа можно наблюдать, как проволока, намотанная на гвоздь, начинает притягивать небольшие железные предметы. Это свойство широко используется в грузоподъёмных электромагнитах.

 

• Тепловым (наблюдается во всех проводниках, кроме сверхпроводников).

При прохождении электрического тока по проводнику в результате столкновений свободных электронов с его атомами и ионами проводник нагревается. Это явление проявляется в любых устройствах, имеющих нагревательный элемент: фен, плойка, электроплита, калорифер, стиральная машина, тостер, электровафельница и т.д. И даже спираль лампочки накаливания нагревается током до яркого накаливания. Под действием тока нагревается и провисает проволока.

 

• Химическим (наблюдается в электролитах).

Химическое действие тока применяется для покрытия одного металла слоем другого металла, например, при хромировании и никелировании.

 

Условные обозначения, применяемые на схемах (рис. 6, 7):

 

Гальванометр	Нагревательный элемент
Рис. 6. Обозначение гальванометра	Рис. 7. Обозначение нагревательного элемента

Источники:

Рис. 1. By Benjah-bmm27 — Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2071456.

Рис. 2. Изображение свободных электронов. -4 м/с.

Экспериментальное доказательство существования свободных электронов в металлах.

   Наиболее убедительное доказательство электронной природы тока в металлах было получено в опытах с инерцией электронов (опыт Толмена и Стьюарта): 

На катушку наматывают проволоку, концы которой припаивают к двум металлическим дискам, изолированным друг от друга. К концам дисков при помощи скользящих контактов подключают гальванометр.

   Катушку приводят в быстрое вращение, а затем резко останавливают. После резкой остановки катушки свободные заряженные частицы некоторое время движутся относительно проводника по инерции и, следовательно, в катушке возникает электрический ток. Ток существует незначительное время, так как из-за сопротивления проводника заряженные частица тормозятся и упорядоченное движение частиц, образующее ток, прекращается.

. 

  

 

   Направление тока в этом опыте говорит о том, что он создается движением отрицательно заряженных частиц. 11 Кл/кг. Эта величина совпадала с отношением заряда электрона к его массе e/m, найденным ранее из других опытов.

Движение электронов в металле.

  Электроны под влиянием силы, действующей на них со стороны электрического поля, приобретают определенную скорость упорядоченного движения. Эта скорость не увеличивается в дальнейшем со временем, так как, сталкиваясь с ионами кристаллической решетки, электроны теряют направленное движение, а затем опять под действием электрического поля начинают двигаться направлено. В результате средняя скорость упорядоченного движения электронов оказывается пропорциональной напряженности электрического поля в проводнике и, следовательно, разности потенциалов на концах проводника, так как Е = U/l, где l — длина проводника.

   Сила тока в проводнике пропорциональна скорости упорядоченного движения частиц. Поэтому можем сказать, что сила тока пропорциональна разности потенциалов на концах проводника. В этом состоит качественное объяснение закона Ома на основе электронной теории проводимости металлов. 6 К.Такая температура существует внутри звезд. Движение электронов в металле подчиняется законом квантовой механики.

Вывод.

Экспериментально доказано, что носителями свободных зарядов в металлах являются электроны. Под действием электрического поля электроны движутся с постоянной средней скоростью, испытывая тормозящее влияние со стороны кристаллической решетки. Скорость упорядоченного движения электронов прямо пропорциональна напряженности поля в проводнике. 

  

Движение электронное — Энциклопедия по машиностроению XXL

Длина волны электронных лучей (X) зависит от скорости движения электронов  [c.38]

V — скорость движения электрона, В.  [c.38]

Электрический ток передается в металлах движением электронов, образующих электронный газ. При отсутствии внешнего электрического поля электроны движутся во всех направлениях, и это движение электронов проводимости носит неупорядоченный характер. Под влиянием же разности потенциалов, приложенной к металлу извне, появляется направленное движение электронов. Движение электронов и осуществляет передачу электричества. Чем слабее электроны связаны с атомами, тем больше будет электропроводность металла.  [c.10]

Свойства материалов зависят главным образом от кристаллической структуры. Поэтому в материаловедении рассматриваются распределение и характер движения электронов, расположение атомов в пространстве, размеры и форма кристаллических образований. Располагая данными о строении материалов, можно в известной мере судить об их свойствах и пригодности для работы в определенных условиях эксплуатации.  [c.4]

С увеличением деформации увеличиваются прочность и твердость, однако снижаются пластичность и вязкость. Это связано с нарушением кристаллического строения при наклепе (нагар-товке). Электросопротивление при наклепе повышается на 2—6% у чистых металлов, на 10—20% у твердых растворов и более чем в 2 раза у упорядоченных твердых растворов (также вследствие нарушения кристаллической решетки, что препятствует движению электронов).  [c.83]

Иначе происходит с трехвалентным атомом примеси В в решетке 81. Поскольку на внешней оболочке атома В имеются лишь три валентных электрона, то не хватает одного электрона для заполнения четырех валентных связей с четырьмя ближайшими атомами. Свободная связь может быть заполнена электроном, перешедшим из какой-либо друг ой связи, а эта связь в свою очередь заполнится электронами следующей связи и т. д. Положительная дырка (незаполненная связь) перемещается по кристаллу от атома к атому (при движении электрона в противоположном направлении). При заполнении электроном недостающей ва-  [c.388]

Для обеспечения свободного движения электронов от катода к аноду и далее к изделию, для тепловой и химической изоляции катода, а также для предотвращения возникновения дугового разряда между электродами в установке для сварки создается глубокий вакуум порядка 133-10 Па, обеспечиваемый вакуумной насосной системой установки.  [c. 16]

Согласно современным представлениям, химическая связь атомов возникает в результате движения электронов внешних (валентных) оболочек атома в поле между ядрами. Каждый из этих электронов, проникая, например, в поле двух ядер, принадлежит уже обоим атомам. Химические силы по своей природе электромагнитны и действуют на расстояниях порядка Ю м.  [c.8]

Полагаем, что движение электрона, как частицы с массой Ше и зарядом е, под действием поля Е и ускоряющей силы еЕ происходит в течение времени т = «к/, где v — средняя квадратичная скорость электрона (тепловая, так как скоростью дрейфа пренебрегаем из-за сравнительной малости), а «к — средняя длина свободного пробега электрона (пробег). Движение с ускорением еЕ/т за время т разгонит электрон до скорости дрейфа  [c.33]

Из формулы (3.4) можно получить выражение скорости движения электрона при прохождении разности потенциалов U  [c.110]

Под действием этой силы электрон будет двигаться в магнитном поле по окружности, лежащей в плоскости, перпендикулярной силовым линиям поля. Суммарная траектория движения электрона под действием магнитного поля и инерционных сил перемещения его с начальной скоростью представляет собой спираль, радиус которой зависит от начальной скорости электрона и напряженности магнитного поля.  [c.111]

Необходимое условие существования электронного луча — создание вакуума на пути движения электронов, так как в противном случае из-за соударения с молекулами атмосферных газов электроны отдают им свою энергию и луч рассеивается .  [c.111]

Такой процесс—превращение направленного движения электронов в хаотическое—происходит при протекании любого тока через проводник. И возникающая при этом энергия хаотического движения есть не  [c.45]

Найти уравнения движения электрона, если векторы напряженности обоих полей постоянны н направлены по оси Oz. Электрон находился в начальный момент в начале координат и имел  [c.317]

Итак, показатель преломления среды определяется через оптическую поляризуемость атома (поляризуемость, обусловленную полем световой волны), и, таким образом, задача дисперсии — нахождение зависимости п от X — сводится к нахождению вида зависимости оптической поляризуемости от длины волны (или от частоты, так как ы = 2пс/1, где с— скорость света). Поскольку поляризуемость связана со смещением электрона г из положения равновесия, задача дисперсии сводится к нахождению г из уравнения движения электрона.  [c.270]

Исходя из выражений (11.7) — (11.9), составим уравнение движения электрона с учетом затухания и внешнего поля  [c.271]

Если D уравнении движения электрона вместо Е подставить Е, то для каждой собственной частоты без учета поглощения получим  [c.277]

В газах, молекулы которых построены из нескольких атомов, наблюдаются собственные частоты, соответствующие колебаниям атомов внутри молекулы и вращению молекулы как целого вокруг оси. Эти три вида движения (электронные, колебательные и вращательные) квантованы, причем между соседними электронными уровнями расположен набор колебательных уровней, а между соседними колебательными уровнями набор вращательных уровней.  [c.281]

Легко доказать, что в случае модели гармонического осциллятора эффект постоянного поля состоит просто в смещении положения равновесия. Рассмотрим движение электрона только под действием квазиупругой силы fi = —тщг и силы действия статического поля 7г =  [c.285]

Если принять во внимание (12.7), то движение электрона можно описать с помощью новой координаты q, определяемой соотношением  [c.286]

Тогда движение электрона в координатах q можно описать уравнением  [c.286]

Если электрону в валентной зоне сообщить энергию, превышающую ширину запрещенной зоны, то он, покидая валентную зону, перейдет в зону проводимости (рис, 16.4, /), При движении по зоне проводимости электрон, потеряв часть своей энергии, опускается к ее дну (рис. 16.4, 2), а в дальнейшем переходит на локальный уровень активатора (рис, 16.4, валентной зоны возникает дырка, которая ведет себя подобно положительному заряду. Дырка, двигаясь по валентной зоне, рекомбинирует (рис. 16.4, 4) с электроном, попавшим на уровень активатора из зоны проводимости. Выделенная энергия при рекомбинации электрона и дырки возбуждает ион активатора, являющийся центром высвечивания. Поскольку движение электрона в зоне проводимости происходит с большой скоростью, то процесс люминесценции в данном случае является весьма кратковременным.  [c.362]

Уподобление движения электрона (атома) под действием светового поля гармоническому осциллятору, как это мы делали при рассмотрении явления дисперсии света, имеет место только при относительно малых смещениях г. Так как смешение электрона связано с действующим полем, то такое приближение верно длл слабых полей. При действии сильного светового поля, т. е. при распространении через среду мощного пучка лазерных лучей действующая на электрон сила зависит не только от г, но также от его более высоких степеней, например  [c.395]

С учетом (18.4) уравнение движения электрона становится нелинейным, а его движение — ангармоническим. В таком случае легко убедиться, что уже не имеет места линейная зависимость между Р и Ё, т. е. форма реакции на действие светового поля не совпадает с формой действующего поля.  [c.395]

Заметим, что уравнения движения электрона в постоянном электромагнитном поле интегрируются аналитически. Это — линейные уравнения с постоянными коэффициентами. Здесь ограничимся лишь исследованием траектории. Представим радиус-вектор г, скорость v электрона и вектор Е в виде суммы двух составляющих  [c.553]

Показать, что движение электрона в электромагнитном поле допускает интеграл энергии (см. пример 8.3.1).  [c.622]

ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОНА В ПОЛЕ ИОНИЗИРОВАННОГО АТОМА  [c.157]

В качестве конкретного примера рассмотрим движение электрона массы т и заряда ви который отталкивается ионизированным и, следовательно, отрицательно заряженным атомом массы М и заряда С2.  [c.157]

