Электричества проводят электрические заряды так как электроны в них могут перемещаться

Тест по физике Электрические заряды и электрический ток 8 класс

Тест по физике Электрические заряды и электрический ток для учащихся 8 класса с ответами. Тест состоит из 2 вариантов в каждом по 20 заданий.

1 вариант

1. На рисунке схематично показаны три пары наэлектризованных шаров. В какой паре шары должны притянуться друг к другу?

2. На каком явлении основано действие электроскопа? Что он показывает?

1) На взаимодействии электрических зарядов; есть ли на теле заряд
2) На отталкивании друг от друга отрицательных зарядов; заряд какого знака находится на наэлектризованном теле
3) На отталкивании друг от друга положительных зарядов; большой или малый заряд на теле

3. Около положительно заряженных тяжелых шаров находятся наэлектризованные бумажные цилиндрики, взаимодействующие с ними так, как показано на рисунке. Как заряжен ци­линдрик №1? Одинаковые ли знаки зарядов у цилиндриков №2 и №3?

1) Отрицательно; да
2) Положительно; да
3) Отрицательно; нет

4. Какому из этих электроскопов сообщен наибольший электри­ческий заряд? Какой из электроскопов не заряжен?

5. На каком из показанных на рисунке электроскопов был до касания их шаров наэлектризованными стержнями положи­тельный заряд? Начальное положение листочков обозначено штриховыми линиями.

6. Какое из названных здесь веществ диэлектрик?

1) Раствор поваренной соли в воде
2) Дистиллированная вода
3) Ртуть

7. Как названа частица, которая обладает наименьшим (недели­мым) отрицательным электрическим зарядом?

1) Диэлектриком
2) Электрометром
3) Электроном

8. Из каких частиц, имеющих электрические заряды, построен атом?

1) Из положительно заряженного ядра и отрицательных элек­тронов
2) Из ядра и протонов
3) Из ядра и нейтронов

9. Если в атоме 6 электронов, а в его ядре 7 нейтронов, то сколь­ко в ядре протонов?

1) 7
2) 6
3) Не хватает данных: сколько в атоме всего частиц?

10. В каком случае атом превращается в положительный ион? В каком — в отрицательный?

1) Если теряет электрон; если присоединяет к себе электрон
2) Если получает положительный заряд; если получает отри­цательный заряд
3) Оба ответа неверны

11. Какие вещества проводят электричество?

1) Те, атомы (молекулы) которых могут свободно перемещаться
2) Те, которым переданы электрические заряды
3) Те, в которых есть свободные электроны или ионы

12. Что представляет собой электрический ток?

1) Движение по проводнику заряженных частиц
2) Упорядоченное движение частиц тела
3) Упорядоченное (однонаправленное) движение заряженных частиц

13. Какое устройство создает в проводнике электрическое поле?

1) Источник тока
2) Электрометр
3) Изолятор

14. Какие два условия должны быть обязательно выполнены, что­бы в цепи существовал электрический ток?

1) Наличие в цепи источника тока и потребителей тока
2) Отсутствие разрывов в цепи и наличие потребителей тока
3) Замкнутость цепи и наличие в ней источника тока

15. Какое условное обозначение из приведенных на рисунке соот­ветствует электролампе?

16. Какие приборы входят в состав электрической цепи, схема ко­торой дана на рисунке?

1) Гальванический элемент, ключ, электроприбор
2) Источник тока, размыкающее устройство, звонок
3) Батарея элементов, выключатель, звонок

17. Какие и как движущиеся заряженные частицы образуют вну­треннее строение металлов?

1) Колеблющиеся в узлах кристаллической решетки положи­тельные ионы и свободно движущиеся среди них электроны
2) Ядра атомов, колеблющиеся в узлах кристаллической ре­шетки, и хаотически движущиеся между ними электроны
3) Расположенные в узлах кристаллической решетки коле­блющиеся отрицательные ионы и свободные электроны

18. Упорядоченное движение каких заряженных частиц в элек­трическом поле принято за направление электрического тока?

1) Частиц с положительным зарядом
2) Частиц с отрицательным зарядом
3) Электронов

19. Какие действия производит электрический ток?

