سوال درمورد توزیع بار بین دو کره باردار

[Dr.Younes]

سلام
همانطور که میدونید یه فرمول هست که وقتی دو تا کره رسانا رو به هم بچسبونیم و بعد جداشون کنیم بارهاشون یکسان میشه و میانگین دو باره

مثلا یکی -7e هستش و یکی 3e اونوقت این دوتارو که به هم تماس بدیم میانگینشون -2e میشه


حالا سوال من اینه اگه دو تا کره داشته باشیم مثلا یکی 3e و یکی 8e میانگینشون میشه 5.5!!! اگه دوتا کره رو از هم جدا کنیم مگه میشه رو هر کدوم 5.5e الکترون داشته باشیم؟؟؟مگه نباید تعداد الکترون ها عدد صحیح و در دو کره با هم برابر باشه؟؟
در چنین مواقعی بار چطور توزیع میشه و چه اتفاقی میفته؟؟

[amins]

عجب عجب عجب
دوست عزیز زدی قاطی کردیا

[ShahabM]

سوال بسیار خوبی هست و به نکته ی فوق العاده ریزی اشاره داره.

ببینید دوست عزیز، خودتون هم میدونید که عامل انتقال بار بین رو جسم اختلاف پتانسیل الکتریکی هست. پس عاملی که باعث انتقال الکترون ها بین کره ها میشه هم همینه. پس میشه گفت:
اگر اندازه کره ها یکسان باشه، از کره ای که 8e بار داره 2 تا الکترون به کره دیگر منتقل میشه (یکی 6e و دیگری 5e میشن) و یک الکترون همیشه باقی می مونه که توو یکی از کره ها اضافی هست. حالا دو حالت ممکنه رخ بده:

الف- اختلاف پتانسیل الکتریکی ناشی از اختلاف وجود این الکترون تنها به اندازه ای کم هست که عملا دیگه شارش بار متوقف میشه و به حالت پایدار می رسه.

ب- اگر اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو کره به حدی باشه که شارش بار ادامه پیدا کنه، این الکترون اضافی به طور متوالی بین کره ها دست به دست میشه. لحظه ای در یک کره هست و لحظه ای در کره دیگه و این حالت ادامه پیدا می کنه تا زمانی که دو کره تماسشون قطع بشه.

البته بنده تعبیر کلاسیکی این موضوع رو عرض کردم. ممکنه این مسئله تعبیر کوانتومی هم داشته باشه که بنده به دلیل اطلاع نداشتن نمیتونم شرح بدم. دوستانی که در فیزیک کوانتوم تبحر دارند باید براتون توضیح بدهند.

[ShahabM]

عجب عجب عجب
دوست عزیز زدی قاطی کردیا

خیر سوال درستی کرده اند
مبهم بودن یا عجیب بودن سوال که به معنای غلط بودنش نیست

اصلا همین سوال های به ظاهر مبهم و پیچیده بوده اند که باعث کشف قوانین و نظریات جدید در علم شدند!!!

[mohabbatshahabi]

سلام
همانطور که میدونید یه فرمول هست که وقتی دو تا کره رسانا رو به هم بچسبونیم و بعد جداشون کنیم بارهاشون یکسان میشه و میانگین دو باره

مثلا یکی -7e هستش و یکی 3e اونوقت این دوتارو که به هم تماس بدیم میانگینشون -2e میشه


حالا سوال من اینه اگه دو تا کره داشته باشیم مثلا یکی 3e و یکی 8e میانگینشون میشه 5.5!!! اگه دوتا کره رو از هم جدا کنیم مگه میشه رو هر کدوم 5.5e الکترون داشته باشیم؟؟؟مگه نباید تعداد الکترون ها عدد صحیح و در دو کره با هم برابر باشه؟؟
در چنین مواقعی بار چطور توزیع میشه و چه اتفاقی میفته؟؟

ممکنه ازین سوال عکس بگیرید بفرستید ؟

[Dr.Younes]

سوال بسیار خوبی هست و به نکته ی فوق العاده ریزی اشاره داره.

