На головну

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 3 сторінка

  1. 1 сторінка
  2. 1 сторінка
  3. 1 сторінка
  4. 1 сторінка
  5. 1 сторінка
  6. 1 сторінка
  7. 1 сторінка

§ довжина хвилі l;

§ чаcтота f і період T коливання (f= 1 /T );

§ швидкість поширення хвилі, т. Е. Швидкість переміщення будь-якої ділянки хвилі в напрямку її поширення;

§ поляризація хвилі, т. Е. Просторова орієнтація площини її коливань.

Поляризація характеризує тільки так звані поперечні хвилі, у яких коливання відбуваються в напрямку, перпендикулярному напрямку поширення самої хвилі (поверхневі хвилі на воді, наприклад, мають вертикальну поляризацію). У поздовжніх хвиль (звукові хвилі) коливання відбуваються в напрямку поширення і поляризація відсутня.

Кожен елемент хвилі (наприклад, гребінь) за одиницю часу проходить відстань v, здійснюючи при цьому f коливань. Т. к. За час одного коливання хвиля поширюється на довжину l, Справедливо співвідношення

v = f * l.

Це співвідношення універсально, т. Е. Справедливо для хвиль будь-яких типів. Зауважимо, що переміщення хвилі зовсім не означає переміщення речовини: коливання окремих точок відбуваються вгору-вниз (поперечна хвиля), а переміщення матеріалу нитки по осі X не відбувається. Чи не переносять речовину і поздовжні хвилі (наприклад, звук). Хвилі переносять в середовищі кількість руху і енергію, але не матерію.

Тепер коротко розглянемо основні властивості біжучих хвиль.

дифракція - Це властивість хвилі змінювати напрямок поширення, огинаючи перешкоди. Дифракція помітно проявляється в тому випадку, якщо довжина хвилі порівнянна з розміром перешкоди. Так, хвиля в воді обігне очеретинку, але залишить "тінь" за великим каменем; звук обігне автомобіль, але відіб'ється від будівлі, лише злегка загнув за кут; короткі радіохвилі обігнуть будівлю, але не зможуть обійти кривизну земної кулі, т. е. "зазирнути за горизонт".

Таким чином, дифракція сприяє значному поширенню хвилі, що дуже корисно для зв'язку. У тих же випадках, коли потрібно відображення хвилі від перешкоди (а не його огибание), дифракція є небажаним фактором. Так, при спостереженні через мікроскоп двох об'єктів на близькій відстані розрізнити їх можна лише тоді, коли світлова хвиля відбивається від кожного об'єкта окремо. Якщо ж відстань між об'єктами спостереження порівнянно з довжиною хвилі світла, в променях якого здійснюється спостереження, вони зливаються в одну пляму і подальше збільшення не дасть додаткової інформації, т. Е. Марно. Тому і в криміналістиці, і в радіолокації, і в радіоастрономії фахівці прагнуть застосовувати для спостереження можливо коротші хвилі.

інтерференція - Явище накладення двох хвиль однієї довжини. Результатом такого накладення може бути або посилення результуючого коливання (якщо фази, т. Е. Поточні стану хвиль, в даній точці практично збігаються), або його ослаблення аж до повної компенсації (якщо складання відбувається в протифазі). Так, при інтерференції двох світлових хвиль, які проникають від загального монохроматического (т. Е. Одночастотне) джерела через вертикальні щілини, на екрані виникає інтерференційна картина - чергування світлих і темних смуг, причому в міру віддалення від центру картини інтенсивність світлих смуг убуває. Відстань між смугами залежить від довжини хвилі джерела, тому подібний пристрій (інтерферометр) часто використовується для вимірювання довжини світлової хвилі або різниці фаз між хвилями. Обчислення різниці фаз інтерферуючих наддовгих радіохвиль (?> 10 км) дозволяє визначити відстань до джерел цих хвиль, що використовується в системах навігації. А вивчення інтерференції сигналів, прийнятих від космічних об'єктів двома рознесеними на велику відстань радіотелескопами, дозволяє підвищити роздільну здатність радіоастрономічних спостережень до 0,001'' (під таким кутом видно канцелярська кнопка з відстані 8000 км). У цьому випадку використовуються хвилі сантиметрової довжини.