1) Химические и тепловые
2) Магнитные и тепловые
3) Магнитные, химические, тепловые

20. В приведенных ниже примерах проявляются разные действия электрического тока. В каком случае используется магнитное действие тока?

1) Кипячение воды в электрическом чайнике
2) Получение чистого металла на электроде, опущенном в рас­твор соли, молекулы которой содержат этот металл
3) Сбор гвоздиков сердечником катушки с током

2 вариант

1. Трем парам одинаковых бумажных цилиндриков сообщены за­ряды. В какой паре цилиндрики оттолкнутся друг от друга?

2. Слева висящие шарики наэлектризованы и взаимодейству­ют с правыми заряженными шариками так, как показано на рисунке. Какой из правых шаров заряжен положительно?

3. Какое явление положено в основу действия электрометра? Что показывает этот физический прибор?

1) Взаимодействие электрических зарядов; есть ли на теле, которым касаются его стержня, заряд и какова его относи­тельная величина
2) На отталкивании друг от друга отрицательных зарядов; какого знака заряд находится на наэлектризованном теле
3) На отталкивании друг от друга положительных зарядов; относительную величину зарядов на телах

4. Незаряженных электроскопов касаются наэлектризованными так, как показано на рисунке, палочками. Как оказался заря­женным электроскоп №1? электроскоп №2?

1) №1 — отрицательно; №2 — положительно
2) №1 — положительно; №2 — отрицательно
3) №1 и №2 — отрицательно
4) №1 и №2 — положительно

5. Заряженных электроскопов (положение их листочков обозначено на рисунке пунктиром) касаются наэлектри­зованными палочками, в результате чего их листочки расположились иначе. Какой электроскоп был заряжен положи­тельно?

6. Какое из этих веществ — проводник электричества?

1) Резина
2) Серебро
3) Шелк

7. В каких единицах измеряют электрический заряд?

1) Ваттах (Вт)
2) Джоулях (Дж)
3) Кулонах (Кл)

8. Какие частицы заключены в ядре атома?

1) Протоны и электроны
2) Протоны и нейтроны
3) Нейтроны и электроны

9. В атоме находится 19 частиц, причем протонов в его ядре 6. Сколько в нем электронов и нейтронов?

10. При наличии 8 протонов в ядре каждого из трех атомов одного и того же вещества оказалось, что в первом из них 9 электро­нов, во втором — 8, в третьем — 7 электронов. Какой атом стал отрицательным ионом?

1) Первый
2) Второй
3) Третий

11. Почему металлы — хорошие проводники электричества?

1) Потому что в узлах их кристаллических решеток расположены ионы
2) Потому что в них есть свободные электроны
3) Потому что в атомах металлов много электронов

12. При каком условии в проводнике возникает электрический ток?

1) Если в нем создано электрическое поле
2) Если в нем много заряженных частиц
3) Если частицы с электрическим зарядом приходят в движе­ние

13. За счет какой энергии положительные и отрицательные заря­ды разделяются в гальваническом элементе?

1) Механической
2) Внутренней
3) Энергии химических реакций

14. Что такое схема электрической цепи?

1) Рисунок, на котором условно обозначены электроприборы
2) Чертеж, на котором с помощью условных обозначений по­казаны соединения всех составных частей цепи
3) Чертеж, показывающий, как соединены между собой про­водниками потребители тока

15. Укажите, каким из этих условных обозначений изображают замыкающее цепь устройство.

16. Электрическая цепь состоит из аккумулятора, звонка и ключа. Какая из представленных здесь схем ей соответствует?

17. Движение каких заряженных частиц образует электрический ток в металлах? в проводящих растворах?

1) Электронов; ионов
2) Положительных ионов; отрицательных ионов
3) Ядер атомов; любых ионов

18. Чем вызван выбор в качестве направления электрического тока направление от положительного полюса источника тока к отрицательному, т.е. противоположное действительному пе­ремещению заряженных частиц (электронов) в обычных (ме­таллических) проводниках?

