Естественные науки
Что будет, если наполнить пустой стеклянный куб электронами?
Для дотошных: куб, допустим, 20 см стороной. Способ наполнения неважен. До заполнения - вакуум. Концентрация частиц хотя бы как у воды на уровне моря (плотненько) . Интересен вид этого объекта (чёрный? светящийся? серебристый зеркальный?) , что произойдёт с ним со временем (заряд разойдётся? продавит любые стенки? будет ли вообще сдерживаться стеклом?) . Мы видели молнию и искры, они светятся голубоватым светом. Но это перемещающийся заряд, он может вызывать свечение, сжигая воздух, а в сосуде был бы статичный заряд. Воздержитесь от глупых ответов, пожалуйста, вроде "иди топи урановые ломы в ртути" или "в психушке окажешься". Спасибо ^_^
Эээ.... а Вы думаете, что электрон сквозь стекло пройти не сможет? Да, диэлектрик, конечно, но от толщины зависит. Через фольгу же пролетают.
Но ладно, положим, они все внутри. А всё-таки сколько? Как понять "как у воды"? Буду понимать это как количество электронов, равное количеству молекул воды при н. у. в данном объёме.
Посчитать легко - такой кубик это 8 литров - это 8 кг воды. Значит это N = m/M * Na = 8000/18 * 6e23 ~ 3e26 электронов. Ну да, примерно так получается. Это ж какое поле они создадут? Диэлектрик само собой поляризуется. Но этого будет мало. Боюсь, что с другой стороны кубика электроны просто на хрен вырвет с верхних уровней как не фиг делать. А потом вырвет с орбит внутренних слоёв материала и переместит их во внешние. И так далее. Короче говоря пойдёт ток через этот диэлектрик. И называться это будет пробой. Потому что пробить может всё что угодно - была бы достаточная напряжённость поля.
Ну, положим, что по какой-то неведомой причине не пробило. Но ведь они будут друг от друга отталкиваться. Ядро с протонами держится вместе сильными ядерными силами. Если б не они - фиг бы оно держалось. Но чтобы его вместе собрать - кулона надо еще преодолеть и сблизить частицы настолько, чтобы сильные силы начали работать. И это происходит при чудовищных температурах и давлениях в недрах звёзд. А если бы всё было так просто - холодный ядерный синтез не был бы проблемой.
Так с какой силой их разрыать будет?
Прикинем так - пусть есть два заряда по 1e26 электронов. С какой силой они отталкиваются на расстоянии 20 см.
Закон Кулона: F = 9e9 * (1,6e-19*1e26)^2 / 0,04 = 576e23 Н
Сила в порядка 10^25 Н - это всё-таки что-то устрашающее. И это только чтобы хотя бы две половины этих зарядов вместе удержать. Это, блин, надо у кубика с полостью в 8 литров делать стенки километровые) )
А что же если удержать? И чтобы заряд каким-то образом не стёк и структура держалась? Эдакая мощная и глубокая потенциальная яма размерами 20х20х20 см.
Вобщем-то в любом замкнутом пространстве электрон, падла, начинает вести себя немного как волна. И чем меньше пространство, тем больше он на волну похож. Короче занимает он в этой яме энергетические уровни - квантуется его энергия по главному квантовому числу и по другим. А электрон - это не фотон какой-нибудь с Бозе-статистикой. Это фермион. И на него принцип запрета Паули распространяется. Который говорит, что не могут в одной яме сидеть два электрона с одинаковыми квантовыми числами. Только если спины разные - но тогда только два и не более. В конечной яме количество уровней (по энергии) ограничено будет. Вот тут оценивать не берусь, но если им вдруг там уровней не хватит.. . это я уже не знаю - армагедец какой-нибудь настанет. Короче не впихнётся туда больше электронов, убей.
А так - реалистично - кубик пробъёт ещё задолго до того, как он заполнится. А если не пробьёт - так его просто на кусочки силой отталкивания разорвёт.
И с чего там чему-то светиться - не вижу.
Посмотрим.. . может меня тут ещё кто-то в чём-то поправит. И/или (надеюсь) дополнит.
>^.^<
Но ладно, положим, они все внутри. А всё-таки сколько? Как понять "как у воды"? Буду понимать это как количество электронов, равное количеству молекул воды при н. у. в данном объёме.
Посчитать легко - такой кубик это 8 литров - это 8 кг воды. Значит это N = m/M * Na = 8000/18 * 6e23 ~ 3e26 электронов. Ну да, примерно так получается. Это ж какое поле они создадут? Диэлектрик само собой поляризуется. Но этого будет мало. Боюсь, что с другой стороны кубика электроны просто на хрен вырвет с верхних уровней как не фиг делать. А потом вырвет с орбит внутренних слоёв материала и переместит их во внешние. И так далее. Короче говоря пойдёт ток через этот диэлектрик. И называться это будет пробой. Потому что пробить может всё что угодно - была бы достаточная напряжённость поля.