Полученное уравнение определяет семейство траекторий, по которым возможно движение электрона.  [c. 158]

В металлах теплопроводность обеспечивается главным образом за счет теплового движения электронов ( электронного газа ), которые более чем в 3000 раз легче молекул самого легкого газа — водорода. Соответственно v теплопроводность металлов много пыше, чем газов.  [c.71]

Явление поляризации объясняется тем, что движение электронов в металлической части элемента и ионов в растворе испытывает на своем пути определенные сопротивления. Часть этих сопротивлений связана с затруднениями, возникающими при прохождении электрона через криеталлическую решетку метал ла пли ионов через раствор, называемЕ)ШИ омическими (А , нс-зЕщчнтелыщ Е-лияет па уменьшение коррозионного тока микро-пор, поскольку она обычно невелика. Большее значение имеют так называемые поляризационные сопротивления (Р), связанные  [c.32]

Рассмотрим сначала простейшее представление электрический ток — это движение электронов под воздействием приложенного электрического поля. В металлах число электронов, участвующих в электропроводности, зависит от структуры кристалла, а для одновалентных металлов —это один электрон на атом Поведение электрона, находящегося в твердом теле, удобнее всего описывать в трехмерной системе координат, для которой три декартовы координаты кх, ку и кг являются компонентами волнового числа к. Электрону с энергией Е и импульсом р соответствует волновое число к. Согласно уравнению де Бройля, р=Ьк (где Й—постоянная Планка, деленная на 2л) и Е р 12т. Положение электрона в -пространстве характеризуется вектором к, пропорциональным импульсу электрона. В ыеталле, содержащем N свободных электронов, при абсолютном нуле температуры электроны займут N 2 низших энергети-  [c.187]

При соответствующем выборе осей координат уравнения движения электрона в постоянном магнитном поле определяются равенствами х = а s mkt, y = a oskt, z = vt, где а, k а  [c.92]

Здесь КеЕ — энергия Лаи, получаемая электроном от поля на участке пробега ке, а (3/2) kT — энергия w теплового движения электрона. Для термического равновесия необходимо, чтобы Дои/ш и относительная разность температур были значительно меньше единицы. Учитывая, что по формуле (2.11) К = kT/ pQea), получим  [c.50]

П /2Мт направленного движения электронов, возникшего в результате флуктуации, получим оценку для величины фл)пауации тока, которую, учитывая, что мы имеем дело со случайными величинами, запишем сразу для средних значений  [c.46]

НеТкй тбиЛовьШп упругими колебаниями решетки (ре -шеточная теилоироводность), движением электронов и столкновениями их с атомами (электронная теплопроводность). А. Ф. Иоффе [126] показал, что хорошо соблюдается аддитивность электронной и решеточной долей теплопроводности твердого тела, т. е.  [c.157]

Указание. Использовать цилиндрическую систему координат. Учесть, чтс координата ф не изменяется. Состан ить дифференциальные уравнения движения электрона в плоскости (г, г).  [c.319]

В выражении (12. 10) опущен малый член, пропорциональный 3 ст-Если иметь дело со слабым световым полем, то оно не вызовет нелинейных эффектов, что позволяет пренебречь ангармоническим членом в уравнении (12.10). Тогда движение электрона опишется уравнеимем  [c.286]

Значительный вклад в область оптики движугцихся сред, когда движение электрона в среде приводит к возникновению нового явления — эффекта Вавилова — Черенкова , — внесли более поздние работы советских ученых, акаде-  [c.418]

Следует заметить, что эту задачу целесообразно формулировать, не оговаривая, что центробежная сила притягивающая, ибо, например, явление движения электрона в поле ионизированного атома моделируется движением материальной точки под действием центральной отталкиваюнгей силы.  [c.145]

---

Выберите один верный ответ: Электрическим током называется … А. движение электронов. Б.

Электрическим током называется …

А. движение электронов. Б. упорядоченное движение заряженных частиц. В. упорядоченное движение электронов.

Какие частицы создают электрический ток в металлах?

А. свободные электроны. Б. положительные ионы. В. отрицательные ионы.

Какое действие тока используют в гальванометрах?

А. тепловое. Б. химическое. В. магнитное.

Сила тока в цепи электрической плитки равна 1,4 А. Какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за 20 мин?

А. 3200 Кл. Б. 1680 Кл. В. 500 Кл.

При прохождении по проводнику электрического заряда, равного 6 Кл, совершается работа 660 Дж. Чему равно напряжение на концах этого проводника?

А. 110В. Б. 220В В. 330В.

Два мотка медной проволоки одинакового сечения имеют соответственно длину 50 и 150 м. Какой из них обладает большим сопротивлением и во сколько раз?

А. первый в 3 раза. Б. второй в 3 раза.

Требуется изготовить елочную гирлянду из лампочек, рассчитанных на напряжение 5В, чтобы ее можно было включить в сеть напряжением 220 В. Сколько для этого требуется лампочек?

А. 44. Б. 20. В. 60.

По условию седьмого задания рассчитайте сопротивление гирлянды, если каждая лампочка в ней имеет сопротивление 10 Ом.

А. 440 Ом. Б. 200 Ом. В. 600 Ом.

Проводники сопротивлением 4, 8 и 8 Ом соединены последовательно и включены в сеть напряжением 20 В. Определите силу тока в каждом проводнике.

А. 1 А. Б. 2 А. В. 3 А.

Два проводника сопротивлением R1=15 Ом и R2=10 Ом соединены параллельно. Вычислите их общее сопротивление.

А. 25 Ом. Б. 6 Ом. В. 5 Ом.

В паспорте электродвигателя швейной машины написано «220В; 0,5А». Чему равна мощность двигателя машины?

А. 220 Вт. Б. 110 Вт. 440 Вт.

Определите расход энергии в электрической лампе за 8 ч при напряжении 127 В и силе тока в ней 0,5 А.

А. 0,5 кВтhello_html_1e771175.gifч. Б. 2 кВтhello_html_1e771175.gifч. В. 4,5 кВтhello_html_1e771175.gifч.

Медная и нихромовая проволоки, имеющие одинаковые размеры, соединены параллельно и подключены к источнику тока. Какая из них выделит при этом большее количество теплоты? Удельное сопротивление меди 0,017 hello_html_70a68232. gif, удельное сопротивление нихрома 1,1 hello_html_70a68232.gif.

А. нихромовая. Б. медная. В. проволоки выделяют одинаковое количество теплоты.

Движение электронов и ионов в газе

    О движении электронов в газах, подвижностях электронов и ионов и потерях энергии заряженными частицами при столкновениях смотрите также [927, 996—1003, 923, 924, 1007, 1011, 1012, 2476]. [c.285]

    Как только частицы или капельки попадают в электрическое поле электрофильтра, они приобретают электростатический заряд в результате воздействия двух механизмов механизма бомбардированной зарядки и механизма диффузионной зарядки. Ионы газа, а также электроны в случае отрицательной короны движутся при нормальных условиях сквозь поток газа, перенося частицы под влиянием электрического поля и заряжая частицы, с которыми они сталкиваются. Такая зарядка называется бомбардировкой (столкновение ионов). Кроме того, ионы газа (и электроны — там, где они присутствуют) осаждаются на частицах вследствие их теплового движения, такое явление называется диффузионной зарядкой (диффузия ионов).  [c.448]

    На рис. 66 показано также примерное расположение линий электрического поля густота этих линий, а следовательно, и напряженность поля намного больше у провода, чем у пластины или стенки трубы. Вследствие указанной неоднородности поля ударная ионизация, а затем и электрический разряд могут возникнуть у поверхности провода, когда напряженность поля в этой области достаточно высока, но не распространяется до другого электрода. По мере удаления от провода напряженность поля уменьшается, и скорость движения электронов в газе становится уже недостаточной для поддержания лавинообразного процесса образования новых ионов. [c.132]

    Наиболее эффективная очистка газа от пыли достигается в электрофильтрах. Действие их основано на ионизации газа, т. е. расщеплении его молекул на положительно и отрицательно заряженные ионы, которое движутся к противоположно заряженным электродам. При повышении разности потенциалов между электродами до нескольких тысяч вольт кинетическая энергия ионов и электронов настолько возрастает, что при соударениях они расщепляют встречные молекулы на ионы и газ полностью ионизируется. Ири этом наблюдается слабое свечение газа ( корона ) вокруг проводника, который носит название коронирующего электрода. Ионы, имеющие тот же знак, что и коронирующий электрод, движутся к другому, осадительному электроду, который обычно соединен с положительным полюсом. При движении в запыленном газе отрицательные ионы [c.155]

    Действие электрофильтра основано на ионизации газа, т. е. расщеплении его молекул на положительно и отрицательно заряженные ионы. Газ можно ионизировать в пространстве между двумя электродами, к которым подведен электрический ток. Под действием электрического поля в газе образуются ионы и свободные электроны, благодаря движению которых через газ начинает протекать ток. [c.339]

    При прохождении электрического тока образуются дополнительные ионизированные молекулы от ультрафиолетового излучения, сопровождающего свечение короны. Положительные ионы газа и фотоны направляются к отрицательному электроду и освобождают электроны с его поверхности. Последние, проходя сквозь сильное поле рядом с электродом, образуют новые электроны и положительные ионы в результате столкновения с молекулами. Электроны удаляются из этой зоны, замедляя свое движение настолько, что их скорость становится недостаточной для ионизации столкновением, и присоединяются к молекулам газа, образуя ионы газа. Эти ионы газа затем движутся по направлению к осадительному электроду со скоростью, пропорциональной их заряду и напряженности электрического поля. [c.438]

    Механизм образования положительной короны явно отличается от механизма образования отрицательной короны, к свойствам положительной короны следует отнести более низкое напряжение перекрытия и малое образование озона. Электроны в газе движутся к зоне короны рядом с коронирующим электродом, где образуются лавины электронов для поддержания зоны короны. Положительные ионы газа, образованные этими электронными лавинами, движутся от электрода с гораздо меньшей скоростью, чем электроны в зоне отрицательной короны, следовательно во время их движения к осадительному электроду происходит меньше ионизирующих столкновений. При низкой напряженности поля, существующего рядом с этим электродом, они получают небольшое ускорение, поэтому в результате катодной бомбардировки происходит эмиссия малого числа электронов, и большая часть тока передается положительно заряженными ионами газа. Так как в зоне короны с высокой напряженностью поля происходит меньшее число ионизирующих столкновений, то наблюдается меньшее образование озона и оксидов азота, чем в зоне отрицательной короны. [c.439]

    ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ И ИОНОВ В ВЫСОКОМ ВАКУУМЕ И В ГАЗЕ [c.132]