1) Историческим фактом: незнанием в то время, когда делал­ся этот выбор, природы электрического тока
2) Удобством нахождения этого направления
3) Неизвестно

19. Какое действие электрического тока не проявляется в ме­таллах?

1) Магнитное
2) Химическое
3) Тепловое

20. Какой прибор предназначен для обнаружения в цепи электри­ческого тока? Какое действие тока использовано в его устрой­стве?

1) Гальванический элемент; химическое
2) Электрометр; магнитное
3) Гальванометр; магнитное

Ответы на тест по физике Электрические заряды и электрический ток
1 вариант
1-3
2-1
3-1
4-2
5-3
6-2
7-3
8-1
9-2
10-1
11-3
12-3
13-1
14-3
15-2
16-2
17-1
18-1
19-3
20-3
2 вариант
1-3
2-1
3-1
4-2
5-3
6-2
7-3
8-2
9-1
10-1
11-2
12-1
13-3
14-2
15-2
16-3
17-1
18-1
19-2
20-3

Источник

Проводники, диэлектрики и поток электронов

Электроны атомов разных типов имеют разную степень свободы передвижения. В некоторых типах материалов, таких как металлы, внешние электроны в атомах настолько слабо связаны, что они хаотично перемещаются в пространстве между атомами этого материала не более чем под воздействием тепловой энергии комнатной температуры. Поскольку эти практически несвязанные электроны могут свободно покидать свои атомы и плавать в пространстве между соседними атомами, их часто называют свободными электронами.

Проводники и диэлектрики

В других типах материалов, таких как стекло, электроны атомов имеют очень маленькую свободу передвижения. Хотя внешние силы, такие как физическое трение, могут заставить некоторые из этих электронов покинуть свои атомы и перейти к атомам другого материала, они не так легко перемещаются между атомами внутри самого материала.

Эта относительная подвижность электронов в материале известна как электрическая проводимость (электропроводность). Электропроводность определяется типами атомов в материале (количество протонов в ядре каждого атома определяет его химическую идентичность) и тем, как атомы связаны друг с другом. Материалы с высокой подвижностью электронов (много свободных электронов) называются проводниками, а материалы с низкой подвижностью электронов (мало или совсем нет свободных электронов) называются диэлектриками. Ниже приведено несколько распространенных примеров проводников и диэлектриков:

Следует понимать, что не все проводящие материалы имеют одинаковый уровень проводимости, и не все диэлектрики одинаково устойчивы к движению электронов. Электропроводность аналогична прозрачности некоторых материалов для света: материалы, которые легко «проводят» свет, называются «прозрачными», а те, которые этого не делают, – «непрозрачными». Однако не все прозрачные материалы одинаково пропускают свет. Оконное стекло лучше, чем большинство пластиков, и, конечно, лучше, чем «прозрачное» стекловолокно. Так же и с электрическими проводниками, одни лучше других.

Например, серебро является лучшим проводником в списке «проводников», предлагая более легкий проход для электронов, чем любой другой упомянутый материал. Грязная вода и бетон также считаются проводниками, но эти материалы обладают значительно меньшей проводимостью, чем любой металл.

Также следует понимать, что некоторые материалы в зависимости от условий изменяют свои электрические свойства. Стекло, например, является очень хорошим диэлектриком при комнатной температуре, но становится проводником при нагревании до очень высокой температуры. Такие газы, как воздух, обычно изолирующие материалы, также становятся проводящими при нагревании до очень высоких температур. Большинство металлов при нагревании становятся худшими проводниками, а при охлаждении – лучшими. Многие проводящие материалы становятся идеально проводящими (это называется сверхпроводимостью) при чрезвычайно низких температурах.

Поток электронов / электрический ток

Хотя нормальное движение «свободных» электронов в проводнике является случайным, без определенного направления или скорости, электроны могут двигаться через проводящий материал и согласованным образом. Это движение электронов в заданном направлении мы называем электричеством или электрическим током. Точнее, это можно назвать динамическим электричеством в противоположность статическому электричеству, которое представляет собой неподвижное накопление электрического заряда. Подобно воде, протекающей через пустоту трубы, электроны могут перемещаться в пустом пространстве внутри и между атомами проводника. На наш взгляд проводник может показаться твердым, но любой материал, состоящий из атомов, по большей части представляет собой пустое пространство! Аналогия с потоком жидкости настолько уместна, что движение электронов через проводник часто называют «потоком».