На закінчення розглянемо ще одне цікаве для практики властивість хвиль, іменоване ефектом Доплера. Він полягає в зміні частоти і, відповідно, довжини хвилі, від рухомого джерела.

Нехай ми спостерігаємо джерело, що випромінює хвилі з частотою f, І одночасно наближаємося до нього зі швидкістю v1. Швидкість поширення хвиль від джерела конечна і дорівнює v, причому v >>v1. За одиницю часу нерухомий спостерігач побачив би f періодів коливання, але ми за той же час зрушимо до джерела на відстань, чисельно рівне v1 і тому додатково зареєструємо ще v1/ l періодів (довжина хвилі l визначає відстань, на якому укладається один період коливання). Звідси що здається частота, т. Е. Загальна кількість періодів, які спостерігаються нами в одиницю часу, дорівнює

f1=f + f *v1/ v.

Таким чином, при русі спостерігача до випромінює джерела здається частота випромінювання вище дійсної і зростає зі збільшенням швидкості руху. При видаленні спостерігача від джерела знак "плюс" у наведеній формулі слід замінити на "мінус" [9].

Завдяки ефекту Доплера світло від удаляющегося джерела здається нам більш червоним, т. К. Зменшується його частота, а світло від наближається джерела - більш синім. Це дозволило свого часу виміряти швидкість "розширення" галактики шляхом вивчення так званого "червоного зсуву" в спектрі випромінювання зірок. Ефект Доплера широко застосовується і в техніці, наприклад, в радарах для вимірювання швидкості руху автомобілів. При обчисленні доплерівського зсуву в цьому випадку необхідно врахувати, що автомобіль сам не випромінює - він відбиває радіохвилі, послані нерухомим радаром. Тому розглядається явище тут проявляється двічі - спочатку рухається автомобіль приймає випромінювання від радара, а потім нерухомий радар приймає відгук від автомобіля.

висновки

§ Основним поняттям фізики є поняття руху. Вірні принципи руху (механічного переміщення) вперше були сформульовані Галілеєм.

§ Основу класичної механіки матеріальної точки складають три закони динаміки, сформульовані Ньютоном. Всі закони Ньютона сформульовані для інерційних систем відліку.

§ Термодинаміка стверджує нерівноправність двох видів енергії руху молекул: теплової (хаотичної) і вільної (впорядкованої). Хаотичний стан системи є більш ймовірним, що і знаходить своє відображення в двох законах термодинаміки.

§ Теорія хвиль є розділом класичної механіки суцільних середовищ. Однак її основні поняття і положення можуть застосовуватися до широкого діапазону хвильових явищ, які використовуються в спеціальній техніці і техніці зв'язку, криміналістиці, системах обробки і зберігання інформації.

§ біжать хвилі - це процес поширення коливань. Тому вони є основним засобом передачі інформації і широко використовуються в техніці зв'язку і спостереження. Властивості біжучої хвилі залежать від її довжини.

§ Стоячі хвилі зазвичай виникають в замкнутому просторі (струні, ящику і т. П.) При накладенні відбитих від його кордонів біжучих хвиль. Стоячі хвилі не переносять енергію і обумовлюють наявність власних резонансних частот в системах кінцевої протяжності. Це їх властивість використовується для посилення і ідентифікації звукових сигналів.

Тема 5. Електромагнітні і хімічні взаємодії

Вступ

Мабуть, немає необхідності детально обґрунтовувати актуальність цієї теми. Сьогодні електрику дає тепло і світло, застосовується в численних силових установках і інформаційних системах. Електричні сили забезпечують цілісність більшості систем макросвіту. Електрофізичні методи широко застосовуються в наукових дослідженнях, зокрема, для пізнання властивостей, структури і складу речовин і матеріалів. Електричне моделювання в силу своїх широких практичних можливостей, гнучкості, економічності і зручності є найбільш поширеним і розвиненим видом фізичного моделювання. І повсякденна практика застосування різноманітних пристроїв і методів підтверджує справедливість класичної теорії електромагнетизму.

