هوپا، انجمن علم ایران

سلام
کسی می دونه چرا بارهای الکتریکی در سطح کره رسانا جمع می شوند؟نه در داخلش؟

سلام
زیاد مطمئن نیستم ، این چیزیه که به ذهن خودم رسید (شاید اشتباه باشه ) .
وقتی ما یک جسم رسانا رو باردار میکنیم درواقع با الکترون های اون وَر رفتیم . همونطور که میدونیم در رسانا ها الکترون های آزاد وجود دارند که آزادانه در حرکتند . اما اینکه میگوییم آزادانه ، یعنی تحت کنترل یک هسته( متشکل از پروتون با بار مثبت ) نیستند. پس توسط نیروی جاذبه الکتریکی محدود به قسمت خاصی از یک اتم نیستن و در فضای مدار الکترون های اون اتم نمیتونن واقع بشن .
بار منفی : از این رو اگه الکترون های جدیدی وارد سیستم بشن ، به همین راحتی نمیتونن توی مدار یک الکترون وارد بشن ( یا اینکه کلا نمیتونن ) چون توسط نیروی دافعه دیگر الکترون های اون اتم پَس زده میشن ، از طرفی حالا که بار مثبت هسته ی اتم نمیتونه اون رو جذب کنه دور تر میشه و علاوه بر اون توسط الکترون های آزاد هم به خارج از حریم اون ها رونده میشن که در نهایت میرسن به تَهِ کُره ، که دیگه جایی ندارن برن . پس سطح کره بارش منفی میشه .
بار مثبت : خب ، هسته ها ( و درواقع پروتون ها ) که نمیتونن جابه جا شن ... ( که مثلا با رفتنشون به اونجا بار اون ناحیه مثبت شه !!!! ) پس بار مثبت رفتن الکترون ها از اون قسمته درواقع با خارج شدن الکترون ها از اون ناحیه ، بار اون منطقه مثبت میشه پس یعنی کمبود الکترون در اون قسمت ! الکترون های آزاد سعی میکنن تا این ظرفیت رو از آن خودشون کنن از این رو به سمت هسته ها میرن و از کناره ها به سمت مرکز میان . پس وقتی اون ها از کناره ها برن ، سطح کره بارش مثبت میشه .

شاید من نتونسته باشم قشنگ توضیح بدم اما سوال فوق العاده ای پرسیدی ...

سلام؛

میدان الکتریکی درون هر رسانا (کره یا هر شکل دیگه ای، فرقی نمی کنه) در حالت الکترواستاتیک صفر هستش. بنابراین در رسانای باردار، بارهای اضافی باید طوری پخش بشن که میدان درون هر نقطه صفر از رسانا صفر باشه. به کمک قانون گاوس می تونیم ثابت کنیم که این پخش شدن، به صورت قرار گرفتن بارهای اضافی در سطح خارجی رسانا هستش؛ یعنی تنها حالت پایدار اینه که بارهای اضافی در سطح خارجی پخش بشن.

ف ی ز ی ک ی نوشته شده:سلام
کسی می دونه چرا بارهای الکتریکی در سطح کره رسانا جمع می شوند؟نه در داخلش؟

دلیلش کمترین پتانسیله
وقتی بار ها به روی سطح کره قرار بگیرند از هم دورترین فاصله رو دارن و پتانسیل کل سیستم مینیمم میشه
و خب حتما میدونید که حداقل پتانسیل سیستم حالت پایدار اونه

dornalar نوشته شده:دلیلش کمترین پتانسیله
وقتی بار ها به روی سطح کره قرار بگیرند از هم دورترین فاصله رو دارن و پتانسیل کل سیستم مینیمم میشه
و خب حتما میدونید که حداقل پتانسیل سیستم حالت پایدار اونه

سوال ؛
این که خب الان ممکن نیست روی سطح کره در فاصله ی کمتری (نسبت به درون کره) قرار بگیرند؟

ایشون راست میگن، اگه بار ها در حجم کره و نه درسطحش پخش شن، به طور میانگین میتونن بیشترین فاصله رو از هم داشته باشن، اما خب یه قضیه ای هست، چرا شما الکترون های روی فلز‌رو مثل توپایی درنظر میگیرید که مکان مشخصی دارند؟ اصلا ما هیچوقت دقیق نمیتونیم بگیم حتی داخل رسانا بار صفره، صفره! فکر نکنم عدم قطعیت اجازه بده.
از نظر من دوست عزیز، بارهای داخل رسانا جای مشخصی ندارن، و تنها اگه دنبال بارهای یک رسانا بگردیم، احتمالا بار ها بیشتری رو‌روی سطح رساناپیدا میکنیم، همین. یعنی احتمال حضور الکترون در سطح رسانا بیشتر از جاهای دیگست. البته این نظره منه و ممکنه غلط باشه
ضمنن چندتا تاپیک دیگه در این مورد هست بگردید پیدا میکنید، تو فیزیک کلاسیک، میدان مغناطیسی عمود بر سطح رساناست و در نتیجه میدان های‌مغناطیسی کمترین تداخل رو دارن وقتی بارها رو سطح جمع میشن، عکسشم تو تاپیکا‌ش گذاشتن