Здесь можно сделать примечательное наблюдение. Поскольку каждый электрон планомерно движется через проводник, он толкает электрон впереди, и поэтому все электроны движутся вместе как группа. Начало и остановка потока электронов по всей длине проводящего пути происходит практически мгновенно от одного конца проводника до другого, даже если движение каждого электрона может быть очень медленным. Примерная аналогия – трубка, полностью заполненная шариками:

Рисунок 1 – Трубка с шариками, как аналогия потока электронов

Трубка наполнена шариками, так же как проводник полон свободных электронов, готовых к перемещению под действием внешнего воздействия. Если один шарик вставляется в эту полную трубку с левой стороны, другой шарик немедленно попытается выйти из трубки справа. Несмотря на то, что каждый шарик прошел лишь небольшое расстояние, передача движения через трубку происходит практически мгновенно от левого конца к правому, независимо от длины трубки. С электричеством общий эффект от одного конца проводника до другого происходит со скоростью света: быстрые 300 000 километров (

186 000 миль) в секунду. Однако каждый отдельный электрон движется через проводник гораздо медленнее.

Поток электронов через провод

Если мы хотим, чтобы электроны текли в определенном направлении в определенное место, мы должны обеспечить им правильный путь, точно так же, как водопроводчик должен установить трубопровод, чтобы вода текла туда, куда он хочет. Чтобы облегчить это, изготавливаются провода самых разных размеров из металлов с высокой проводимостью, таких как медь или алюминий.

Помните, что электроны могут течь только тогда, когда у них есть возможность перемещаться в пространстве между атомами материала. Это означает, что электрический ток может быть только там, где существует непрерывный путь из проводящего материала, обеспечивающий канал для прохождения электронов. В аналогии с трубкой, шарики могут втекать в левую сторону трубки (и, следовательно, через трубку) тогда и только тогда, когда трубка открыта с правой стороны для вытекания шариков. Если трубка заблокирована с правой стороны, шарики будут просто «накапливаться» внутри трубки, и «потока» шариков не будет. То же самое верно и для электрического тока: непрерывный поток электронов требует наличия непрерывного пути, разрешающего этот поток. Давайте посмотрим на рисунок, чтобы проиллюстрировать, как это работает:

Тонкая сплошная линия (показанная выше) является условным обозначением непрерывного отрезка провода. Поскольку провод сделан из проводящего материала, такого как медь, составляющие его атомы имеют много свободных электронов, которые могут легко перемещаться по проводу. Однако в этом проводе никогда не будет непрерывного или равномерного потока электронов, если им не будет откуда взяться и куда идти. Давайте добавим гипотетические «источник» и «пункт назначения» электронов:

Рисунок 3 – Источник и пункт назначения электронов

Теперь, когда источник электронов заталкивает новые электроны в провод слева, может возникать поток электронов через провод (на что указывают стрелки, указывающие слева направо). Однако поток будет прерван, если токопроводящий путь, образованный проводом, будет нарушен:

Рисунок 4 – Нарушение потока электронов через провод

Электрическая непрерывность

Поскольку воздух является изолирующим материалом, а два куска провода разделяет воздушный зазор, некогда непрерывный путь был разорван, и электроны теперь не могут течь от источника к пункту назначения. Это похоже на разрезание водопроводной трубы на две части и закрытие ее концов в месте разрыва: вода не может течь, если нет выхода из трубы. С точки зрения электричества, у нас было состояние электрической непрерывности, когда провод был целым, а теперь эта непрерывность нарушаена из-за того, что провод разрезан и разделен.