Електричними силами в значній мірі пояснюються і хімічні властивості речовини - від атома до живої клітини. Хімічні сполуки мають системною цілісністю, своєрідністю властивостей, тому предмет хімії має якісні відмінності від фізики, хоча і спирається на її дані. Е. роджерс порівняв бажання розповісти про хімії в одному розділу з спробою однією короткою фразою описати вміст бакалійної крамниці: «На полицях там стоїть багато банок з їстівним ...» ". Тому ми торкнемося лише найзагальніших питань, а також розглянемо деякі методи дослідження речовин, що застосовуються в криміналістичній практиці.

1. Основні закони електромагнетизму

Навіть самі передові і сучасні фізичні теорії, якими є спеціальна теорія відносності і квантова теорія, не вимагають перегляду законів електромагнетизму аж до відстаней, в сотню разів менших розміру атома. Саме цим фактом ми зобов'язані розвитком фізики напівпровідників і такої прогресивної що швидко розвивалася області техніки, як мікроелектроніка. І сьогодні ми з посмішкою згадуємо прогноз одного з основоположників класичної теорії електромагнетизму, який вказав в якості основного практичного застосування електромагнітних явищ ... дитячі іграшки.

В період побудови узагальнюючої теорії електромагнетизму змагалися дві фізичні картини світу і відповідно дві дослідницькі програми: Ампера і Вебера - одного боку, і Фарадея і Максвелла - з іншого. Перша програма виходила з принципу дальнодействия (миттєвої передачі взаємодій на відстані без посередника) і орієнтувала на застосування математичних засобів класичної механіки точок. Друга почала формуватися пізніше, спиралася на принцип близкодействия і запозичила математичні структури з механіки суцільних середовищ. Вона лягла в основу електродинамічної картини світу.

Базовим поняттям класичної теорії електромагнетизму є поняття електричного заряду. Фундаментальною властивістю електричного заряду є його існування в двох видах - позитивному і негативному [10]. Повний заряд ізольованої системи ніколи не змінюється. Під впливом світла всередині такої системи може відбуватися створення нових електрично заряджених частинок, але ці частинки народжуються завжди парами з рівними і різнойменними зарядами + e и -e (Електрон і позитрон). Закон збереження заряду - Це фундаментальний закон природи.

Взаємодія між електричними зарядами, що знаходяться в спокої, описується законом Кулона:

F = k * q1q2* e21/r221.

тут q1 и q2 позначають величину і знак відповідного заряду, e21 - Одиничний вектор, спрямований від заряду 1 до заряду 2 і визначає напрямок сили. Якщо заряди виражені в кулонах, відстань - в метрах, то сила взаємодії F виражається в ньютонах за умови, що постійний коефіцієнт k= 1/4pe0, де e0= 10-9/ 36p Ф / м.

Носіями електричного заряду можуть бути найрізноманітніші об'єкти - електрони, іони, заряджені макроскопічні тіла (наприклад, краплі дощу). Направлений рух носіїв заряду називається електричним струмом провідності. Переміщення зарядів може бути викликано різними причинами, в тому числі і механічним переміщенням заряджених тел. Але найбільш часто ми маємо справу з рухом носіїв заряду під дією кулонівських сил, створених сторонніми зарядами. Для того, щоб можна було розглядати сукупна дія цих сил, не звертаючи уваги на що створюють їх джерела, використовується поняття електричного поля[11]. значення вектора E напруженості електричного поля в кожній точці простору дорівнює силі, що діє в цій точці на заряд q= 1. Якщо в якійсь області простору відомо значення вектора E, То можна передбачити поведінку будь-яких зарядів q в цій області:

F = E * q.