    Элементарные процессы в плазме. Движение электрически заряженных частиц в плазме отличается от движения нейтральных частиц в газах. В обычном газе отдельная частица между двумя последовательными столкновениями движется с определенной постоянной скоростью, акт соударения можно представить как столкновение жестких шаров, путь отдельной частицы — ломаная зигзагообразная линия. При соударении нейтральных частиц направление движения и скорость меняются резко. В плазме заряженные частицы движутся под действием электрических полей ускоренно и замедленно. Ускоренное движение периодически заменяется замедленным, а замедленное — ускоренным. Траектория движения, как правило, — сложная зигзагообразная кривая, не содержащая прямолинейных участков. Плазма характеризуется большим числом разновидностей взаимодействий и соударений. Типичными взаимодействиями — соударениями являются нейтральная частица — нейтральная частица, ион — нейтральная частица, электрон — нейтральная частица, электрон — электрон, ион — ион. Взаимодействие заряженных частиц отличается от взаимодействия нейтральных атомов и молекул большим радиусом действия и коллективным характером. Каждый из перечисленных видов взаимодействий вносит свой индивидуальный вклад в физико-химические характеристики плазмы. Их строгий учет сталкивается с большими трудностями. [c.248]

    При нагреве разреженных газообразных систем до очень высоких температур, как правило, превышающих десятки тысяч градусов, происходит ионизация молекул и газ переходит в специфическое состояние с электронно-ионной проводимостью, называемое плазменным состоянием. Ионы, появившиеся в низкотемпературной плазме в результате отщепления электронов, способны к дальнейшим химическим реакциям, поэтому в плазмах можно обнаружить такие экзотические с точки зрения химии частицы, как ионы СН5, Нз, Не2, Ыег и т. п. Кинетическая и потенциальная энергия частиц в плазменном состоянии превышает аналогичные параметры газообразных молекул, но наиболее существенные различия между плазмой и газами возникают при наложении электрического и магнитного полей большой напряженности. При этом движение частиц в плазме становится направленным, и придавая ему винтообразную форму, можно до известной степени управлять плазмой. [c.72]

    Во мн. металлах М.с. между атомами включает вклады ионной или ковалентной составляющей. Особенности М. с. у каждого металла м.б. связаны, напр., с электростатич. отталкиванием ионов друг от друга с учетом распределения электрич зарядов в них, с вкладом в образование связи электронов внутр. незаполненных оболочек переходных металлов, с корреляцией движения электронов в электронном газе и нек-рыми др. причинами. [c.41]

    В большинстве веществ магнитные эффекты, обусловленные электронными спинами или движением электронов на орбиталях, не проявляются, поскольку электроны в заполненных оболочках спарены. Многие ионы редкоземельных элементов парамагнитны, так как имеют неспаренные электроны. Свободные радикалы обладают нечетным числом электронов и поэтому также являются парамагнетиками. Наиболее известное вещество с парамагнитными свойствами — молекулярный кислород, который имеет два неспаренных электрона (разд. 14.5). Это свойство кислорода делает возможным определение его парциального давления в потоке газа по измерениям сил, действующих на трубку с газом в магнитном поле. [c.496]

    Существуют две теории Р ] разделения газовых смесей. Первая теория (ионная) объясняет разделение переносным движением положительных ионов по направлению к катоду. Среди положительных ионов, двигающихся к катоду, преобладают ионы компонента с меньшим потенциалом ионизации, так как ионов компонента с более высоким потенциалом ионизации в разрядном промежутке мало поэтому у катода возрастает концентрация легкоионизуемого компонента. Вторая теория (импульсная) исходит из того, что электроны передают при столкновении атомам газа определенный импульс, направленный к аноду. Чем меньше молекулярный вес газа, тем больший импульс сообщается атому, и поэтому у анода скапливается более легкий газ. [c.44]

    На схеме не показаны стеклянный колпак и система, обеспечивающая создание сверхвысокого вакуума. Газовая смесь содержит высокой чистоты аргон (парциальное давление 10 мм рт. ст.) и N2 (10 мм рт. ст.). Газ ионизируется электронами, испускаемыми катодом, при разности потенциалов между катодом и анодом примерно 40 В. Чтобы увеличить вероятность ионизации, параллельно центральной оси обычно накладывается магнитное поле. Когда разряд установится, на мишень — распыляемый материал — подается большой отрицательный потенциал. Ионы газа, ускоренные к мишени, выбивают из нее свободные нейтральные атомы. Атомам мишени передается импульс, достаточный для движения их к подложке. При изменении потенциалов двух мишеней, показанных на рисунке, меняется атомное соотношение металлов в осаждаемом на подложку нитриде.  [c.27]

    Пучок электронов такой энергии, первоначально сформированный с помощью диафрагмы катода, при дальнейшем движении в разреженном газе с давлением 10 -Ь 10 Па не рассеивается в результате действия ионной фокусировки. Более того, установлено, что в указанном диапазоне давлений при межэлектродных расстояниях до 0,5 м пучок сохраняет на всем пути от диафрагмы до ванны металла диаметр диафрагмы. [c.307]

    Ориентировочный расчет Э. к. р. щелочных металлов можно произвести, пользуясь приближенной ионной моделью, согласно к-рой связь в металле осуществляется вследствие кулоновского притяжения ионов и электронов, равномерно распределенных между ионами. Расчет кулоновского взаимодействия в рамках этой модели проводится как и в случае ионного кристалла. С другой стороны, силы притяжения уравновешиваются силами отталкивания, к-рые в основном обусловлены движением электронов электронного газа. В этом случае энергия металлич. кристалла, равная энергии разложения его на ионы и электроны, определяется как  [c. 506]

    ВЧ-разряд возбуждается в потоке газа-носителя разряда (азота, аргона, неона или другого инертного газа) в специальных разрядных трубках. Трубка подключается к специальному генератору незатухающих электромагнитных колебаний соответствующей частоты. В результате действия электромагнитного поля заряженные частицы (электроны, ионы) в газе приходят в колебательное движение и, сталкиваясь с атомами, ионизуют и возбуждают их. При достаточно высокой частоте число ионизующих столкновений оказывается так высоко, что отпадает надобность в электродах внутри трубки. Исследуемое вещество вводится в разряд в виде мелкораспыленного раствора или, значительно реже, в виде мелкодисперсного порошка. [c.92]

    Основные законы и характер движения заряженных частиц в высоком вакууме и в газе. Движение заряженных частиц—свободных электронов и ионов—как в газах, так и в высоком вакууме при любых условиях складывается из двух составляющих. Во-первых, электроны и ионы, находящиеся среди большой совокупности однородных с ними или любых других частиц, находятся в непрерывном беспорядочном тепловом движении, сопровождаемом постоянным обменом энергией между соударяющимися частицами. Ионизованный газ мы можем представлять себе как своеобразную смесь нейтрального газа, ионного газа и электронного газа. Совокупность электронов в высоком вакууме можно рассматривать как электронный газ. Из этих представлений вытекает ряд выводов, оправдываемых опытом, а также ряд ценных методов расчёта электрических явлений, происходящих в газах и высоком вакууме. [c.132]

    В явлениях прохождения электрического тока через высокий вакуум и через газы имеются налицо не только пространственные, но и поверхностные заряды на стенках прибора. Отрицательные заряды на стеклянных стенках образуются благодаря большей скорости хаотического движения электронов но сравнению с положительными ионами. Такие поверхностные заряды обусловливают поперечный градиент потенциала в разряде и играют существенную роль в теории положительного столба и газоразрядной плазмы. [c.158]

    Согласно (266) и (267), установившаяся скорость переносного движения электронов в газе прямо пропорциональна не первой степени напряжён1юсти поля Е, как это имеет место в случае ионов, а лишь У Е. Подвижность электронов Ке обратно пропорциональна У Е. [c.274]

    Для описания металлической связи часто используют модель свободного электрона . Согласно этой модели в узлах кристаллической решетки металла находятся положительно заряженные ионы металла, погруженные в электронный газ из нелокализо-ванных валентных электронов атомов, участвующих в образовании кристалла. Устойчивость кристалла обеспечивается силами притяжения между положительно заряженными ионами и электронным газом. Движение электронного газа подчиняется классическим законам перемещения частиц идеального газа. [c.23]

    Кроме анодных и катодных реакций при электрохимической коррозии происходит движение электронов в металле и ионов в электролите. Электролитами могут быть растворы солей, кислот и оснований, морская вода, почвенная вода, гюда атмосферы, содержащая СО2, ЗОа, О2 и другие газы. Кроме электрохимических реакций при коррозии обычно протекают вторичные химические реакции, например взаимодействие ионов металла с гидроксид-ионами, концентрация которых повышается в результате катодных реакций [c. 229]

    Помимо изложенного выше, существуют два других представ ения о внутрен-аем строении металлов. Согласно одному из них. ионизированы все атомы металла, т. е. последний построен только из положительных ионов и свободных электронов. По другому представлению металл считается состоящим из нейтральных атомов, положительных и отрицательных ионов данного элемента, т. е. свободные электроны из рассмотрения исключаются. Строение металла с этой безэлектронной точки зрения передается схемой рис. П1-62. Так как между отдельными атомами возможен постоянный обмен состояниями (обусловленный обменом электронами), хорошая электроиро-водность металлов и их механическая деформируемость этому представлению не противоречат. Однако общность оптических свойств металлов говорит за наличие в иих электронного газа . Средняя скорость движения электронов в этом газе составляет около 100 км1сек, т. е. она примерно в двести раз выше средних скоростей теплового движения молекул в воздухе. [c. 111]

    Экспериментальное подтвержденпе модели не снимает, однако, вопроса о ее теоретическом обосновании. Требуется объяснить, почему валентные электроны в металле можно считать свободными и даже наделять их совокупность свойствами идеального газа, несмотря на то, что, несомненно, имеются сильные взаимодействия электронов с решеткой (положительными ионами, колеблющимися около положений равновесия) и между собой. Показатель интенсивности ваимодейст-вия электронов с решеткой — высокий потенциальный барьер выхода электронов из металла. Движение электронов происходит в потенциальном ящике с весьма высокими стенками, причем поле внутри ящика, создаваемое решеткой, является периодическим. [c.184]

    Если в сосуд с электролитом — электролизер поместить электроды, присоединенные к электрическому источнику энергии, то в нем начнет протекать ионный ток, п])ичем положительно заряженные ионы — катионы будут двигаться к катоду (это в основном металлы и водород), а отрицательно заряженные ионы —анионы (хлор, ки слород, 0Н , 502-) —к аноду, у анода анионы отдают свой заряд и превращаются в нейтральные частицы, оседающие на электроде. У катода катионы отбирают электроны у электрода и также нейтрализуются, оседая на нем, причем выделяющиеся на электродах газы в виде пузырьков поднимаются кверху. Электрический ток во внешней цепи представляет собой движение электронов от анода к катоду (рис. 7.1). При этом раствор обедняется, и для поддержания непрерывности процесса электролиза приходится его обогащать. Так осуществляют извлечение тех или иных веществ из электролита (элек-трээкстракцию). Если же анод может растворяться в электролите по мере обеднения последнего, ТО ча тицы его, растворяясь в электролите, приобретают положительный заряд и направляются к катоду, на ко-то])ом осаждаются, тем самым осуществляется перенос материала с анода на катод. Так как при этом процесс [c.326]