ببینید دوست عزیز، خودتون هم میدونید که عامل انتقال بار بین رو جسم اختلاف پتانسیل الکتریکی هست. پس عاملی که باعث انتقال الکترون ها بین کره ها میشه هم همینه. پس میشه گفت:
اگر اندازه کره ها یکسان باشه، از کره ای که 8e بار داره 2 تا الکترون به کره دیگر منتقل میشه (یکی 6e و دیگری 5e میشن) و یک الکترون همیشه باقی می مونه که توو یکی از کره ها اضافی هست. حالا دو حالت ممکنه رخ بده:

الف- اختلاف پتانسیل الکتریکی ناشی از اختلاف وجود این الکترون تنها به اندازه ای کم هست که عملا دیگه شارش بار متوقف میشه و به حالت پایدار می رسه.

ب- اگر اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو کره به حدی باشه که شارش بار ادامه پیدا کنه، این الکترون اضافی به طور متوالی بین کره ها دست به دست میشه. لحظه ای در یک کره هست و لحظه ای در کره دیگه و این حالت ادامه پیدا می کنه تا زمانی که دو کره تماسشون قطع بشه.

البته بنده تعبیر کلاسیکی این موضوع رو عرض کردم. ممکنه این مسئله تعبیر کوانتومی هم داشته باشه که بنده به دلیل اطلاع نداشتن نمیتونم شرح بدم. دوستانی که در فیزیک کوانتوم تبحر دارند باید براتون توضیح بدهند.

پس طبق گفته های شما یکی از کره ها یک الکترون بیشتر خواهد داشت و همیشه بار دو کره پس از تماس و جدا کردن یکسان نیست (چون در سوال گفته بودم کاملا از هم جداشون میکنیم کره هارو پس نمیشه بینشون شارش الکترون ادامه داشته باشه)

[Dr.Younes]

ممکنه ازین سوال عکس بگیرید بفرستید ؟

این سوالو تو کتاب ندیدم سر کلاس به ذهنم اومد که استادمون هم جوابی براش نداشت...

[ShahabM]

پس طبق گفته های شما یکی از کره ها یک الکترون بیشتر خواهد داشت و همیشه بار دو کره پس از تماس و جدا کردن یکسان نیست (چون در سوال گفته بودم کاملا از هم جداشون میکنیم کره هارو پس نمیشه بینشون شارش الکترون ادامه داشته باشه)

فقط یه نکته
بنا به دلایلی، اگر کره ها رو پس از شارش بار از هم جدا کنید نمیتونید بفهمید الکترون اضافی در کدوم کره هست مگر ینکه بار اون ها رو اندازه گیری کنید.
یعنی اینجا بحث اصل عدم قطعیت پیش میاد. (بیش از این نمیتونم توضیح بدم چون زیاد به فیزیک کواتومی مسلط نیستم، دوستان آگاه میتونند توضیح بدهند)

[broslee]

e میره وسط دو کره(محل تماس دو کره)
با جدا کردن اونها از هم چون از دو طرف نیروی یکسانی بهش وارد میشه e تو هوا جا میمونه و میفته زمین شاید هم جذب مولکول های هوا بشه

[ShahabM]

e میره وسط دو کره(محل تماس دو کره)
با جدا کردن اونها از هم چون از دو طرف نیروی یکسانی بهش وارد میشه e تو هوا جا میمونه و میفته زمین شاید هم جذب مولکول های هوا بشه

خب اگه خلا باشه چی میشه؟
بعد یه سوال دیگه
الکترون میل زیادی به جذب شدن به اتمها داره چرا وسط دو کره جذب یکی از اتمها نمیشه؟

[broslee]

خب اگه خلا باشه چی میشه؟
بعد یه سوال دیگه
الکترون میل زیادی به جذب شدن به اتمها داره چرا وسط دو کره جذب یکی از اتمها نمیشه؟

الکترون میره تو خلا .خلا رو درون یه شیشه نوشابه در نظر میگیریم.