Порівнюючи два останніх вирази, неважко отримати формулу для обчислення напруженості електричного поля. Електричне поле, як і гравітаційне, зменшується обернено пропорційно квадрату відстані від джерела.

Іншою характеристикою поля є потенціал. Ця скалярная характеристика поля характеризує енергію взаємодії джерела поля з одиничним пробним зарядом. Потенціали зручно використовувати для визначення роботи, досконалої полем. Різниця електричних потенціалів між двома точками поля називається напругою, Вимірюється в вольтах і дорівнює роботі по переміщенню заряду з однієї точки в іншу. Вільні позитивні заряди в електричному полі рухаються у напрямку вектора напруженості Е (Графічно їх траєкторії відображаються силовими лініями поля) або, те ж саме, в напрямку якнайшвидшого зменшення потенціалу.

Досвід показує, що сила взаємодії між зарядами залежить не тільки від їх положення, але і від швидкості їх руху. Тому повну силу поділяють на дві складові - вже розглянуту нами електричну (вона не залежить від руху заряду) і магнітну, Що залежить від швидкості заряду. Магнітна складова сили може бути створена рухомим носієм заряду, т. Е. Електричним струмом, або постійним магнітом. У напрямку вона завжди перпендикулярна вектору швидкості їх руху v, А по величині - пропорційна цій швидкості. На нерухомі заряди магнітна складова не діє. Всі ці властивості магнітної сили можна описати, якщо за аналогією з електричним ввести поняття магнітного поля. Це поле характеризується в кожній точці вектором магнітної індукції B, так що

Fм = q* [vB].

Зверніть увагу: вектор магнітної сили спрямований перпендикулярно вектору магнітного поля (на відміну від електричної сили, напрямок якої збігається з напрямком вектора електричного поля). Оскільки магнітна сила спрямована перпендикулярно швидкості руху заряду, вона не робить роботи над зарядом. Енергія частинки в постійному магнітному полі не змінюється. На заряди, що рухаються уздовж ліній індукції B, Магнітне поле не діє.

Всі явища електричного і магнітного характеру можна пояснити, виходячи з декількох основних законів, зібраних в знаменитій системі рівнянь Максвелла. Для того, щоб повною мірою оцінити їх універсальний характер, необхідно мати на увазі наступне: рівняння системи в їх найбільш загальній формі справедливі у будь-який момент часу для поверхонь і контурів будь-яких розмірів, будь-яких форм, виготовлених з будь-яких матеріалів, в тому числі і складових, відключених від джерел електроживлення або входять до складу чинного пристрою і навіть уявних.

Найбільш простий вигляд має система рівнянь електродинаміки в інтегральної формі для вакууму:

 I. Закон повного струму: ?Bdl = d / dt ? ?0Eds + m0* I
 II. Узагальнений закон електромагнітної індукції: ?Edl = - d / dt ?Bds
 III. Узагальнена теорема Гаусса: ?Eds = q / ?0
 IV. Принцип безперервності магнітного потоку: ?Bds = 0

У речових середовищах ці рівняння доповнюються кількома рівняннями, які враховують намагніченість і поляризацію речовини [12], а також законом Ома.

Уточнимо фізичний зміст рівнянь Максвелла і, перш за все, пояснимо математичні позначення.

dl- елемент деякого контуру L (Замкнутої лінії) довільної форми, спрямований по дотичній до нього і має нескінченно малу довжину l.

ds-елемент деякої поверхні S, Спрямований перпендикулярно їй і має нескінченно малу площу s.

?Bdlи ?Edl- Інтегральні величини, отримані в результаті підсумовування скалярних творів [13] векторів полів B и E на всі елементи dl контуру L. В математиці ці величини називаються циркуляція вектора поля по контуру L.

?Bds и ?Eds- Інтегральні величини, отримані в результаті підсумовування скалярних добутків векторів полів B и E на вектори ds всіх елементарних майданчиків поверхні S. В математиці ці величини називаються потоками вектора поля крізь поверхню S.