    Осаждение дисперсных твердых и жидких частиц в электрическом поле (электроосаждение) позволяет эффективно очистить газ от очень мелких частиц. Оно основано на ионизации молекул газа электрическим разрядом. Если газ, содержащий свободные заряды (электроны и ионы), поместить между двумя электродами, создающими постоянное электрическое поле, то свободные заряды начнут двигаться по силовым линиям поля. Скорость движения и кинетическая энергия будут определяться напряженностью электрического поля. При повышении разности потенциалов до нескольких десятков киловольт кинетическая энергия ионов и электронов становится достаточной для того, чтобы они сталкивались с нейтральными газовыми молекулами, расщепляли их на ионы и свободные электроны. Вновь образовавшиеся заряды при своем движении также ионизирзтот газ. В результате образование ионов происходит лавинообразно, газ полностью ионизируется. Такую ионизацию называют ударной. При этом возникают условия для электрического разряда. При дальнейшем увеличении напряженности электрического поля возможны электрический пробой и короткое замыкание электродов. Чтобы избежать этого, создают неоднородное электрическое поле один электрод делают в виде проволоки, а другой-в виде охватывающей ее трубы или расположенной рядом пластины (рис. 10-11). [c.226]

    Плазма — это вещество в сильно ионизированном состоянии, причиной которого могут являться высокая температура или столкновение частиц газа с быстрыми электронами (в газовом разряде). Плазма имеет примерно равные концентрации электронов и положительно заряженных ионов, в целом оставаясь электрически нейтральной. Показано, что электроны плазмы находатся в хаотическом движении, средняя кинетическая энергия которого (температура) больше, чем нейтральных частиц и ионов газа. Иначе говоря, электронный газ в плазме имеет как бы более высокую температуру, чем действительная температура плазмы. В электрическом поле он сравнительно медленно продвигается в сторону анода. В космическом пространстве плазма наиболее распространенное состояние вещества. [c.89]

    Как и в других подобных исследованиях, Джастров и Пирс рассматривали случай больших скоростей движения шара в сильно ионизованном газе. Они заключили, что шар радиуса а заряжается отрицательно из-за больших скоростей электронов в окружающем ионизованном газе. Формулу для скорости появления электрического заряда на шаре, равного Z зарядам, в потоке с большой скоростью приводит Чопра [68]. Вокруг шара возникает слой положительных ионов толщины б вследствие электростатического отталкивания заряженным шаром отрицательно заряженных частиц, кроме высокоэнергетических электронов. Джастров и Пирс предположили, что б одинакова по поверхности шара и что б можно рассчитывать по нижеприводимой формуле, в которой считается, что задан потенциал поверхности шара фо (обусловленный X зарядами) и что отличная от нуля плотность числа ионов г равна плотности числа электронов (в газе нет незаряженных частиц и допускается только однократная ионизация)  [c.179]

    Характеристические потери энергии обусловлены коллективным возбуждением электронного газа вещества объекта. Электроны проводимости в металлах (полупроводниках) можно рассматривать как особый вид плазмы, характерной особенностью которой является то, что электроны движутся в решетке из жестко связанных между собой положительных ионов. Если под действием, например, бомбардирующей частицы, произошло смещение электронов так, что их локальная плотность увеличилась. То за счет возросших при этом снтПэттал-кивания у электронов появится составляющая скорости, выводящая их из данного объема. Однако в момент восстановления нейтральности в данном объеме эта скорость не равна нулю, и электроны продолжат свое движение, что приведет в свою очередь к возрастанию положительного заряда и к движению электрона в обратную сторону. Таким образом возникают коллективные колебания в электронной плазме. Совокупность валентных электронов может принимать определенные порции энергии, соответствующие некоторому дискретному уровню возбуждения данного твердого тела. Эти порции энергии можно рассматривать как своего рода квазичастицы— плазмоны. Время жизни плазмона не превышает 10 с. Для каждого металла (полупроводпика и диэлектрика) характерна определенная величина энергии плазмона, поэтому потери энергии электронов на возбуждение плазмонов называют характеристическими или плазменными потерями (рис. 19.4), [c.427]

    При столкновении по южительного иона с молекулой или атомом газа могут иметь место два процесса. Во-первых, ион и молекула обмениваются импульсом и энергией и при этом меняется направление их движения. Во-вторых, кроме перераспределения энергии может происходить обмен зарядом, сопровождающийся рассеянием. Например, при движении быстрых ионов в газе столкновение может привести к вырыванию ионом электрона из атома газа, в результате чего быстрый ион становится быстрым нейтральным атомом, а медленный атом — медленным положительным ионом. Когда положительные ионы движутся в электрическом поле, перезарядка проявляется в уменьшении эффективной скорости дрейфа ионов и, следовательно, их подвижность становится меньшей. [c.132]

    Тлеющий разряд формируется при низких давлениях газа (0,5—100 мм рт. ст.). Первичное возникновение тока в газе связано с его начальной электропроводностью, обусловленной присутствием в нем заряженных частиц-ионов, постоянно образующихся под действием внешних ионизаторов света, космического излучения, радиоактивности и т. д. Под влиянием приложенной разности потенциалов положительные ионы газа приобретают ускорение и, двигаясь к катоду, с большой кинетической энергией бомбардируют его поверхность, выбивая из нее электроны. Бом- бардировка ионами — главная причина эмиссии. Однако электроны могут эмитироваться катодом и по другим причинам, в частности вследствие фотоэлектрического эффекта. Эмитированные катодом электроны в своем движении к противоположному электроду многократно сталкиваются с молекулами газа, передавая им свою энергию. Так появляются новые заряженные частицы и происходят различные другие превращения молекул — их возбуждение, диссоциация на свободные радикалы и атомы. Передача энергии при столкновении электронов с молекулами газа и ионизированных молекул газа друг с другом — основной [c.55]

    Второе обстоятельство, резко отличающее процесс неупруго1х соударения положительного иона от такого же соударения электрона, заключается в том, что быстрый электрон за то время, в течение которого он передаёт долю своей энергии нейтральной частице газа, успевает удалиться, и избыток энергии, приобретённый нейтральной частицей, неизбежно ведёт к изменению её энергетического состояния. Наоборот, вследствие гораздо меньшей скорости движения положительного иона и нейтральная частица и ион за всё время соударения подвергаются воздействию лишь медленно изменяющегося электрического поля. Поэтому в большом числе случаев при начавшемся удалении иона от [c.111]

---

2

ГЛАВА 3.  ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЯХ

 

Движение каждого из электронов, поставленных эмиттером (катодом), в рабочем объёме происходит под действием внешних полей  и  , созданных потенциальным электродами и токовыми катушками, и поля  , созданного всеми остальными электронами. На рис. 3.1 показано поле  , созданное парой плоских электродов и поля , созданные в точке e четырьмя электронами. Эти электроны распределены по всему рабочему объёму и образуют пространственный или объёмный заряд (ПЗ или ОЗ).

Рис.3.1  Внешнее поле и поле пространственного заряда

 

Уравнение движения электрона даётся вторым законом Ньютона

                       (3.1)

                              

                  

 

Поле  есть сумма кулоновских полей, созданных в точке  каждым из движущихся электронов. Оно определяется их мгновенными положениями , которые как раз и должны находиться из (3.1). Поэтому задача сводится к решению системы из N обыкновенных дифференциальных уравнений

   

Решить её можно только численно с помощью компьютера, да и то при числе частиц N, не превышающем  . Поэтому используют другой подход. Считают, что поле  создаётся непрерывно распределённым зарядом с локальной плотностью

                                                          (3.2)

где  – так называемая  — функция Дирака, отличная от нуля только в точке расположения   j— го электрона . Потенциал поля пространственного заряда удовлетворяет уравнению Пуассона

                                                              (3.3)

                                                                         (3.4)

В большинстве случаев плотность пространственного заряда такова, что . Тогда взаимным влиянием электронов друг на друга можно пренебречь. Все они будут двигаться одинаково, то есть по подобным траекториям, в полях , .

Разнообразие конфигураций полей в реальных приборах не слишком велико. Их можно свести к следующим базовым конфигурациям:

— постоянное однородное электрическое поле ;

— переменное однородное электрическое поле ;

— постоянное однородное магнитное поле ;

— скрещенные постоянные поля  и ;

— постоянное неоднородное магнитное поле .

Рассмотрим движение одиночного электрона в этих полях.

 

3.1. ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОНА В ПОСТОЯННОМ ОДНОРОДНОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ.

 

Рассмотрим два частных, но часто встречающихся, случая.

 

3.1.1. НАЧАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ ЭЛЕКТРОНА ПЕРПЕНДИКУЛЯРНА ПОЛЮ.

 

Такая конфигурация обеспечивает отклонение электрона. Поле  создаётся парой плоских электродов шириной  и бесконечной длины, к которым приложена разность потенциалов . Пусть расстояние между электродами равно , тогда , (рис. 3.2). Электрон влетает в поле в момент времени  в точке  со скоростью , направленной по оси  .

 

               

  

Рис. 3.2. Отклонение электрона полем, перпендикулярным скорости

 

Уравнение движения электрона  запишем в проекциях на оси координат

                                                               (3.5)

Общие решения уравнений (3.5) находятся элементарно,

                                  

Постоянные интегрирования получаем из начальных условий

                        

Таким образом,                                                (3. 6)

Исключив время  , получим уравнение траектории

                                                                      (3.7)

Это уравнение параболы.

 

3.1.2. НАЧАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ ЭЛЕКТРОНА РАВНА НУЛЮ ИЛИ НАПРАВЛЕНА ПО ПОЛЮ

 

Такая конфигурация обеспечивает ускорение электрона при переносе его между двумя электродами (катодом и сеткой, двумя сетками, рис. 3.3).

          

       Рис. 3.3. Ускорение электрона продольным полем

 

Из уравнения движения  и начальных условий  ,  находим

                                             (3.8)

                                               (3.9)

Полагая в (3.8) , получим уравнение для времени пролёта  электрона между электродами

                           

или                    

При  из первого уравнения находим

                                                                                        (3. 10)

При  из второго уравнения имеем

                                                     (3.11)

Ускоряющее напряжение  во многих случаях таково, что , то есть приобретаемая электроном энергия намного меньше начальной кинетической энергии. Тогда, разлагая квадратный корень в (3.11) по правилу , получим

                                                                                     

Время пролёта  — важный параметр прибора, используемый при анализе его реакции на переменную разность потенциалов между электродами.

 

 

 

 

 

3.2. ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОНА В ПЕРЕМЕННОМ ОДНОРОДНОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ    

 

Пусть между плоскими электродами в предыдущей конфигурации приложено переменное напряжение  . Начальную скорость  в момент  положим равной нулю. Дважды интегрируя уравнение движения электрона , находим

                       

                     (3.12)

Полагая в (3.12) , получим уравнение для времени пролёта,

                  (3.13)

В (3.13) время пролёта входит только в виде произведения

                                                                                   (3.14)

где  — период изменения напряжения между электродами. Безразмерный параметр  называется углом пролёта электрона. Он показывает изменение фазы напряжения за время движения электрона  между электродами. Если фаза изменяется на , то поле меняет направление на противоположное, например, с ускоряющего на тормозящее. Линейная частота при этом равна

                                                                       (3.15)

Для её вычисления надо в (3.15) подставить , найденное из уравнения (3. 13). Решить это трансцендентное уравнение можно только численно. Поэтому сделаем грубую оценку, подставив  из (3.10),

                                  

Примем , , тогда

           

Это граница между ВЧ и СВЧ диапазонами. При   , и изменение фазы напряжения не сказывается на движении электронов. Они движутся так, как в постоянном поле с мгновенным значением напряжённости. Это область классической низкочастотной электроники, которую мы и будем изучать. Если же , то . Движение электронов очень сильно зависит от соотношения между фазой напряжения  и моментом начала движения . Это уже область СВЧ электроники, которой мы не коснёмся.