Ну, положим, что по какой-то неведомой причине не пробило. Но ведь они будут друг от друга отталкиваться. Ядро с протонами держится вместе сильными ядерными силами. Если б не они - фиг бы оно держалось. Но чтобы его вместе собрать - кулона надо еще преодолеть и сблизить частицы настолько, чтобы сильные силы начали работать. И это происходит при чудовищных температурах и давлениях в недрах звёзд. А если бы всё было так просто - холодный ядерный синтез не был бы проблемой.
Так с какой силой их разрыать будет?
Прикинем так - пусть есть два заряда по 1e26 электронов. С какой силой они отталкиваются на расстоянии 20 см.
Закон Кулона: F = 9e9 * (1,6e-19*1e26)^2 / 0,04 = 576e23 Н
Сила в порядка 10^25 Н - это всё-таки что-то устрашающее. И это только чтобы хотя бы две половины этих зарядов вместе удержать. Это, блин, надо у кубика с полостью в 8 литров делать стенки километровые) )
А что же если удержать? И чтобы заряд каким-то образом не стёк и структура держалась? Эдакая мощная и глубокая потенциальная яма размерами 20х20х20 см.
Вобщем-то в любом замкнутом пространстве электрон, падла, начинает вести себя немного как волна. И чем меньше пространство, тем больше он на волну похож. Короче занимает он в этой яме энергетические уровни - квантуется его энергия по главному квантовому числу и по другим. А электрон - это не фотон какой-нибудь с Бозе-статистикой. Это фермион. И на него принцип запрета Паули распространяется. Который говорит, что не могут в одной яме сидеть два электрона с одинаковыми квантовыми числами. Только если спины разные - но тогда только два и не более. В конечной яме количество уровней (по энергии) ограничено будет. Вот тут оценивать не берусь, но если им вдруг там уровней не хватит.. . это я уже не знаю - армагедец какой-нибудь настанет. Короче не впихнётся туда больше электронов, убей.
А так - реалистично - кубик пробъёт ещё задолго до того, как он заполнится. А если не пробьёт - так его просто на кусочки силой отталкивания разорвёт.
И с чего там чему-то светиться - не вижу.
Посмотрим.. . может меня тут ещё кто-то в чём-то поправит. И/или (надеюсь) дополнит.
>^.^<
Ахахахаха, не дам)) )
Отвечу: получится просто ионизированный воздух.
Никаких спецэффектов, если как у воды, я думаю.
Может, при гипер плотности возникнет шаровая молния.. . Свечение тогда, но максимум на несколько секунд.
И кстати, если шаровая молния образуется, она выйдет за пределы стекляного куба.
И будет взрывчик, вероятно))
Отвечу: получится просто ионизированный воздух.
Никаких спецэффектов, если как у воды, я думаю.
Может, при гипер плотности возникнет шаровая молния.. . Свечение тогда, но максимум на несколько секунд.
И кстати, если шаровая молния образуется, она выйдет за пределы стекляного куба.
И будет взрывчик, вероятно))
Айнагуль Ильяшева
До заполнения - вакуум. Без воздуха. Шаровая молния - это шар и молния, а у нас куб и заряд =) Заряды отталкиваются друг от друга, как и атомы, так что должны держаться. Ионизированные стенки сосуда тоже будут иметь заряд минус и отталкивать электроны, так что на первый взгляд всё должно быть стабильно. Но наверняка я не знаю. И вид интересен - свет может проходить, преломляться, отражаться или поглощаться. Это может дать прозрачность, прозрачность с преломлением, чёрный цвет, зеркало или даже определённый цвет.
Похожие вопросы
- Что будет отражать пустой зеркальный (изнутри) куб или шар?
- Вопрос по поводу опытов Юнга. Физики говорят, что электрон пролетает через обе прорези. Может это ошибочное представление?
- Что внутри электрона?? ? Фотоны???
- Фотоэффект. Фотон взаимодействует с атомом или с отдельным электроном? Атом или отдельный электрон поглощает фотон?
- могут ли свободные электроны перемещаться дальше своего атома
- По поводу отдачи электронов, химия
- ПЬЕЗОЭЛЕКТРИК! ОТКУДА "ПОДСАСЫВАЮТСЯ" ЭЛЕКТРОНЫ?
- Как свободные электроны передают заряд?
- вопрос про электроны. Хоть кто-нибудь понятным языком мне сможет объяснить? :((
- Почему когда электрон влетает в магнитное поле он летит по спирали к югу???
Т.е. кубик будет, наверное, зеркальный.