Закон повного струму стверджує, що циркуляція вектора магнітної індукції B по контуру l дорівнює повному струму, що проходить крізь контур. При цьому при обчисленні повного струму необхідно розглядати не тільки струми провідності I (Т. Е. Спрямований рух заряджених частинок), а й струми зміщення. Величину струму зміщення визначає перший доданок в правій частині рівняння (I): він залежить від швидкості зміни потоку вектора електричного поля крізь поверхню S, Обмежену контуром. Розгляд струму зміщення відкриває новий для нас факт: змінне електричне поле є джерелом магнітного поля.

Узагальнений закон електромагнітної індукції: Циркуляція вектора напруженості електричного поля E по контуру l дорівнює швидкості зміни магнітного потоку, зчепленого з цим контуром.

З рівняння (II) слід, що електричне поле створюється (індукується) змінним магнітним полем, причому в даному випадку воно не пов'язане з зарядами. Силові лінії індукованого електричного поля не починаються і не закінчуються на зарядах, а замкнуті самі на себе, тобто мають вихровий характер. Якщо магнітний потік через контур не змінюється в часі, то циркуляція буде дорівнює нулю.

Як сказано вище, явище електромагнітної індукції було відкрито Фарадеем для контуру, який проводить електричний струм. Максвелл показав, що виникнення індукованого струму в провіднику є лише зовнішнім проявом вихрового електричного поля, яке існує саме по собі і під час відсутності провідника.

Узагальнена теорема Гаусса: повний потік вектора напруженості електричного поля E через замкнуту поверхню S тотожно дорівнює заряду, укладеним всередині цієї поверхні.

З цього закону, зокрема, випливає, що лінії статичного електричного поля не замкнуті - вони починаються на позитивних зарядах і закінчуються на негативних. Теорема називається узагальненою, т. К. Строго вона доводиться лише для статичних полів в вакуумі і діелектрику, а Максвелл постулював її справедливість для будь-яких середовищ.

Принцип безперервності магнітного потоку постулює замкнутість ліній магнітної індукції. Кожна лінія перетинає довільну замкнуту поверхню парне число раз: число вхідних ліній дорівнює числу вихідних. "Магнітних зарядів", на яких могли б починатися і закінчуватися ці лінії, не існує. Тому повний потік вектора магнітного поля B через замкнуту поверхню тотожно дорівнює нулю.

Замкнутість магнітних ліній призводить до того, що зміна магнітного поля в одній точці лінії веде до зміни поля у всіх її точках, а також до спотворення структури ліній. Цей ефект використовується в пошуковій техніці: ферромагнетик (т. Е. Предмет з речовини, здатного намагнічуватися), що потрапив в магнітне поле міношукача, спотворює це поле, що і реєструється датчиком. Цей же ефект дозволяє датчикам магнітофона або комп'ютерного дисковода реагувати на зміну магнітного поля носія в зазорі датчика.

Рівняння Максвелла з'явилися теоретичним узагальненням емпіричних законів Кулона, Ампера, Біо-Савара, Фарадея. Вони дали загальну картину взаємозв'язку, що існує між електричними і магнітними явищами, яка довго вислизала від дослідників.

2. Електромагнітні хвилі

Одним з найбільш важливих теоретичних результатів класичної електродинаміки Максвелла стало пророкування існування електромагнітних хвиль.

Дійсно, неважко помітити, що перераховані вище закони попарно подібні: відмінність формулювань I і II (рівняння індукції), а також III і IV пов'язано лише з наявністю зарядів, в тому числі і рухомих, т. Е. Струмів провідності. У просторі, вільному від струмів і зарядів, спостерігається повна симетрія законів. З симетрії основних рівнянь, що пов'язують змінні електричні і магнітні поля, безпосередньо випливає їх здатність індукувати один одного: Змінне магнітне поле породжує вихрове електричне, а то, в свою чергу, знову індукує змінне магнітне. Це означає можливість самостійного існування поля, не "прив'язаного" до електричні розряди, що існує і поширюється незалежно від них. Одного разу виникнувши в результаті прискореного руху зарядів (в антені радіопередавача, при гальмуванні електрона в рентгенівській трубці, при внутрішньоатомних електронних переходах і т. Д.), В подальшому коливання векторів електричного і магнітного полів відриваються від джерела і, підтримуючи один одного в своєрідному "тандемі ", вільно поширюються в просторі. так виникають електромагнітні хвилі.