Принципиальные различия реакции прибора на низкие и сверхвысокие частоты можно проиллюстрировать графически, если построить по формулам (3.8) и (3.12) временные зависимости  положения электронов, влетающих в поле в различные моменты  . Эти графики называются пространственно-временными диаграммами.

На рис. 3.4 показаны пространственно-временные диаграммы движения электронов под действием постоянного  напряжения.

           

        Рис. 3.4. Пространственно-временные диаграммы движения

                        электронов  при постоянном напряжении.

Видно, что все электроны, не зависимо от времени начала движения  , достигают второго электрода.

Иначе выглядят пространственно-временные диаграммы движения электронов под действием переменного напряжения (рис.3.5). Время пролёта  возрастает по сравнению с предыдущим случаем даже при синфазном с полем начале движения. При   возрастает ещё больше. Некоторые электроны достигают второго электрода после нескольких колебаний. Другие вообще не достигают его, а возвращаются назад.

 

      

   Рис. 3.5. Пространственно-временные  диаграммы  движения

                        электронов  при переменном напряжении .

 ,  — период изменения .

 

Таким образом, движение электрона в сверхвысокочастотном электрическом поле существенно отличается от его движения в медленно меняющемся поле. 

 

3.3. ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ТОКОВ В ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРАХ

 

На любом участке замкнутой цепи, включающей электронный прибор, ток в данный момент одинаков по величине и направлению. Но на разных участках физическая природа тока может быть, и, как правило, является различной. Рассмотрим простейшую замкнутую цепь из вакуумного диода и источника питания. Диод есть прибор с двумя электродами – катодом и анодом. Катод эмиттирует электроны в рабочий объём. На анод подаётся положительный потенциал, создающий ускоряющее поле и обеспечивающий собирание электронов (рис. 3.6).

С поверхности катода истекает ток эмиссии. Он определяется главным образом внутренними процессами в катоде. Энергия электронов, с которой они покидают катод, намного меньше , поэтому её можно полагать равной нулю. Тогда все эмиттированные электроны начинают движение в рабочем объёме с нулевой начальной скоростью.

.

     

                    Рис. 3.6 Токи в электронном приборе

 

Под действием поля  электроны приобретают к моменту времени  скорость

                                  

Они образуют так называемый конвекционный ток или ток переноса. Конвекционный ток обусловлен перемещением носителей заряда на макроскопические расстояния. Плотность конвекционного тока  равна произведению объёмной плотности заряда  на мгновенную скорость электронов ,

                                      

Одиночный электрон создаёт конвекционный ток

                                  

Ток во внешней цепи прибора, например, в анодном выводе, не является конвекционным. Он обусловлен не макроскопическим переносом электронов, а поляризацией электродов электронами, движущимися в рабочем объёме. Рассмотрим слой электронов толщиной  в сечении  рабочего объёма (рис. 3.7).

 

               

 

            Рис. 3.7. Поляризация электродов конвекционным током

 

На единицу площади он содержит заряд . Этот заряд создаёт на катоде и аноде поляризационные заряды  и   такие, что

                                                                  (3.16)

Поляризация ослабляет поле у катода и усиливает его у анода. Если в отсутствие заряда  на катоде и аноде напряжением  создаются заряды  на единицу площади, то при наличии заряда  плотность заряда на катоде равна , а на аноде — . Перераспределение поля происходит таким образом, что работа по перемещению единичного заряда от катода к аноду остаётся равной , то есть

                                                     (3. 17)

Подставив поля у катода  и у анода  в (3.17), получим связь между  и ,

                                                                       (3.18)

Из (3.16) и (3.18) находим выражения для поляризационных зарядов

                                                             (3.19)

По мере перемещения заряда , создающего конвекционный ток, заряд  на катоде убывает, а заряд  на аноде увеличивается. Такое изменение поляризационных зарядов происходит за счёт смещения многих электронов в проводниках на небольшие по атомным масштабам расстояния. Это смещение, восстанавливающее электронейтральность, называется максвелловской релаксацией. Ток во внешней цепи равен скорости изменения полного заряда на одном из электродов. Полный заряд на аноде равен , а ток в анодном выводе

                           (3.20)

Он состоит из двух компонент. Первая компонента  есть ток перезарядки ёмкости анод-катод. При  . Вторая компонента

                                                                          (3.21)

есть так называемый наведённый ток, индуцированный в выводе зарядом . Наведённый ток, созданный всеми зарядами из рабочего объёма, равен

           

Наведённый ток в пересчёте на единицу площади конвекционного потока  равен среднему значению плотности конвекционного тока в рабочем объёме,

                                  

Конвекционный ток в любом сечении рабочего объёма должен оставаться одинаковым по величине и равным току эмиссии, . Поэтому

                                                          (3.22)

Таким образом, постоянный  конвекционный ток индуцирует во внешней цепи равный себе наведённый ток. Это обычная ситуация в «классической» низкочастотной электронике.

Пусть теперь переменный конвекционный ток создаётся потоком электронов переменной плотности , влетающих в рабочий объём с постоянной скоростью . По определению,                     

                    ,   

Заряд  в слое  индуцирует наведённый ток

                       

Выбирая начало координат посредине между катодом и анодом, суммарный наведённый ток запишем в виде

           

      

                  

                            (3.23)

Параметр  называется коэффициентом взаимодействия электронного потока с полем. При значении угла пролёта  , а наведённый ток вовсе не содержит переменной составляющей, хотя в конвекционном токе она присутствует. Но при  , и наведённый ток воспроизводит конвекционный ток. Этот пример ещё раз подчёркивает отличие низкочастотной электроники от электроники сверхвысоких частот.

Таким образом, полный ток, протекающий во внешней цепи любого электронного прибора, имеет две основные составляющие:

1.                 Наведённый ток, обусловленный движением зарядов в междуэлектродном пространстве;

2.                 Ёмкостной ток, обусловленный перезарядкой междуэлектродной ёмкости

Только при  или  ток во внешней цепи точно равен конвекционному току. Поэтому в низкочастотной электронике обычно не делают различия между конвекционным и наведённым током.

 

3.4 ДВИЖЕНИЕ  ЭЛЕКТРОНА В ОДНОРОДНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

 

Однородное магнитное поле всюду имеет одинаковую величину и направление. Выберем систему координат так, чтобы ось z  была направлена по полю. Тогда вектор  имеет только одну компоненту, . Пусть электрон начинает движение в момент  из начала координат со скоростью  . Уравнение (3.1) запишем в проекциях на оси координат,

                      

                       

                             

Из  сразу следует, что вдоль оси z электрон движется равномерно с начальной скоростью  ,

                                                                         (3. 25)

Уравнения  и  можно проинтегрировать по t,

                 ,                   

Величина   имеет размерность обратного времени. Она называется ларморовской или циклотронной частотой. Первым термином отмечен вклад в науку английского физика Джозефа Лармора (1857 – 1942). Постоянные  и  находим из начальных условий,

       ,                       

В системе уравнений     

                                  

естественно перейти к искомым функциям  и  :   

                                 

Исключив  из первого уравнения, получим уравнение гармонических колебаний,  ,  решение которого имеет вид

                    

Постоянные А и В снова найдём из начальных условий

       ,          

Таким образом,                   

  находим интегрированием,

                  

                   ,   ,  

                                        

Соотношения ,  задают траекторию электрона в параметрическом виде. Удобно исключить из них время t. Для этого возведём оба соотношения в квадрат и сложим их,

                  

или                                                      (3.27)

Получили уравнение проекции траектории на плоскость XY. Она представляет собой окружность с ларморовским радиусом

                                                                (3.28)

с центром в точке  .

Таким образом, ларморовская частота есть частота вращения электрона вокруг силовой линии магнитного поля. Она не зависит от начальной скорости электрона. Радиус же окружности пропорционален компоненте скорости, перпендикулярной полю. Если одновременно в начале координат влетают в поле электроны с разными , то при  они одновременно будут возвращаться в ту же точку после 1, 2, 3, … оборотов (рис.3.8)

                     

             Рис. 3.8. Траектории электронов при   .

 

При  траектория электрона будет винтовой линией, навитой на магнитную силовую линию (рис.3.9).

                  

                Рис. 3.9. Траектория электрона при

 

 

 

 

 

3.5. ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОНА В СКРЕЩЕННЫХ ПОЛЯХ

 

Пусть поле  направлено по оси , то есть , а поле  — под произвольным углом к . Электрон начинает движение из начала координат со скоростью  (рис. 3.10).

              

                         Рис. 3.10. Скрещенные поля  и

 

Аналогично предыдущему пункту запишем уравнение движения

                              

в проекциях на оси координат

                              

                              

                              

Из последнего уравнения следует закон равномерно ускоренного движения электрона параллельно магнитному полю

                                                                 (3. 29)

Через  и  обозначены z-компоненты электрического поля и начальной скорости соответственно.

Первое уравнение продифференцируем один раз и исключим из него  с помощью второго уравнения

                    

Интегрируя полученное уравнение,

                       

и исключая постоянную  с помощью начальных условий,

                        ,

получим                          

Аналогично для  получается уравнение

                                        

Из (3.30) немедленно следует, что выражения в скобках гармонически зависят от времени,

                    (3.31)

(3.31) есть параметрическое уравнение проекции траектории электрона на плоскость . Постоянные  определим из начальных условий:

                         

Возведя уравнения (3. 31)  в квадрат и сложив их, получим уравнение траектории в виде

     (3.32)

где                                                      (3.33)

                                                (3.34)

Согласно уравнению (3.32), в плоскости , перпендикулярной магнитному полю, электрон движется по окружности с ларморовским радиусом

                       

При этом центр окружности перемещается согласно уравнениям , . Скорость этого движения

                      

направлена перпендикулярно векторам  и , поскольку . Движущийся центр ларморовской окружности называется ведущим центром, а само его движение – поперечным дрейфом.

Таким образом, движение электрона в скрещенных электрическом и магнитном полях можно представить в виде суммы трёх движений – ускоренного движения параллельно магнитному полю, вращения по ларморовской окружности и дрейфа со скоростью

                                          (3.35)

 Проекция траектории на плоскость  показана на рис. 2.4.11 для случая   (магнитная сила слабее электрической), и на рис. 3.12 – для случая  (магнитная сила превосходит электрическую).

           

        Рис. 3.11. Поперечный дрейф электрона при  .

 

                  

              Рис. 3.12. Поперечный дрейф электрона при  .

Формулу (3.35) можно обобщить на случай, когда на электрон вместо электрического поля  действует однородная сила любой природы, например, гравитационная, если подставить в неё определение электрического поля ,

                                                                      (3.36)

Из (3.36) следует, что если на частицы с противоположными зарядами сила  действует в одном направлении, то дрейфуют они в противоположных направлениях, тогда как в электрическом поле поперечный дрейф и электронов, и ионов происходит в одном направлении.