Если бы мы возьмем другой кусок провода, ведущего к пункту назначения, и просто создадим физический контакт с проводом, ведущим к источнику, у нас снова будет непрерывный путь для движения электронов. Две точки на схеме обозначают физический контакт (металл-металл) между кусочками проводов:

Рисунок 5 – Соединение металла с металлом

Теперь у нас снова есть непрерывность от источника до нового созданного соединения, вниз, вправо и вверх до пункта назначения. Это аналогично установке тройника в одну из закрытых труб и направлению воды через новый отрезок трубы к месту назначения. Обратите внимание на то, что через нарушенный отрезок провода с правой стороны не проходят электроны, потому что он больше не является частью полного пути от источника к пункту назначения.

Интересно отметить, что из-за этого электрического тока внутри проводов не происходит «износа», в отличие от водопроводных труб, которые в конечном итоге подвергаются коррозии и изнашиваются из-за продолжительных потоков. Однако при движении электроны сталкиваются с некоторым трением, и это трение может генерировать в проводнике тепло. Эту тему мы рассмотрим более подробно позже.

Источник

Как недопонимание одного явления привело к недопониманию учёными других явлений.

Надеюсь, что в этой попытке написать научно-популярную статью мне удалось докопаться до некоторой истины. Однако, судить вам, читатель.

Электричество — такая же вечная тема для учёных, как и Бог для верующих людей. Только в отличие от Бога, электричество можно ощутить, его действие можно даже увидеть глазами а также с помощью приборов, вследствие этого его можно изучать, его можно подчинить воле человека и, наконец, электрическую энергию можно поставить на службу человеку. Это и было сделано ещё в 19 веке, когда были открыты электромагнетизм, электромагнитная индукция, изобретены электрические трансформаторы, электрические лампы, электрические реле и электрические двигатели, и т.п. Когда в том же 19 веке была открыта возможность генерации радиоволн, а потом и возможность их приёма на некотором удалении от источника, началась новая эра человечества — «Эра Радио».

Итак, чего же, на мой взгляд, изначально недопоняли учёные 19 века, что привело к недопониманию последующими поколениями физиков ряда других явлений и эффектов? Каких именно? Об этом я расскажу в середине своего повествования.

А для начала, вспомним о таком явлении как электростатика.

Электростатика — раздел учения об электричестве, изучающий взаимодействие неподвижных электрических зарядов.

В 1836 году английский учёный Майкл Фарадей заметил, что избыточный заряд на заряженном пустотелом проводнике любой формы локализуется лишь на его внешней стороне и не оказывает никакого влияния на предметы, находящиеся внутри полого проводника.

Из этого следовало, что, если сделать из хорошо проводящей электричество проволоки большую клетку и посадить в неё человека, то даже удары молнии по этой клетке не причинят человеку никакого вреда. Что и демонстрирует практический опыт, представленный на этой фотографии:

К такому убеждению Майкл Фарадей и пришёл в 1836 году, когда он с помощью электроскопа, измеряющего электрический потенциал заряженных тел, смог удостовериться в том, что внутри металлической клетки электрического заряда нет. Если металлическая клетка заряжена статическим электричеством, положительным или отрицательным, весь заряд находится исключительно на наружной стороне металлической клетки.

Почему так?

В электронной энциклопедии сказано: «Принцип работы клетки Фарадея очень простой — при попадании замкнутой электропроводящей оболочки в электрическое поле свободные электроны оболочки начинают двигаться под воздействием этого поля. В результате противоположные стороны клетки приобретают заряды, поле которых компенсирует внешнее поле. » Источник.

На мой взгляд, это неполное объяснение. Оно касается лишь частного случая, когда клетка Фарадея находится вблизи заряженного статическим электричеством некоего тела. Но это не ответ на поставленный вопрос. К тому же, любые тела можно электризовать (заряжать) непосредственно перемещая на них электрические заряды, изъятые из другого заряженного тела.

Поэтому вопрос остаётся открытым: почему избыточный заряд на заряженном пустотелом проводнике любой формы локализуется лишь на его внешней стороне, и почему на внутренней стороне заряженного полого тела заряда нет?

Само это наблюдаемое явление — заряд локализуется на наружной стороне тела — позволило американскому физику Роберту Ван де Граафу создать в 1929 году высоковольтный электрический генератор, названный впоследствии его именем.