paradoxy نوشته شده:ایشون راست میگن، اگه بار ها در حجم کره و نه درسطحش پخش شن، به طور میانگین میتونن بیشترین فاصله رو از هم داشته باشن، اما خب یه قضیه ای هست، چرا شما الکترون های روی فلز‌رو مثل توپایی درنظر میگیرید که مکان مشخصی دارند؟ اصلا ما هیچوقت دقیق نمیتونیم بگیم حتی داخل رسانا بار صفره، صفره! فکر نکنم عدم قطعیت اجازه بده.
از نظر من دوست عزیز، بارهای داخل رسانا جای مشخصی ندارن، و تنها اگه دنبال بارهای یک رسانا بگردیم، احتمالا بار ها بیشتری رو‌روی سطح رساناپیدا میکنیم، همین. یعنی احتمال حضور الکترون در سطح رسانا بیشتر از جاهای دیگست. البته این نظره منه و ممکنه غلط باشه
ضمنن چندتا تاپیک دیگه در این مورد هست بگردید پیدا میکنید، تو فیزیک کلاسیک، میدان مغناطیسی عمود بر سطح رساناست و در نتیجه میدان های‌مغناطیسی کمترین تداخل رو دارن وقتی بارها رو سطح جمع میشن، عکسشم تو تاپیکا‌ش گذاشتن

1. من توضیح "بیشترین فاصله" رو، که فکر می کنم تو کتاب های درسی هم بهش اشاره شده، اصلاً درک نمی کنم.
2. حالت پایدار برای یک رسانا اینه که میدان الکتریکی درونش صفر باشه، بنابراین بارها باید روی سطح خارجیش پخش بشن.
3. وقتی گفته میشه بارها روی سطح خارجی رسانا پخش شدن، منظور این نیست که مکان دقیق الکترون ها مشخصه؛ تنها ادعا میشه که الکترون ها هر جایی هستن، روی سطح خارجی هستن، نه درون رسانا، و نه روی سطح درونیش.
---
این پرسش در اصل در حیطه ی فیزیک کلاسیک هستش (مگر این که پرسنده ای خودش درخواست توضیح این پدیده رو از دید غیرکلاسیک داشته باشه.). بنابراین فکر نمی کنم اصولاً نیازی به مطرح کردن اصل عدم قطعیت باشه؛ بهتره تا حد امکان از تغییر دید کلاسیک به غیر کلاسیک در این جور مسائل بپرهیزیم. البته این نظر شخصی منه و قصد توهین ندارم

paradoxy نوشته شده:اما خب یه قضیه ای هست، چرا شما الکترون های روی فلز‌رو مثل توپایی درنظر میگیرید که مکان مشخصی دارند؟ اصلا ما هیچوقت دقیق نمیتونیم بگیم حتی داخل رسانا بار صفره، صفره! فکر نکنم عدم قطعیت اجازه بده.

کوانتم یه نظریه است
مثل خیلی از نظریه های دیگه در مورد ساختار اتم و الکترون و...
در این مسئله نیازی به استفاده از نظریه کوانتم نداریم

bornotitito نوشته شده:سوال ؛
این که خب الان ممکن نیست روی سطح کره در فاصله ی کمتری (نسبت به درون کره) قرار بگیرند؟

متوجه سوالتون نشدم!

این که بار های منفی در قسمت های نوک نیز بیشترند هم اینه که هیچ اختلاف پتانسیلی نداشته باشند؟

rozhina.sh نوشته شده:این که بار های منفی در قسمت های نوک نیز بیشترند هم اینه که هیچ اختلاف پتانسیلی نداشته باشند؟

این الان سواله؟ جوابه؟ جمله است؟
نمیتونم این دست نوشتت رو آنالیز کنم.

میگم این که بار های منفی بیشتر در اقسام نوک تیز میشن چیه؟

rozhina.sh نوشته شده:میگم این که بار های منفی بیشتر در اقسام نوک تیز میشن چیه؟

اینو بخون، فکر کنم کافی باشه به عنوان جواب.

چرا چگالی سطحی بار در نقاط برجسته و نوک تیز در یک رسانا بیشتر است؟