 

3.6. ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОНА В НЕОДНОРОДНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

 

Движение электрона в неоднородном магнитном поле описывается уравнением

                                   (3.37)

 При произвольной зависимости магнитной индукции от координат  получить его точное решение в замкнутом виде нельзя. Для конкретной конфигурации поля траектория электрона может быть найдена численными методами. Однако они не позволяют проанализировать решение качественно и дать наглядную интерпретацию изменения траектории при изменении поля. Поэтому физиками были разработаны приближённые методы решения уравнения (3.37), основанные на его упрощении.

При описании движения электрона в сильном неоднородном магнитном поле используют следующий подход. По аналогии с движением в скрещенных полях считают, что оно состоит из суммы движения   по ларморовской окружности радиуса  вокруг силовой линии и перемещения центра этой окружности  ,

                                                               (3.38)

Рассмотрим два вида неоднородных магнитных полей.

1. Силовые линии поля суть прямые, но величина поля (плотность силовых линий) изменяется в пространстве. В этом случае градиент поля  всюду перпендикулярен . Если ларморовский радиус столь мал, что поле на расстоянии  изменяется слабо, то есть

                                  

то  можно разложить в ряд Тейлора

                                                              

Тогда уравнение (3.37) примет вид

                                  

Второе слагаемое в правой части после усреднения по промежутку времени  может быть приведено к виду  , где  есть магнитный момент кругового тока  площадью , созданного вращающимся электроном. По определению,

                       

Таким образом, в среднем градиент магнитного поля действует как однородная сила . Следовательно, он вызывает градиентный магнитный дрейф со скоростью

                                                                    (3.39)

Физически градиентный дрейф обусловлен тем, что ларморовский радиус обратно пропорционален величине локального магнитного поля . Траектория электрона подобна показанной на рис. 3.12.

2. Градиент магнитного поля параллелен полю. В этом случае силовые линии искривлены. Их возможная топология показана на рис.3.13. Она называется «магнитной бутылкой».

 

             

                             Рис.3.13. «Магнитная бутылка»

 

На электрон, движущийся в направлении горлышка бутылки и обладающий ненулевой перпендикулярной компонентой скорости , действует тормозящая сила . Если градиент достаточно велик, то она может затормозить электрон вплоть до исчезновения параллельной компоненты скорости , а затем ускорить его в противоположном направлении. Электрон как бы отражается от области с большей плотностью силовых линий. Поэтому горлышко бутылки называют магнитным зеркалом. Отражение имеет место, если поля в точке начала движения  и в точке отражения  связаны соотношением

                                                                                       (3.40)

 

 

 

электронов в движении | Книга Ultimate Electronics

Ultimate Electronics: практическое проектирование и анализ схем

---

Ток, плотность тока, амперы, магнитные поля и почему поток электронов и поток заряда имеют противоположные направления. Читать 8 мин

Как описано во введении к этой книге, знакомство с физикой электричества и магнетизма является необходимым условием. См. Этот раздел для дальнейших ссылок.

Вот краткий концептуальный обзор:

---

Движение или поток зарядов измеряется в единицах ампер, обычно называемых просто «ампер», т.е. единица заряда за время.Из предыдущего раздела «Электроны в состоянии покоя» единицей заряда является кулон, поэтому скорость потока измеряется в кулонах в секунду:

1 ампер = 1 кулонсекунда 1 A = 1 CsI = Qt

Разумный способ подумать об измерении любого потока, включая поток заряда, состоит в том, чтобы создать воображаемую поверхность (тонкую двумерную фигуру в трехмерном пространстве, как лист бумаги, с верхней и нижней сторонами) и рассмотреть возможность вставки эту поверхность, чтобы она где-то прорезала нашу схему (но представьте, что схема продолжает работать, как и раньше).На короткое время dt , подсчитайте количество частиц, которые проходят в каждом направлении, отслеживайте их знак и складывайте общий заряд dQ что протекло. Тогда мгновенный ток через эту поверхность равен I = dQdt. .

Этот поверхностный подход обобщает идею «плотности тока», которая представляет собой ток на единицу площади в единицах Am2. :

Дж = IA

Обратите внимание, что поток электронов не обязательно означает изменение чистого количества, присутствующего в интересующей точке.Например, представьте себе течение воды в небольшой искусственной замкнутой «ленивой реке». Вода находится в движении и течет в каждой точке, поэтому ток ненулевой, но нет изменений в количестве воды, присутствующей в каком-либо конкретном интересующем объеме. Приток и отток в каждой секции сбалансированы.

Движение или поток электрического заряда создает вокруг этого потока магнитное поле. Так изготавливаются электромагниты, а также соленоиды, двигатели и другие устройства.

Электроны обычно находятся в движении в проводящих объектах, например в твердых металлах, или в виде полностью несвязанных свободных электронов, например, в электронно-лучевой трубке.

В жидкостях и газах протоны тоже могут двигаться. Иногда это свободные протоны, например, голое ядро ​​водорода, несущее нулевые электроны. В других случаях это ионы более существенных атомов или молекул. Ряд важных процессов в молекулярной биологии основан на управлении движением заряженных молекул в жидкости в электрическом поле, известном как электрофорез.

Можно вычислить среднюю скорость движения электрона в токе.Это известно как скорость дрейфа , и обычно она очень мала по сравнению со случайными тепловыми скоростями только из-за того, что материал находится при определенной температуре. Этот факт на самом деле имеет решающее значение для того, чтобы закон Ома стал линейной зависимостью, которую мы обсудим далее в разделе «Сопротивление и закон Ома».

Электроны имеют массу, хотя и довольно легкие по отдельности (примерно в 1/2000 раз меньше массы протона), и они подчиняются тем же основным законам движения, что и другие массивные частицы.Для ускорения на них должна действовать какая-то чистая сила. В общем, это электрическая сила, возникающая из-за внешнего электрического поля → E . Не вдаваясь в подробности, магнитное поле также вносит вклад в ускоряющий заряд движущегося заряда. Закон силы Лоренца объединяет эти два:

→ F = q (→ E + → v × → B)

Компонент магнитного поля закона силы Лоренца оказывает прямое влияние в таких приложениях, как электронно-лучевые трубки, где магнитное поле используется для изменения пути электрона, или в датчиках эффекта Холла, где оно используется для определения магнитного поля.Этот термин также отвечает за создание силы в двигателях и генераторах.

Внутри проводника случайные тепловые столкновения играют доминирующую роль в движении электронов.

Направление тока имеет большое значение и часто сбивает с толку новичков в изучении электроники.

---

Всю оставшуюся часть этой книги и почти наверняка оставшуюся часть вашей карьеры в области электроники вы будете говорить о токе как о потоке положительного заряда . Но в большинстве случаев действительно движущиеся частицы — это электроны, каждый из которых имеет отрицательный заряд .Это вызывает массу недоразумений у новичков.

Представьте, что мы держим кусок проволоки горизонтально. Если бы мы могли заглянуть внутрь и увидеть пучок электронов, движущийся слева направо, мы бы сказали, что направо поток электронов . Однако, поскольку электроны имеют отрицательный заряд, слева течет ток .

Если вы не занимаетесь специализированной физикой, в мире электроники мы всегда говорим о потоке тока — никогда о потоке электронов.

В отношении электроники эти взгляды полностью идентичны.

Если электроны действительно текут слева направо, как эта ситуация может быть эквивалентна чему-то (заряду), текущему справа налево? Давайте проведем мысленный эксперимент:

Представьте себе ряд из трех чашек. Они представляют собой атомные позиции вдоль нашего провода. Две левые чашки начинаются с одного синего шарика. Каждый синий шарик представляет собой электрон. Самая правая чашка пуста. Назовите это «Шаг 1». Представьте, что каждая чашка может в любой момент вместить один шарик (электрон) или ноль.

Теперь переместим шарик из средней чашки вправо. Шарик (электрон) переместился вправо, но теперь средняя чашка пуста. Назовите это «Шаг 2». (Обратите внимание, что можно сказать, что пустая позиция переместилась влево.)

Затем повторите: переместите шарик из левой чашки в середину. Еще один электрон переместился вправо, но теперь первая чашка пуста. Назовите это «Шаг 3».

Вот как это будет выглядеть, шаг за шагом, с точки зрения синих шариков (электронов):

StepLeft CupСредняя чашкаRight Cup1ELECTRONELECTRONempty2ELECTRONemptyELECTRON3emptyELECTRONELECTRON

Ясно, что каждый из синих электронов переместился на одну позицию вправо: i.е. они текут слева направо, как и в нашем проводе.

Если мы посмотрим на любую промежуточную позицию (т.е. вставим нашу «бумажную» поверхность сверху между левой и средней чашками или между средней и правой чашками) и посчитаем, сколько электронов прошло за определенный промежуток времени, мы могли бы измерить поток электронов.

Мы могли бы расширить эту аналогию, сделав наш провод более длинным с помощью более длинного ряда чашечек, при условии, что мы продолжаем вводить «новые» электроны слева и удалять их справа.

Сколько заряда в каждой чашке на каждом этапе? Каждый электрон равен −1 квантовые единицы заряда, поэтому давайте просто положим −1 в каждой соответствующей ячейке:

StepLeft CupMiddle CupRight Cup1−1−102−10−130−1−1

Однако мы можем сделать простое переопределение: вместо отслеживания синего мрамора ЭЛЕКТРОН вместо этого давайте отследим пустое место, в которое могут перемещаться электроны; назовем это ДЫРОЙ .

Как каждый ЭЛЕКТРОН перемещается вправо, меняет положение и смещает пустое место влево.Назовем этот красный мрамор ДЫРОЙ и отслеживать его движение в той же последовательности шагов:

StepLeft CupСредняя чашкаRight Cup1emptyemptyHOLE2emptyHOLEempty3HOLEemptyempty

Это просто альтернативный взгляд на ту же ситуацию, описанную выше. Пока электроны движутся слева направо, дыра движется справа налево.

Эта дырка на самом деле ведет себя очень похоже на электрон. Каждая чашка может содержать только ОТВЕРСТИЕ или ничего в любое время.

Сколько заряда вмещает каждая чашка на каждом этапе? дыра отсутствие (т.е. дефицит) одного ЭЛЕКТРОНА , значит, должно быть +1 заряд по мере сохранения заряда:

StepLeft CupMiddle CupRight Cup 100 + 120 + 103 + 100

Эта таблица зарядов эквивалентна приведенной выше электронной таблице и простому добавлению +1 к каждой ячейке. Это правильно, потому что нас волнует только поток, а не абсолютное количество заряда в любой позиции.

В реальном проводящем материале есть электроны, которые могут перемещаться в соседние позиции в решетке.Хотя это не так просто, как наш пример с чашками и шариками, на самом деле существуют позиции, способные удерживать электрон, которые могут быть заняты или нет в любой момент. И если мы исследуем движение этих доступных позиций (дырок), а не самих электронов, они фактически эквивалентны носителям положительного заряда.

Отслеживание потока отрицательно заряженных электронов или отслеживание потока положительно заряженных дырок действительно одинаково (в противоположных направлениях). Это просто странное бухгалтерское соглашение, которому мы все решили следовать, чтобы отслеживать заряд и ток с точки зрения положительного заряда, даже несмотря на то, что преобладающий практический носитель заряда отрицательный.