Как работает генератор Ван де Граафа, объясняет приведенная ниже схема: электрические заряды (статическое электричество) порционно вносятся внутрь проводящей сферы с помощью электризуемой кольцевой ленты, движущейся по двум направляющим роликам. Внутри сферы электрические заряды также порционно снимаются с ленты с помощью специальной металлической щётки, и они моментально переходят на наружную сторону проводящей сферы, создавая на ней высокую плотность электрических зарядов, характеризуемую высокой электрической напряжённостью.

«Простой генератор Ван де Граафа состоит из диэлектрической (шёлковой или резиновой) ленты (4 на рисунке), вращающейся на роликах 3 и 6, причём верхний ролик диэлектрический, а нижний металлический и соединён с землёй. Один из концов ленты заключён в металлическую сферу 1. Два электрода 2 и 5 в форме щёток находятся на небольшом расстоянии от ленты сверху и снизу, причём электрод 2 соединён с внутренней поверхностью сферы 1. Через щетку 5 воздух ионизируется от источника высокого напряжения 7, образующиеся положительные ионы под действием силы Кулона движутся к заземлённому 6 ролику и оседают на ленте, движущаяся лента переносит заряд внутрь сферы 1, где он снимается щёткой 2, под действием силы Кулона заряды выталкиваются на поверхность сферы и поле внутри сферы создается только дополнительным зарядом на ленте. Таким образом на внешней поверхности сферы накапливается электрический заряд. Возможность получения высокого напряжения ограничена коронным разрядом, возникающим при ионизации воздуха вокруг сферы.»

Как видите, всё гениальное — просто! А в данном случае до примитива просто!

Первый такой генератор создавал разность электрических потенциалов до 80 тысяч Вольт. А самый мощный генератор Ван де Граафа, созданный в ХХ веке, создавал электрическое напряжение до 7 миллионов Вольт. Источник.

Однако, давайте разбираться, почему избыточный заряд на заряженном пустотелом проводнике любой формы локализуется лишь на его внешней стороне, и почему его нет на внутренней стороне полого тела?

Наука говорит: «В металлах имеется огромное число свободных электронов, которые могут перемещаться по всему объёму металла».

Хорошо, это знание принимается к сведению! Но в нашем случае получается, что избыточные свободные электроны, которые делают тело заряженным, не хотят перемещаться по всему объёму металла, они располагаются только на его наружной поверхности.

В учебниках физики по этому поводу написано: «электрические заряды, сообщённые телу извне, в состоянии равновесия распределяются так, что электрическое поле внутри проводника отсутствует».

Смотрите, опять есть констатация факта, но нет его объяснения, почему? При этом в тех же учебниках сообщается очень важный нюанс: «заряды располагаются в поверхностном тонком слое проводника и характеризуются поверхностной плотностью зарядов».

Если добавить к этому, что заряды противоположного знака притягиваются друг к другу, а заряды одного знака отталкиваются друг от друга, а свободные электроны — это заряды одного знака, то картина более-менее становится понятной.

Посмотрите сейчас на рисунок справа, на котором представлено через картину электрических силовых линий взаимодействие двух одноимённых зарядов. Вы видите белое поле между зарядами, свободное от силовых линий? Это нейтральная зона, в которой электрические силы скомпенсированы взаимным противодействием зарядов одного знака!

Возьмём теперь не заряды, а заряженную статическим электричеством прямолинейную проволоку произвольной длины. Если изобразить электрическое поле вокруг неё, то при взгляде с торца прямой проволоки, заряженной положительным или отрицательным электричеством, мы увидим точно такую же картину силовых линий электрического поля, какую создаёт и одиночный точечный заряд.

А если мы теперь свернём проволоку в кольцо и тоже зарядим его статическим электричеством, то картина силовых линий электрического поля вокруг кольца будет примерно такой:

Также эту картину силовых линий электрического поля нетрудно представить объёмной, понимая, что здесь мы рассматриваем кольцо, обращённое к нам боком.

Таким образом, этот рисунок — отличное объяснение, в силу каких причин внутри заряженного проволочного кольца или внутри заряженного проводящего цилиндра, электрическое поле отсутствует.