Підкреслимо, що, на відміну від розглянутих раніше механічних хвиль, тут відбуваються коливання не частинок речовини, а полів.

Відповідно до теорії Максвелла, в електромагнітному полі хвилі повинні виконуватися наступні умови:

- вектори Е и В перпендикулярні один одному і напрямку руху; потік енергії хвилі визначається як векторний добуток [ЕВ]. Таким чином, електромагнітні хвилі є поперечними.

- Відношення величин Е и В в будь-якій точці простору і в будь-який момент часу є константа (хвильовий опір середовища).

Обчислена Максвеллом швидкість поширення електромагнітного поля виявилася дорівнює c= 1 /v(?0m0)?300000км / c і збіглася з експериментально визначеною швидкістю світла. Звідси був зроблений висновок про те, що світлові хвилі являють собою електромагнітні хвилі. Єдина сутність світла і електрики, яку М. Фарадей припустив в 1845 р, а Дж. Максвелл теоретично обгрунтував в 1862 р, була експериментально підтверджена німецьким фізиком Г. Герцем в 1888 р

Електромагнітні хвилі, як і будь-які інші, розрізняються по довжині і, відповідно, по частоті коливань.

Різні властивості хвиль пояснюються розходженням їх енергії і здатності до дифракції. У міру зменшення довжини хвилі її здатність огинати перешкоди падає, а частота і енергія зростають. При цьому власне хвильові властивості випромінювання стають все менш вираженими, і випромінювання за своїм характером все більше стає схоже на потік частинок. Пізніше буде показано, що з ростом частоти зростає і інформаційна ємність відповідного діапазону.

Сьогодні людство використовує такі види електромагнітних хвиль:

 Найменування  довжина  Застосування, особливо
 радіохвилі  наддовгі  > 10 км  Системи навігації. Надійна наддалекої спеціальний зв'язок приземної хвилею. Низька пропускна здатність каналу. Втрати.
 довгі  10 км - 1 км  Надійна далекий зв'язок приземної хвилею. Глобальне радіомовлення. Втрати енергії при поширенні.
 Середні  1 км - 100 м  Зв'язок на далекі і середні відстані. Проходження хвиль залежить від сезону, часу доби, метеоумов.
 короткі  100 м - 10 м  Зв'язок в межах прямої видимості. Дальня зв'язок відбитим променем або через ретранслятори.
 ультракороткі  10 м - 1 м  Зв'язок в межах прямої видимості або через ретранслятори. Дальня зв'язок - аномально. Висока пропускна здатність каналу.
 СВЧ  1 м - 0,4 мм  Зв'язок в межах прямої видимості або через ретранслятори. Прилади СВЧ: магнетрони і ін. Виражене теплову дію за рахунок індукції.
 Оптіческійдіапазон  інфрачервоні  400 * 10-6 м- 760 * 10-9 м  Теплове випромінювання. Швидкісні канали зв'язку. Сигналізація, прилади нічного бачення. Методи спостереження в криміналістиці.
 видиме світло  760 * 10-9 м-380 * 10-9 м  Високошвидкісні оптичні канали зв'язку. Квантові генератори. Спектральний аналіз. У природі: енергія для фотосинтезу рослин.
 ультрафіолет  380 * 10-9 м-5 * 10-9 м  Сильно поглинається атмосферою. Висока енергія. У криміналістиці: спостереження в відображених променях, збудження люмінесценції у видимому діапазоні.
 рентгенівське випромінювання  5 * 10-9 М - 5 * 10-12 м  Висока енергія і проникаюча здатність. Прямолінійне поширення. Методи дослідження складу і структури матеріалів. Просвічування. Небезпечне вплив на живі клітини.
 Гамма-випромінювання  <5 * 10-12 м  Надзвичайно висока енергія і проникаюча здатність. Джерело - радіоактивні елементи. Особливості ті ж, що у рентгенівських променів. Просвічування металевих об'єктів.