Обратите внимание, что в некоторых случаях истинные носители положительного заряда могут перемещаться: например, положительно заряженные ионы в батарее или растворе электролита могут перемещаться физически. Если вы работаете с электрохимическими ячейками или ускорителями частиц, обратите внимание. Но это исключение: в электронике обычно электроны.

---

В следующем разделе «Напряжение и ток» мы обсудим две основные переменные электроники.

---

Роббинс, Майкл Ф. Ultimate Electronics: Практическое проектирование и анализ схем. CircuitLab, Inc., 2021, ultimateelectronicsbook.com. Доступно. (Авторское право © CircuitLab, Inc., 2021)

1. Электроны в движении — Практическая электроника: компоненты и методы [Книга]

Электроэнергия течет, когда замкнутая цепь позволяет электронам перемещаться из высокий потенциал к более низкому потенциалу в замкнутом контуре. Другими словами, для протекания тока требуется источник электронов, обладающий силой для их перемещения, а также точка возврата электронов.

Поток электрического тока (физическое явление) характеризуется четырьмя основные величины: напряжение, ток, сопротивление и мощность. Мы будем использовать простая схема, показанная на рис. 1-4 в качестве основы для после обсуждения. Обратите внимание, что схема показана как на картинке, так и на схематическая форма. Подробнее о схематических обозначениях см. Приложение B.

Рисунок 1-4. Простая цепь постоянного тока

Здесь уместно сказать несколько слов о термине текущий . В слове больше, чем одно значение в электронике, которое поначалу может сбивать с толку.В одном смысле, ток относится к потоку электронов через какой-либо проводник. Это это ссылка на движение заряда, переносимого электронами. В другом В смысле, ток относится к количеству электронов, движущихся по проводнику. В этом смысле он определяет объем электронов, проходящих мимо некоторой точки. в цепи в какой-то момент времени. Другими словами, измерение тока это определение количества движущихся электронов.

Один из способов подумать о токе — это помнить, что его нельзя измерить без движения, поэтому, когда вы видите или слышите слово ток , это обычно имея в виду движение.Чтобы прояснить различие, термин текущий поток имеет вид часто используется для обозначения движения электрических зарядов. Статические заряды, даже если на клеммах общей батареи, не протекает ток и, следовательно, не поддается измерению Текущий.

Ток, который течет только в одном направлении, как на рисунке 1-4, называется постоянный ток (DC). Обычная батарея производит постоянный ток, как и источник постоянного тока. в типичной компьютерной системе. Ток, который постоянно меняет направление, называется переменный ток (АС).AC — это то, что выходит из бытовой розетки (в США, например). Это также тип тока, который управляет громкоговорителями. в стереосистеме. Скорость, с которой ток меняет направление, называется частота и измеряется в циклах в секунду в Герцах (сокращенно Гц). Итак, сигнал 60 Гц состоит из тока, меняющего направление 60 раз за второй. Когда переменный ток используется для управления громкоговорителем, сигнал с частота 440 Гц будет A выше среднего C для наших ушей.

По соглашению, постоянный ток протекает от плюса к земле. (отрицательный), тогда как на самом деле электроны текут от отрицательного вывода к положительный вывод источника питания. На рисунке 1-4 стрелки показывают электронный поток. По сути, расхождение происходит из-за ошибочного предположения, сделанного Бенджамин Франклин, который думал, что электроны имеют положительный заряд и текут от положительных к отрицательным клеммам. Он угадал неправильно, но в итоге мы получили условность, которая уже была прочно укоренилась к тому времени, когда физики выяснили что на самом деле происходило.Следовательно, у нас есть обычный ток и электрон текущий поток. Хотя вы должны знать об этом несоответствии, с этого момента и далее мы будем использовать обычный ток, поскольку именно он электронная промышленность использует.

А вольт (В) — единица измерения, используемая для разности электрических потенциалов, электрического потенциал и электродвижущая сила. Когда используется термин напряжение , он обычно относится к к разности электрических потенциалов между двумя точками.Другими словами, мы говорим, что статический заряд имеет значение некоторого количества вольт (потенциала), но есть определенное количество напряжения между двумя точками в цепи (разность потенциалов).

Напряжение можно представить как тип давления или движущей силы (хотя это не фактически сила в механическом смысле). Это электродвижущая сила (ЭДС), создаваемая от батареи или генератора какого-либо типа, а ЭДС может управлять током через цепь. И хотя он может не выглядеть как генератор, блок питания (вроде того, который подключает в розетку для зарядки мобильного телефона) на самом деле не более чем преобразователь для выход генератора где-нибудь на электростанции.

Еще один способ думать о напряжении — это разность электрических потенциалов между двумя точками. в электрическом поле. Это похоже на разницу в потенциальной энергии пушечного ядра наверху лестницы, в отличие от ядра на вершине высокой башни. Оба ядра существуют в гравитационном поле Земли, оба обладают потенциальной энергией, и потребовалось некоторое поработайте, чтобы поставить их обоих в нужное положение. Когда они выпускаются, пушечное ядро ​​наверху при ударе о землю у башни будет больше энергии, чем у пушечного ядра, сброшенного с верхняя часть лестницы, потому что она имела большую потенциальную энергию из-за своего положения.

Эти два описания напряжения на самом деле являются противоположными сторонами одной медали. В Чтобы создать разность потенциалов между двумя точками, необходимо провести работу. Когда эта энергия утеряна или использована, возможно падение. Когда пушечное ядро ​​падает на землю, все энергия, вложенная в его установку против силы тяжести, используется для создания красивая вмятина в земле.

Здесь важно помнить, что высокое напряжение дает больше доступной электрической энергии. (давление), чем низкое напряжение.Вот почему вы не получаете ничего, кроме едва заметного искра при коротком замыкании обычной 9-вольтовой батареи куском провода, но молния, при около 10 000 000 вольт (или больше!), может пройти весь путь между облаком и земля в яркой вспышке. Молния имеет большее напряжение и, следовательно, больший потенциал. разница, поэтому он способен преодолевать изолирующие эффекты промежуточного воздуха.

В то время как напряжение можно рассматривать как электрическое давление, ток является мерой величины, или объем электронов, движущихся по цепи в некоторой заданной точке.Помните, что термин ток может иметь два разных значения: движение электронов (поток) и объем электронного потока. В электронике слово ток обычно означает количество электронов, проходящих через проводник в определенной точке в один момент времени во время. В данном случае это относится к физической величине и измеряется в единицах амперы (сокращенно A).

Теперь, когда мы рассмотрели напряжение и ток, мы можем изучить некоторые вещи. это происходит во время движения заряда (протекания тока) при определенном напряжении.Каким бы хорошим ни был обычный проводник, он никогда не пройдет электроны без сопротивления току (сверхпроводники получают вокруг этого, но мы не будем здесь касаться этой темы). Сопротивление есть мера того, насколько ток препятствует прохождению тока в цепи, и это измеряется в омах, назван в честь немецкого физика Георга Симона Ома. «Сопротивление» содержит более подробную информацию о физических свойствах сопротивления, а пока давайте рассмотрим, как сопротивление взаимодействует с текущим потоком.

Сопротивление можно рассматривать как аналог механического трения (но аналогия не идеально). Когда ток проходит через сопротивление, часть напряжения разность потенциалов преобразуется в тепло, и будет падение напряжения на резистор. Количество выделяемого тепла зависит от протекающего тока. через сопротивление и величину падения напряжения. Мы посмотрим на это более внимательно в силе».

Вы также можете думать о сопротивлении как о степени «липкости», которую валентность атома Оболочечные электроны проявятся.Атомы, которые могут легко отдавать или принимать электроны, будут иметь низкое сопротивление, тогда как те, кто хочет удерживать свои электроны, будут демонстрировать более высокое сопротивление. сопротивление (и, конечно, те, которые не отдают электроны при нормальном условия хорошие изоляторы).

Углерод, например, проводит электричество, но не так легко, как медь. Углерод это популярный материал для изготовления компонентов, называемых резисторами, используемых в электронные схемы. В главе 8 рассматриваются пассивные компоненты, такие как резисторы.

Электронов в движении — ScienceDaily

Чтобы понять поведение атомов и молекул, недостаточно знать их структуру; физики также хотят наблюдать их движения и движения своих электронов. Поскольку электроны движутся так быстро, это было невозможно до сих пор. Теперь европейская группа исследователей разработала метод, позволяющий наблюдать движение электронов.

Их отчет был недавно опубликован в журнале Physical Review Letters .

Мир атомов и молекул сильно отличается от нашего повседневного опыта. Нам нравится думать об электронах как о маленьких частицах. «И это до некоторой степени верная картина, — объясняет Марк Враккинг, директор Института Макса Борна в Берлине, — но квантовая механика также иногда заставляет нас учитывать волновую природу электронов». Используя это абстрактное представление электрона, физики могут объяснить интригующие явления, которые, в конце концов, связаны с нашим простым представлением об электроне как о частице.

Поскольку невозможно наблюдать движение электронов напрямую, европейская исследовательская группа охарактеризовала это движение рядом отдельных измерений, которые полностью охарактеризовали волновую природу электрона, или, как Враккинг любит называть это «электронным волновым пакетом». . » Этим полностью определяется частичное движение электрона.

В эксперименте исследователи использовали тот факт, что волны могут мешать друг другу. Во многих отношениях их эксперимент напоминал знаменитый эксперимент с двумя щелями, который Томас Янг провел в начале XIX века, когда свет падал на пару щелей, и на экране, расположенном ниже по потоку, наблюдалась интерференционная картина.Чтобы понять это наблюдение, нужно рассматривать падающий свет как волну и рассматривать интерференционную картину как следствие того факта, что свет, проходящий через одну щель, может быть в фазе или противофазе со светом, проходящим через другую. . Это наблюдение нельзя объяснить, рассматривая падающий свет как совокупность частиц («фотонов»).

Чтобы охарактеризовать электронный волновой пакет, исследователи также использовали интерференцию и использовали интерференцию между («неизвестным») электронным волновым пакетом, который они хотели охарактеризовать, и эталонным («известным») волновым пакетом, который они создали с помощью аттосекундный лазерный импульс, ионизируя атом.Свойства этого эталонного волнового пакета полностью известны, поскольку они вытекают из свойств полностью известного аттосекундного импульса. Перекрывая и создавая помехи для двух волновых пакетов и наблюдая за полученной интерференционной картиной, они могли извлечь все свойства неизвестного волнового пакета.

Марк Враккинг объясняет метод: «Первоначально эталонный волновой пакет, создаваемый аттосекундным лазером, имел гораздо более высокую энергию, чем неизвестный волновой пакет. Поэтому для создания интерференционной картины нам пришлось поднять неизвестный волновой пакет до той же энергии.Мы сделали это с помощью инфракрасного лазерного импульса. Изменяя временную задержку между аттосекундным импульсом и инфракрасным импульсом, мы могли бы получить целую серию интерференционных картин, которые позволили извлечь все, что было известно о неизвестном волновом пакете ».