Что даёт нам это знание?

Сейчас поймёте. Считайте, что это была разминка для ума. Давайте теперь нарисуем в своей голове следующую умозрительную картину:

«В металлах имеется огромное число свободных электронов, которые могут перемещаться по всему объёму металла (это раз), но не могут без особых причин покинуть пределы металла. Если нет проводника свободных электронов, то покидать металл они могут только при коронном разряде, при фотоэффекте или при сильном нагреве металла (это два). Учёные говорят, что счёт свободных электронов в металлах идёт на миллиарды штук на один кубический миллиметр (это три). При этом свободные электроны пребывают в состоянии вечного дистанцирования друг от друга, так как они обладают зарядами одного знака, а зарядам одного знака свойственно отталкиваться друг от друга (это четыре). В силу всего этого под воздействием разных факторов (воздействие стороннего электрического или магнитного поля на металлическое тело или перенос зарядов с тела на тело) свободным электронам свойственно упорядоченно перераспределяться внутри металлических проводников (это пять), с образованием электрического тока (это шесть), но прежде всего им свойственно перераспределяться на наружной поверхности проводников (электростатический «скин-эффект» — это семь), причём это перераспределение происходит с высокой скоростью, величина которой не может превышать скорость распространения в проводниках электрического поля, которая в свою очередь равна скорости света (это восемь).»

Если мы вдумчиво проанализируем эту нашу умозрительную мозаичную картину, состоящую из 8 «пазлов», то мы поймём, что присутствующие во всех металлах в огромных количествах свободные электроны образуют в заряженных телах этакий «электрический флюид» (о существовании которого впервые была высказана догадка ещё в 18 веке, кстати, Бенджамином Франклиным, лик которого изображён на 100 долларовых банкнотах США). Этот «электрический флюид», мало того, что он обладает высокой текучестью, также обладает некоторой плотностью и внутренним давлением. Вот только в отличие от всех жидкостей или газов, он удерживается под давлением (под электрическим напряжением) не внутри электропроводящих тел, а на их наружной поверхности.

Естественной ёмкостью для сбора (накопления) этого вездесущего «электрического флюида» является любая электропроводная поверхность.

В быту мы обычно называем ёмкостью — внутренний объем того или иного сосуда: банки, ведра или канистры, к примеру. Однако, в электротехнике понятие электрическая ёмкость — это характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд на своей поверхности.

Таким образом, мы можем представить себе, что все металлические тела представляют собой для электричества «сосуды, вывернутые наизнанку». Их можно наполнять «электрическим флюидом», имеющим свойства текучей жидкости, но собирается эта «электронная жидкость» на наружной поверхности этих сосудов. И вот это свойство всех электропроводных тел накапливать на своей наружной поверхности электрический заряд, и было названо учёными электрической ёмкостью.

Теперь вдумайтесь. С одной стороны, присутствующие во всех металлах в огромных количествах свободные электроны образуют в заряженных телах этакий «электрический флюид», обладающий высокой текучестью, некоторой плотностью и даже массой (ведь каждый отдельно взятый электрон обладает массой 9,10⋅10⁻³¹ кг), с другой стороны, этот «электрический флюид» накапливается на наружной поверхности электропроводных тел.

Но ведь это же как вода, налитая в блюдце до краёв и имеющая открытую поверхность! А на ней, на открытой поверхности, как мы знаем, могут образовываться волны!

Причём волны, которые образуются на поверхности воды, являются поперечными. Поперечная волна – это волна, при распространении которой смещение частиц среды происходит в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны.

Вникаем внимательно. Наш «электрический флюид», когда он накапливается на наружной поверхности электропроводных тел, также имеет открытую поверхность (как и вода в океане или вода, налитая в блюдце). А это значит, что на поверхности заряжаемых и перезаряжаемых электропроводных тел (обладающих естественной электрической ёмкостью) в переходные моменты всегда образуются поперечные волны поверхностной плотности зарядов. Причём, как и все упругие волны, они могут быть бегущими, а в некоторых случаях стоячими.