هنگام اتصال دو کره به هم اون الکترون وقتی از کره ی با بار بیشتر به سمت دیگری حرکت میکنه وقتی به وسط اون ها میرسه نیرویی بهش وارد نمیشه ولی یه حرکت آونگی میکنه ،
من فرض کردم حرکتش میرا ست و پس از مدتی در نقطه وسط وایمیسه به علت اصطکاک (مقاومت کره )

فرض دیگه اینه که حرکت آونگی بکنه در اونصورت احتمال اینکه در لحظه جدا شدن e تو یکی از کره ها باشه خیلی بیشتره تا اینکه در یک نقطه وسط باشه.

[rezagmi]

سلام
همانطور که میدونید یه فرمول هست که وقتی دو تا کره رسانا رو به هم بچسبونیم و بعد جداشون کنیم بارهاشون یکسان میشه و میانگین دو باره

مثلا یکی -7e هستش و یکی 3e اونوقت این دوتارو که به هم تماس بدیم میانگینشون -2e میشه


حالا سوال من اینه اگه دو تا کره داشته باشیم مثلا یکی 3e و یکی 8e میانگینشون میشه 5.5!!! اگه دوتا کره رو از هم جدا کنیم مگه میشه رو هر کدوم 5.5e الکترون داشته باشیم؟؟؟مگه نباید تعداد الکترون ها عدد صحیح و در دو کره با هم برابر باشه؟؟
در چنین مواقعی بار چطور توزیع میشه و چه اتفاقی میفته؟؟

البته قطر کره ها هم در این تسهیم دخیل هست

[ShahabM]

الکترون میره تو خلا .خلا رو درون یه شیشه نوشابه در نظر میگیریم.

هنگام اتصال دو کره به هم اون الکترون وقتی از کره ی با بار بیشتر به سمت دیگری حرکت میکنه وقتی به وسط اون ها میرسه نیرویی بهش وارد نمیشه ولی یه حرکت آونگی میکنه ،
من فرض کردم حرکتش میرا ست و پس از مدتی در نقطه وسط وایمیسه به علت اصطکاک (مقاومت کره )

فرض دیگه اینه که حرکت آونگی بکنه در اونصورت احتمال اینکه در لحظه جدا شدن e تو یکی از کره ها باشه خیلی بیشتره تا اینکه در یک نقطه وسط باشه.

شما دارید همه چیز رو ماکروسکوپی بررسی می کنید
الکترون معمولا از اتمی به اتم دیگه پرش میکنه و حرکت الکترون در فضای خالی بین اتم ها خیلی کوتاهه.
خب پس‌در محل تماس دو کره فضای خالی وجود نداره و اتم ها کاملا در کنار یکدیگر مشابه یک جسم واحد قرار گرفته اند.
نظر بنده حقیر اینه:

الف- الکترون مورد نظر ما هنگامی که روی آخرین اتم متعلق به یکی از کره ها قرار می گیره (نزدیک ترین اتم به کره ی دیگر) به علت وجود میدان الکتریکی باز هم به اتم های اطرافش پرش میکنه که به احتمال کمی بیش از نصف به اتمی از کره ی کناری و به احتمال کمتر از نصف به یکی دیگر از اتم های همون کره پرش خواهد کرد.
پس واقعا معلوم نیس اینجا چه اتفاقی بیفته و عدم قطعیت اینجا برقراره. ممکنه این الکترون به کره کناری منتقل شه یا اصلا نشه.

ب- فرض کنیم الکترون مورد نظر به سمت کره کناری حرکت کنه ولی حرکتش مستقیم نباشه و نه به سمت محل تماس دو کره بلکه به سمت محل تماس همون کره و هوا حرکت کنه که در این ممکنه به اتم های هوا منتقل شه (اگر اطرافش خلا نباشه)

و امکان های دیگری هم وجود داره ...