Полная характеристика электронного волнового пакета следует из знания энергий, населенностей и относительных фаз всех состояний, которые вносят вклад в волновой пакет. Как только известно, движение электронной волны, зависящее от времени, можно изобразить, и картина движения, подобного частице, снова появляется, возвращая нас в наш повседневный мир.

История Источник:

Материалы предоставлены Forschungsverbund Berlin e.V. (ФВБ) . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Сверхбыстрое внутриатомное движение электронов, отслеживаемое с помощью синхротронного излучения

Художественная концепция атмосферного движения.

Японские ученые наблюдали сверхбыстрое движение электронов внутри атома ксенона и вмешивались в него, используя когерентные пары коротких световых волн в синхротронном излучении.Ксенон, состоящий из ядра, окруженного пятью вложенными оболочками, содержащими в общей сложности 54 электрона, используется в импульсных лампах, и он горит ярко и быстро. Люминесцентные электроны движутся там со временем в одну миллиардную долю секунды. Однако быстрое движение электронов на шесть порядков медленнее, чем наблюдали ученые. Используя синхротронную установку в Институте молекулярных наук, они отслеживали релаксационное движение электронов, чтобы сбрасывать энергию путем падения с внешней оболочки на внутреннюю.Процесс происходит во временной шкале фемтосекунд, или одной миллионной миллиардной доли секунды. Фемтосекунда равна секунде, а секунда — почти 32 миллионам лет. По словам исследователей, возможность наблюдать и контролировать такие сверхбыстрые процессы может открыть дверь для экспериментов и приложений следующего поколения.

Результаты были опубликованы сегодня (17 марта 2021 г.) в Physical Review Letters .

Рис. 1. (а) Принципиальная схема генерации синхротронного излучения ондуляторами.Временная ширина импульсов излучения определяется пространственным уширением электронных сгустков. (б) Импульс излучения содержит множество коротких волн (волновых пакетов), испускаемых отдельными электронами. В настоящем исследовании два ондулятора расположены последовательно для генерации пар волновых пакетов. Каждый волновой пакет колеблется всего 10 раз за 2 фемтосекунды. Временные интервалы пар волновых пакетов регулируются путем обхода электронных сгустков с помощью магнита между двумя ондуляторами. Кредит: NINS / IMS

«Управление и исследование электронного движения в атомах и молекулах в их естественном масштабе времени в аттосекундах, составляющем одну тысячную фемтосекунды, — это одна из передовых технологий в атомной физике и физике аттосекунд», — сказал автор статьи Тацуо Канэясу, исследователь из Источник света SAGA, Центр исследований синхротронного света Кюсю в Японии.«В этом исследовании мы продемонстрировали, что ультракороткие процессы в атомах и молекулах можно отслеживать, используя свойство ультракороткости волнового пакета излучения».

Последние достижения в лазерной технологии позволяют нам производить ультракороткие или ультракороткие двойные световые импульсы, которые могут взаимодействовать с субатомными процессами. Эти помехи можно контролировать, точно настраивая время между каждым импульсом. Импульс возбуждает электроны, движение которых называется волновым пакетом электронов. Канэясу и его команда достигли этой технологии, используя синхротронное излучение, которое имеет большое преимущество в генерации фотонов с более высокой энергией, чем с помощью лазеров.

«Этот метод, называемый« интерферометрия волновых пакетов », в настоящее время является фундаментальным инструментом для изучения квантовой динамики материи и управления ею», — сказал Канэясу. «В этом исследовании электронный волновой пакет был создан путем наложения некоторых электронных состояний в атоме ксенона».

Рис. 2. На верхней панели показана интенсивность флуоресценции возбужденных состояний внутренней оболочки атомов ксенона, измеренная при изменении временных интервалов пар волновых пакетов. Нижние панели показывают увеличенные изображения в позициях a и b на верхней панели.Наблюдаются флуктуации с периодом 63 аттосекунды из-за интерференционного эффекта между квантовыми состояниями, возбуждаемыми парами волновых пакетов. По мере увеличения временного интервала между двумя волновыми пакетами в паре амплитуда флуктуаций уменьшается из-за электронной релаксации возбужденных состояний внутренней оболочки. Кредит: NINS / IMS

Подобно тому, как два перекрывающихся луча могут производить более интенсивный свет, чем каждый из них по отдельности, два перекрывающихся электронных волновых пакета создают квантовые эффекты.

«Конечная цель — контролировать и исследовать сверхбыстрое электронное движение широкого диапазона элементов, не только в атомах и молекулах газовой фазы, но и в конденсированных средах», — сказал Канэясу. «Эта новая возможность синхротронного излучения не только помогает ученым изучать сверхбыстрые явления в атомных и молекулярных процессах, но также может открыть новые приложения в разработке функциональных материалов и электронных устройств в будущем».

Ссылка: «Интерференция пакетов электронных волн при возбуждении внутренней оболочки атома» Т.Канэясу, Ю. Хикосака, М. Фудзимото, Х. Иваяма и М. Като, 17 марта 2021 г., Physical Review Letters .
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.126.113202

Соавторы: Я. Хикосака, Институт свободных искусств и наук, Университет Тоямы; и М. Фудзимото, Х. Иваяма и М. Като, Институт молекулярных наук. Фудзимото и Иваяма также связаны с Высшим университетом перспективных исследований. Като также связан с Центром синхротронного излучения Хиросимы при Хиросимском университете.

Проект Frontier Photonic Sciences Национальных институтов естественных наук и Японское общество содействия науке профинансировали эту работу.

Старт движения электрона в молекулах

11 августа 2020 г. & bullet; Physics 13, s104

Ультракороткие импульсы рентгеновского излучения обменивают электроны в молекулах оксида азота, что является важным первым шагом к отслеживанию движения зарядов в молекулах.

Дж. П. Крайан и Дж.Т. О’Нил / Национальная ускорительная лаборатория SLAC

Дж. П. Крайан и Дж. Т. О’Нил / Национальная ускорительная лаборатория SLAC

×

Чтобы наблюдать танец электронов во время химической реакции, исследователи могут осветить систему ультракоротким импульсом рентгеновских лучей, который показывает динамику заряда в аттосекундной шкале времени. Хотя такие вспышки рентгеновских лучей использовались, чтобы выявить эти электронные сдвиги вокруг отдельных атомов, исследователи еще не сделали этого для молекул. В качестве первого шага к этой цели Джордан О’Нил из Стэнфордского университета, Калифорния, и его коллеги успешно использовали рентгеновские лучи для инициирования движения электронов в молекулах оксида азота [1].Следующим шагом является отслеживание движения электронов, что может позволить исследователям больше узнать о сложной передаче заряда, сопровождающей химические реакции.

В своих экспериментах команда использовала ультракороткий импульс рентгеновского излучения, чтобы быстро перемещать электроны вокруг атома кислорода молекулы, выбивая расположение электронов из равновесия. Рентгеновский импульс возбудил электрон с внутренней кислородной орбитали на вакантную валентную орбиталь. Обычно этот электрон почти сразу же возвращается на свою домашнюю орбиталь.Но второе взаимодействие с тем же импульсом рентгеновского излучения сбило электрон с другой валентной орбитали вниз на остовную орбиталь, закупорив дыру, оставленную первым электроном, и переведя молекулу в относительно стабильное возбужденное состояние.

По словам ученых, перевод молекулы в это состояние важен, потому что изменение электронной конфигурации — что они и инициировали здесь — является первым шагом в любой химической реакции. Отслеживание того, как этот процесс впоследствии разворачивается — например, как возбужденный электрон распространяется по всей молекуле — является целью исследователей в предстоящих экспериментах.

–Кристофер Крокетт

Кристофер Крокетт — писатель-фрилансер из Арлингтона, Вирджиния.

Ссылки

1. J. T. O’Neal et al. , «Электронный перенос населения посредством импульсного вынужденного комбинационного рассеяния рентгеновских лучей с аттосекундными импульсами мягкого рентгеновского излучения», Phys. Rev. Lett. 125 , 073203 (2020).

---

Предметные области

Атомная и молекулярная физика

Статьи по теме

Химическая физика

Суперпозиции хиральных молекул

14 сентября 2021 г. новые исследования того, как два государства взаимодействуют с окружающей их средой.Подробнее »

Атомная и молекулярная физика

Трехмерная коллимация материальных волн

30 августа 2021 г.

Инновационная линза с материальной волной, использующая атомные взаимодействия, способна замедлить расширение конденсата Бозе-Эйнштейна в трех измерениях, достигая, таким образом, беспрецедентного сверхнизкие температуры. Подробнее »

Quantum Physics

Компоненты, напечатанные на 3D-принтере для холодных атомов

12 августа 2021 г.

Исследователи демонстрируют более легкие и компактные оптические и вакуумные компоненты для экспериментов с холодным атомом, которые, как они надеются, могут позволить разработать портативные квантовые технологии.Подробнее »

Еще статьи

Уравнение движения электрона: дебаты в классической и квантовой физике

На протяжении почти 100 лет рассматривалось собственное уравнение движения электрона. Многие прекрасные физики, начиная с Абрахама и Лоренца, работали над этим вопросом, и в литературе есть сотни статей. Здесь мы резюмируем нынешнее состояние понимания с некоторой исторической справкой, внося основной вклад за эти годы.Эта статья представляет собой сокращенную версию недавней обзорной статьи, написанной автором и Сесслером [1].

В отличие от того, во что верит большинство физиков, видно, что линеаризованная классическая теория, когда она применяется в соответствующем режиме (неквантовом), находится в прекрасной форме: она конечна, не противоречит теории относительности, не имеет убегающих решений. , и не имеет акаузального поведения.

Уравнение Абрахама – Лоренца [2], [3] для точечного электрона с третьей производной по времени страдает от двух основных проблем: противоречия с теорией относительности, убегания и акаузального поведения.Работа Пуанкаре [4] и Дирака [5] решает проблему с относительностью. Проблема убегания решается путем перехода к расширенной модели электрона, описываемой дифференциально-разностным уравнением. Уравнение для нерелятивистского случая было получено Зоммерфельдом [6] и Пейджем [7] и обобщено на релятивистский случай Калдиролой [8]. Расширенная модель конечна и причинна, если размер электрона a больше, чем классический радиус электрона r _e = e ² / mc ² = 2.7 × 10 ⁻¹³ см.

Классическая теория явно не подходит для изучения поведения на расстоянии меньше комптоновской длины волны электрона, λ = / mc = 4 × 10 ⁻¹¹ см. Работа Мониша и Шарпа [9], [10] указывает на то, что в нерелятивистской квантовой механике электрон ведет себя как протяженная частица размером с длину волны Комптона: уравнение движения конечно и причинно даже в пределе точечной частицы до тех пор, пока так как длина волны Комптона больше, чем классический радиус электрона.Более того, массовая поправка δm не только конечна, но и фактически исчезает в квантовой теории. Мы представляем новый квантово-механический вывод этого интересного результата [11]. В квантово-электродинамическом (КЭД) анализе недавняя работа Лоу [12] показывает, что движение электронов конечно в теории возмущений при α = e ² / ℏ c . Однако надлежащий QED-анализ еще не получен (и, возможно, , а не даже существуют).

Есть несколько отличных учебников [13], [14], [15] и обзорных статей [16], [17], [18] по классической теории электронов.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.