Справка: «Упругие волны — это распространяющиеся возмущения упругой среды. Среда является упругой, если между её частицами существует взаимодействие — возникают силы упругости, препятствующие её деформации. Возмущение упругой среды — это отклонение частиц среды от положения равновесия».

В нашем случае упругая среда, в которой возникают упругие поперечные волны, — это «электрический флюид», находящийся на поверхности заряженных электропроводных тел и состоящий из миллиардов свободных электронов, между которыми действуют силы взаимного отталкивания (Кулоновские силы).

Причём, как я уже сказал, поперечные волны (равно как и продольные волны) могут быть бегущими, а могут быть стоячими.

Бегущие волны образуются всегда при любом возмущении упругой среды. А вот стоячие волны образуются в особом случае – при наложении друг на друга двух встречных бегущих волн с одинаковой длиной и амплитудой. Этот особый случай наступает, например, когда бегущая волна отражается от преграды и движется в противоположную сторону. Тогда падающая на преграду волна превращается в отражённую волну, движущуюся навстречу падающей волне. Вот когда падающая и отражённая волны встречаются и накладываются друг на друга, тогда и образуется стоячая волна.

Продольные волны, которые возникают в толще упругих сред, тоже могут образовывать стоячие волны, когда имеет место отражение бегущих продольных волн от препятствий или от неоднородностей. Об этом я расскажу чуть позже. Продольные волны электрического поля образуются внутри проводов всякий раз, когда по ним протекает переменный электрический ток.

Итак, если мы будем заряжать и перезаряжать прямолинейный незамкнутый проводник (статическим электричеством, например, как в случае с генератором Ван де Граафа), то на его поверхности будут возникать поперечные волны поверхностной плотности электрических зарядов, а в случае цилиндрической формы проводника – поперечно-радиальные волны поверхностной плотности электрических зарядов. При этом в толще проводника будут возникать продольные волны электрического поля. Причём скорость и тех и других волн равна скорости света.

Интересно, не правда ли?

Так вот, поперечные волны поверхностной плотности электрических зарядов, благодаря тому, что они взаимодействуют с открытым пространством, с внешней средой, и порождают в ней радиоволны, уходящие от передающей антенны прочь всё дальше и дальше в открытое пространство со скоростью 300.000 км/с.

В этом и состоит суть работы на излучение так называемого «открытого колебательного контура», отличающегося от «закрытого колебательного контура» тем, что в последнем поперечные волны поверхностной плотности электрических зарядов образуются в закрытом пространстве (в зазоре между пластинами двухполюсного конденсатора.

Я проштудировал многие учебники физики, излучал электродинамику и в конце концов пришёл к выводу, что такую картину излучения радиоволн радиопередающей антенной ещё никто до сих пор почему-то не рассматривал, хотя российские инженеры точно знают о волнах поверхностной плотности электрических зарядов.

Доказательство тому — книга российского физика И.Мисюченко «Последняя тайна Бога», в которой есть такие мысли: «…Если в одном месте проводящей поверхности тем или иным способом нарушить равновесную плотность носителей заряда, то носители придут в движение, стремясь восстановить утраченное равновесие. Поскольку носители инерционны, то процесс восстановления может носить волновой и даже резонансный характер. По всей видимости, Никола Тесла именно этот способ пытался положить в основу не только глобальной всемирной связи, но и энергетики. Поведение подобных поверхностных волн изучено всё ещё плохо. Следует отметить, что поверхностная волна электронной плотности сопровождается и «обычной» электромагнитной волной, и переменным электрическим полем, и специфическими магнитными полями. Такое обилие сопутствующих процессов препятствует объективному изучению явления. »

Вот оно, оказывается как! «Поведение подобных поверхностных волн изучено всё ещё плохо…» При этом теория излучения радиоволн «вибраторами Герца» или «полуволновыми диполями», считается полностью объяснённой шотландским физиком Д.К.Максвеллом (автором «Электромагнитной теории света») и немецким физиком Г.Герцем (первооткрывателем радиоволн).

Так может, всё-таки, механизм излучения радиоволн таки не раскрыт до конца?!

Источник