باز هم این نظرات هیچ کدوم کامل نیستند چون این مسیله، مسیله ای کاملا میکروسکوپی و کوانتومی هستش که نیاز به دانش فیزیکی پیشرفته در گرایش ساختار جامد و فیزیک کوانتومی داره و کسی میتونه پاسخ صحیح بهش بده که این دانش رو داشته باشه نه ماها که فیزیک رو فقط در سطح دیپلم که همون فیزیک قرن هجدهم هست یاد گرفتیم.

[khaan]

سلام
همانطور که میدونید یه فرمول هست که وقتی دو تا کره رسانا رو به هم بچسبونیم و بعد جداشون کنیم بارهاشون یکسان میشه و میانگین دو باره

مثلا یکی -7e هستش و یکی 3e اونوقت این دوتارو که به هم تماس بدیم میانگینشون -2e میشه


حالا سوال من اینه اگه دو تا کره داشته باشیم مثلا یکی 3e و یکی 8e میانگینشون میشه 5.5!!! اگه دوتا کره رو از هم جدا کنیم مگه میشه رو هر کدوم 5.5e الکترون داشته باشیم؟؟؟مگه نباید تعداد الکترون ها عدد صحیح و در دو کره با هم برابر باشه؟؟
در چنین مواقعی بار چطور توزیع میشه و چه اتفاقی میفته؟؟

چنین چیزی در فیزیک اتفاق نمیافته دوست عزیز.
جسمی که چند سانت اندازشه و 10 تا الکترون اضافه داره عملا باردار نیست که بتونه انتقال بار انجام بده.
انتقال بار زمانی اتفاق میافته که یه جسم مثلا پنج میلیارد الکترون اضاف داره و یکی هم چهل میلیارد . اون وقت توزیع بار انجام میشه و بار اجسام متناسب با مساحت سطحشون هست. حتی در این توزیع بارها هم دقیقا مطابق فرمول نمیشه و ممکنه چند هزارتایی الکترون اینور اونور بشن!

[e.k]

سوال بسیار خوبی هست و به نکته ی فوق العاده ریزی اشاره داره.

ببینید دوست عزیز، خودتون هم میدونید که عامل انتقال بار بین رو جسم اختلاف پتانسیل الکتریکی هست. پس عاملی که باعث انتقال الکترون ها بین کره ها میشه هم همینه. پس میشه گفت:
اگر اندازه کره ها یکسان باشه، از کره ای که 8e بار داره 2 تا الکترون به کره دیگر منتقل میشه (یکی 6e و دیگری 5e میشن) و یک الکترون همیشه باقی می مونه که توو یکی از کره ها اضافی هست. حالا دو حالت ممکنه رخ بده:

الف- اختلاف پتانسیل الکتریکی ناشی از اختلاف وجود این الکترون تنها به اندازه ای کم هست که عملا دیگه شارش بار متوقف میشه و به حالت پایدار می رسه.

ب- اگر اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو کره به حدی باشه که شارش بار ادامه پیدا کنه، این الکترون اضافی به طور متوالی بین کره ها دست به دست میشه. لحظه ای در یک کره هست و لحظه ای در کره دیگه و این حالت ادامه پیدا می کنه تا زمانی که دو کره تماسشون قطع بشه.

البته بنده تعبیر کلاسیکی این موضوع رو عرض کردم. ممکنه این مسئله تعبیر کوانتومی هم داشته باشه که بنده به دلیل اطلاع نداشتن نمیتونم شرح بدم. دوستانی که در فیزیک کوانتوم تبحر دارند باید براتون توضیح بدهند.

سلام ببخشید تماس بین دو جسم رسانا اتفاق می افته یا ایکه میشه یکی رسانا و دیگری نارسانا باشه؟
همچنین در ماش که دو جسم نارسانا هستن و الکترون ازاد وجود نداره چطور الکترون از یک جسم به دیگری انتقال پیدا می کنه؟