3. Електрика і хімічні взаємодії

Хімія - наука, тісно пов'язана з фізикою. Людина завжди відчував потребу отримувати речовини із заданими властивостями, виробляти якісні перетворення речовин, а для цього йому необхідно було проникнути в таємницю будови речовини. Фарадей говорив, що найбільш глибоко проникнути в цю таємницю дозволяють досліди з електрикою.

Помістимо в розчин мідного купоросу два вугільних електрода і підключимо до них клеми електричної батареї - пристрої, на висновках якого примусово підтримується певна різниця потенціалів. Вийнявши через деякий час t електроди з розчину, ми виявимо на електроді з меншим потенціалом обложений шар міді. Маса мідного осаду пропорційна t. Звідси можна зробити висновок, що мідь переноситься від одного електрода до іншого позитивними електричними зарядами з деякою постійною швидкістю I:

I = ?q / ?t.

Цей простий досвід дає можливість зробити деякі висновки.

По-перше, це висновок про складну будову молекул речовини, Т. Е. Їх атомну будову. Дійсно, адже ні дистильована вода, ні сіль, ні концентрована кислота не є провідниками електричного струму. Перенесення заряду в електролітах здійснюється іонами, т. Е. Атомами з нестачею або надлишком заряду.

По-друге, це висновок про електричну природу хімічних зв'язків. Рухливі заряди виникають в результаті розпаду молекул розчиненої речовини на заряджені іони під дією розчинника, наприклад, води. Такий процес називається електролітичної дисоціацією. В результаті дисоціації в розчині утворюються позитивні іони (катіони) металів і водню і негативні іони (аніони) кислотних залишків і гідроксильні групи. Процес, зворотний по відношенню до процесу дисоціації, отримав назву "рекомбінація". Він характеризується утворенням нейтральних молекул після з'єднання разноименно заряджених іонів. Два цих процесу, що протікають одночасно, встановлюють рівновагу між диссоційованними і недіссоціірованнимі молекулами.

Розглянемо ці процеси докладніше: вони мають важливе прикладне значення, до того ж це дозволить нам краще зрозуміти роль іонів в аналітичних реакціях.

Під час експерименту з мідним купоросом електричне поле сприяло поділу речовини на складові його іони. З іншого боку, саме цей поділ породжує електричне поле. Якщо металевий електрод помістити в розчин електроліту, то негативні іони електроліту, підходячи до поверхні металу, будуть виривати позитивні іони металу з кристалічної решітки, т. К. Енергія взаємодії іонів виявляється більше енергії, що утримує атоми металу в складі електрода. Одночасно відбуватиметься і зворотний процес - кристалізація, осадження іонів металу на електроді. В результаті переходу іонів металу в розчин метал заряджається негативно, а розчин позитивно, т. Е. Виникає електричне поле, спрямоване від розчину до металу і перешкоджає подальшому розчиненню металу. Це поле посилюється в міру збільшення кількості іонів металу в розчині і встановлюється на рівні, відповідному рівноваги між швидкостями розчинення і кристалізації електрода. При цьому різниця потенціалів, що встановилася між металом і електролітом, не залежить від розмірів електрода, а визначається тільки його хімічним складом і складом електроліту, що використовується в криміналістиці для визначення хімічного складу проби.



КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 2 сторінка | КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 4 сторінка

Організаційно-методичний розділ | основний розділ | Тема 11. Основні біологічні концепції | Навчально-методичне забезпечення дисципліни | Тема 10 | Методичні рекомендації щодо ВИВЧЕННЯ ДИСЦИПЛІНИ | Рекомендації з вивчення теми | Рекомендації з вивчення теми | BIAGFIAFCIHDAF. | КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 1 сторінка |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати