5 անհավանական հայտնագործություններ ֆիզիկայում

1 Ժամանակը կանգ է առնում լույսի արագությունից:

Ըստ Էյնշտեյնի Հատուկ հարաբերականության տեսության՝ լույսի արագությունը չի կարող երբեք փոփոխվել, և դրա արագությունը կազմում է մոտավորապես 300,000,000մ/վ: Այն փաստը, որ ոչինչ ավելի արագ չի կարող շարժվել, քան լույսը, ինքնին ապշեցուցիչ է, սակայն այս փաստը դեռևս մնում է տեսական: Հատուկ հարաբերականության տեսության մեջ կա մի գաղափար, ըստ որի՝ ինչքան արագ եք ընթանում, այնքան դանդաղ է անցնում ժամանակը: Իսկապես. պատկերացրեք և համեմատեք մեկ ժամ մեքենա վարելը և նույն տևողությամբ համակարգչի առաջ նստելը: Երկրորդ դեպքում ավելի շատ ժամանակ եք կորցնում: 

Ըստ հաշվարկների՝ լույսի արագության տակ ժամանակը կանգ է առնում: Եթե այս նորությունը ձեզ մոտ միտք առաջացրեց սա օգտագործել անմահության հնարավորություն ձեռք բերելու համար, ապա շտապենք տեղեկացնել, որ լույսի արագությամբ ընթանալն անհնար է, եթե դուք պատահաբար լույս չեք, իհարկե:

2 Ձգողական ուժի ազդեցությունը լույսի վրա

Նորից եկեք քննարկենք լույսը, բայց այս անգամ անդրադառնանք Էյնշտեյնի Ընդհանուր հարաբերականության տեսությանը: Այս տեսության մեջ նշվում է լույսի բեկման մասին, որը հենց այն է, ինչ բառացի նկարագրվում է, երբ լույսի ճառագայթը ամբողջությամբ ուղիղ չէ, այլ բեկված: Սա կարող է տարօրինակ հնչել, սակայն ապացուցված է: Սա նշանակում է, որ չնայած լույսն ինքնին զանգված չէ, սակայն ազդեցության է ենթարկվում զանգված ունեցող իրերի կողմից, օրինակ` արևի: Այսպես, եթե օրինակ ինչ-որ հեռավոր աստղից եկող ճառագայթը անցնի արևին շատ մոտ, այն կթեքվի, և նայելու դեպքում տպավորություն կստեղծի, թե աստղը տիեզերքի ուրիշ կետում է գտնվում, ինչպես որ լճում գտնվող ձկները երբեք այն կետում չեն գտնվում, որտեղ երևում են, երբ նայում ենք:

Այնպես որ, հաջորդ անգամ աստղերին նայելիս վստահ մի եղեք, որ հենց աստղին եք նայում, այլ ոչ թե նրա բեկված լույսին:

3. Սև խոռոչ

Ֆիզիկայում տարբեր տեսություններ` ներառյալ մեր քննարկածները, բավականին ճշգրիտ կարողանում են հաշվարկել տիեզերքում գտնվող բոլոր զանգվածների ամբողջական թիվը: Նրանք կարող են նաև ստանալ բոլոր տեսանելի առարկաների զանգվածը: Եվ հետաքրքիրն այն է, որ այս երկու թվերը չեն համապատասխանում իրար:

Իրականում տիեզերքում ամբողջական զանգվածի թիվը շատ ավելի մեծ է, քան մենք կարող ենք պատկերացնել: Ֆիզիկոսները պետք է կարողանային բացատրել այս երևույթը, և սրա հետ կապված առաջացած գլխավոր տեսությունը կապված է սև խոռոչի հետ: Սև խոռոչը խորհրդավոր մի մատերիա է` տեղամաս, որից լույս դուրս չի գալիս իր մեծ գրավիտացիոն դաշտի շնորհիվ: Չնայած նրա գոյությունը չի ապացուցվել, որովհետև այն անտեսանելի է, սակայն շատ փաստեր են վկայում նրա գոյությունը:

4. Տիեզերքը գնալով մեծանում է

Եկեք վերհիշենք Մեծ պայթյունի տեսութունը, որը բացատրում էր տիեզերքի ստեղծումը, ըստ որի՝ ամեն ինչ տիեզերքում առաջացել է պայթյունից, որի արդյունքում բոլոր մասնիկները (մոլորակներ, աստղեր և այլն) մեծ էներգիայով ու արագությամբ տարածվել են տարածության մեջ ու ի վերջո մասնիկների ծանրության ու ձգողականության էներգիայի շնորհիվ դրանց շարժումը դանդաղել է: Սակայն այս միտքն այնքան էլ իրական չէ, քանի որ իրականում տիեզերքում ամեն ինչ սկսում է ավելի արագ շարժվել, քան նախկինում: Օրինակ պատկերացրեք, որ դուք գնդակ եք շպրտում, իսկ դա դանդաղելու ու կանգ առնելու փոխարեն ավելի արագ է սկսում ընթանալ: Սրանից հետևում է, որ տիեզերքն անընդհատ տարածվում է: Այս երևույթը բացատրելու միակ տարբերակը սև էներգիան է, որը տիեզերական տարածման շարժիչ ուժն է: Ձեզ իհարկե սկսեց հետաքրքրել, թե ինչ է սև էներգիան: Դե իսկ դա արդեն ուրիշ հետաքրքիր տեղեկություն է, որ պետք է իմանաք…

5. Ամբողջ զանգվածն ուղղակի էներգիա է:

Զանգվածն ու էներգիան նույն մետաղադրամի երկու կողմերն են: Իրականում դուք միշտ էլ իմացել եք սրա մասին, եթե գիտեք E=mc^2 ֆորմուլան: E-ն էներգիան է, m-ն` զանգվածը: Էներգիայի քանակը զանգվածի մեջ կախված է c-ի քառակուսու փոխակերպման գործոնից, որտեղ c-ն ցույց է տալիս լույսի արագությունը: Այս ֆենոմենի բացատրությունը բավականին հետաքրքիր է, ըստ դրա զանգվածի` թիվը մեծանում է լույսի արագությանը հասնելիս: Սա բավականին բարդ ֆենոմեն է, և այս պահին ուղղակի կարող ենք ձեզ վստահեցնե,լ որ այն ճիշտ է, և բերել ատոմային ռումբի օրինակը, որտեղ շատ քիչ զանգվածում մեծ քանակությամբ էներգիա է պարունակվում:

Ատոմի միջուկի կառուցվածքը․ Հարցեր

Հարցեր և առադրանքեր

1. Ինչիպի՞ն են ատոմների և միջուկների բնութագրական չափերը։

Ատոմի բնութագրական չափը 10−10 մ է, իսկ միջուկինը՝ 10−15 մ, այսինքն ատոմի միջուկի շառավիղը մոտ 100000 անգամ փոքր է ատոմի շառավղից: Չնայած դրան, ատոմի զանգվածը գործնականում հավասար է միջուկի զանգվածին:

2. Ի՞նչ կառուցվածք ունի միջուկը։

Ատոմի միջուկը կազմված է պրոտոններից և նեյտրոններից:

3. Նշեք պրոտոնի և նեյտրոնի բնութագրերը։

Պրոտոնը դրական լիցքավորված մասնիկ է, որի զանգվածը 1836 անգամ մեծ է էլեկտրոնի զանգվածից, իսկ լիցքը հավասար է էլեկտրոնի լիցքի մոդուլին:

4. Որքա՞ն է միջուկում պրոտոնների թիվը։

Պրոտոնների թիվը միջուկում համընկնում է Մենդելեևի քիմիական տարրերի աղյուսակում տվյալ տարրի կարգաթվի՝ Z-ի հետ: Կարգաթվի հետ է համընկնում նաև ատոմում էլեկտրոնների թիվը:

5. Ո՞ր մեծությունն են անվանում միջուկի զանգվածային թիվ։

Միջուկի պրոտոնների Z թվի և նեյտրոնների N թվի գումարն անվանում են միջուկի զանգվածային թիվ և նշանակում A տառով:

6. Որքա՞ն է միջուկում նեյտրոնների թիվը։

Միջուկում նեյտրոնների թիվը հավասար է միջուկի զանգվածային թվի և պրոտոնների թվի տարբերությանը:

7. Ի՞նչ է 1 զ․ա․մ․-ը։

Պրոտոնների և նեյտրոնների զանգվածներն արտահայտվում են զ․ա․մ․-ով՝ զանգվածի ատոմային միավորով։

8. Օգտվելով Մենդելեևի քիմիական տարրերի աղյուսակից՝ որոշեք ոսկու ատոմի զանգվածը՝ կիլոգրամով։

196,97 x 1,66057 x 10-27=327,0824729x 10-27

9. Ի՞նչ է իզոտոպը։ Ջրածնի ի՞նչ իզոտոպներ գիտեք։

Այն քիմիական տարրերը, որոնք ունեն նույն կարգաթիվը, այսինքն նույն թվով պրոտոններ, սակայն տարբեր ատոմային զանգվածներ, կոչվում են իզոտոպներ: Ջրածնի իզոտոպներն են դեյտերիումը և տրիտիումը:

10. Ինչո՞ւ պրոտոնների միջև գործող վանողության ուժերը չեն կարող քանդել միջուկը։

Պրոտոնների միջև գործող վանողության ուժերը չեն կարող քանդել միջուկը, քանի որ պրոտոնի և նեյտրոնի միջև եղած ձգուղության ուժն ավելի հզոր է, որն էլ ապահովում է միջուկի կայունությունը։

11. Ինչպե՞ս են հարաբերակցում նույն հեռավորությամբ երկու պրոտոնների միջև գործող կուլոնյան և միջուկային ուժերը։

Փոքր հեռավորության պրոտոնների միջև գործում են հսկայանական վանողական (կուլոնյան) վանողականության ուժեր։ Միջուկային ուժերը գերազանցում են վանողության ուժերը, և գործում են, էլ ավելի փոքր հեռավորությամբ նուկլոնների միջև։

12. Ինչպե՞ս են հարաբերակցում երկու պրոտոնի և երկու նեյտրոնի միջուկային փոխազդեցության ուժերը։ Իսկ նեյտրոնի և պրոտոնի միջև գործող ուժերը։

Երկու նեյտրոնի և երկու պրոտոնի, ինչպես նաև նեյտրոնի և պրոտոնի միջև գործում են նույն ձգողության ուժերը։

Ճառագայթաակտիվություն․ Տեսական հարցեր

1. Ո՞րն է բնական ճառագայթաակտիվության էությունը:

Ծանր միջուկների ինքնակամ ճառագայթման այդ երևույթը կոչվում է բնական ճառագայթաակտիվություն:

2. Ինչպե՞ս է հայտնագործվել բնական ճառագայթաակտիվության երևույթը: 

Մեծ կարգաթիվ ունեցող միջուկները, որոնք կոչվում են ծանր միջուկներ, անկայուն են: Դրանք ժամանակի ընթացքում ինքնակամ փոխակերպվում են ավելի փոքր կարգաթիվ ունեցող միջուկների, միաժամանակ անջատելով էներգիա: Այդ երևույթը հայտնագործել է Անրի Բեկերելը 1896թ-ին, ուրանի աղերի վրա Արևի ճառագայթների ազդեցությունը հետազոտելիս:

3. Ատոմի՞, թե՞ միջուկի հատկություններով է պայմանավորված ճառագայթաակտիվությունը: 

Ճառագայթաակտիվությունը պայմանավորված է միջուկի հատկություններով:

4. Ի՞նչն է բնութագրական ճառագայթաակտիվության երևույթի համար:

Ճառագայթաակտիվության երևույթի ժամանակ մեծ կարգաթիվ ունեցող միջուկները ժամանակի ընթացքում ինքնակամ փոխակերպվում են ավելի փոքր կարգաթիվ ունեցող միջուկների և անջատում էներգիա:

5. Ո՞ր տարրերն են օժտված բնական ճառագայթաակտիվությամբ:

Ճառագայթաակտիվությունը լինում է բնական՝ պայմանավորված միջավայրում առկա ռադիոակտիվ տարրերով, և արհեստական՝ առաջացած մարդու տնտեսական գործունեության հետևանքով:

6. Ի՞նչ է հետևում մագնիսական դաշտում ճառագայթաակտիվ աղբյուրի առաքած փնջի՝ երեք առանձին փնջերի բաժանվելու փաստից:

Ռադիոակտիվ նյութերի արձակած ճառագայթման ֆիզիկական բնույթը պարզելու նպատակով Էռնեստ Ռեզերֆորդը դրանք անցկացրեց ուժեղ էլեկտրական /մագնիսական դաշտով, որտեղ ճառագայթումը բաժանվեց երեք մասի. մի մասը շեղվեց դեպի ձախ, մյուսը դեպի աջ, իսկ երրորդն ընդհանրապես չշեղվեց: Դա նշանակում էր, որ ծանր միջուկների փոխակերպումների հետևանքով ի հայտ են գալիս երեք տիպի ճառագայթումներ, որոնք անվանեցին α ,β և γ ճառագայթումներ:

7. Ի՞նչ է ∝ մասնիկը: Թվարկեք դրա բնութագրերը:

∝ ճառագայթումը հելիումի միջուկների հոսք է, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի +2e լիցք և He-ի ատոմի զանգված (իր մեջ պարունակում է 2 պրոտոն և 2 նեյտրոն):

8. Ի՞նչ է β մասնիկը: Թվարկեք դրա բնութագրերը:

β ճառագայթումն էլեկտրոնների փունջ է, և մասնիկների լիցքը հավասար է −e-ի: β ճառագայթները անարգել անցնում են թղթի կամ ալյումինե նրբաթիթեղի միջով, իսկ 1մմ հաստությամբ կապարի կամ 5մմ հաստությամբ ալյումինի շերտերը գործնականում լրիվ կլանում են այն:

9. Ի՞նչ է γ մասնիկը: Թվարկեք դրա բնութագրերը:

γ ճառագայթումը, կարճ՝ 10−10÷10−13 մ ալիքի երկարությամբ էլեկտրամագնիսական ճառագայթում է: γ ճառագայթումն ընդհանրապես լիցք չունի, այդ պատճառով չի շեղվում էլեկտրական կամ մագնիսական դաշտով անցնելիս: γ ճառագայթումը, կարճ՝ 10−10÷10−13 մ ալիքի երկարությամբ էլեկտրամագնիսական ճառագայթում է: γ ճառագայթումը համարյա չի փոխազդում միջավայրի հետ և հեշտությամբ անցնում է նյութի միջով: 5սմ հաստությամբ կապարի շերտով γ ճառագայթումը նույնպես չի անցնում:

10. Ինչո՞վ է պայմանավորված ճառագայթաակտիվությունը ազդեցությունն օրգանիզմի վրա:

Ճառագայթաակտիվությունը նյութերի ճառագայթումը վնասում է օրգանիզմի բջիջները՝ խախտելով դրանց բնականոն գործունեությունը: Որքան շատ էներգիա է հաղորդում ճառագայթումն օրգանիզմին այնքան շատ են օրգանիզմում առաջացած վնասվածքները:

11. Ի՞նչ է ճառագայթման կլանված բաժնեչափը, և ի՞նչ միավորով է չափվում այն: 

Ճառագայթման կլանված բաժնեչափ է կոչվում ճառագայթման կլանված էներգիայի հարաբերությունը ճառագայթահարված նյութի զանգվածին: ՄՀ-ում այն չափում են գրեյներով:

12. Ի՞նչ է ճառագայթման բնական ֆոնը:

Ճառագայթման բնական ֆոնը այն է, երբ ճառագայթումը բնական է, օրինակ՝ տիեզերական ճառագայթները կամ շրջապատի ճառագայթաակտիվությունը:

13. Ճառագայթման ո՞ր բաժնեչափն է մահացու մարդու համար:

Ճառագայթման պայմաններում աշխատող մարդկանց համար տարեկան առավելագույն բաժնեչափը սահմանված է 5*10-2Գր: Կարճ ժամանակում ստացած 3:5Գր ճառագայթման բաժնեչափը մահացու է:

14. Մարդու ո՞ր օրգան-համակարգերն են հատկապես խոցելի ճառագայթահարման նկատմամբ:

Ճառագայթահարման համար հատկապես խոցելի են հատկապես կարմիր ողնուղեղի և արյունաստեղծ համակարգի այլ տարրերը: Ճառագայթահարման ազդեցության նկատմամբ նաև խոցելի է մանկան օրգանիզմը: Ճառագայթահարումը նաև բացասաբար է անրադառնում ժառանգականության կոդի վրա:

15. Ի՞նչ օգտակար ազդեցություն ունի փոքր չափերով ճառագայթահարումը:

Փոքր չափի ճառագայթահարումը կարող է բուժել հիվանդություններ, օրինակ՝ քաղցկեղ:

Լուսանկարչական ապարատ

Օբյեկտիվի միջոցով մենք ստանում ենք պատկերներ։ Այսինքն՝պատկերը կառուցվում է օբյեկտիվով և հաղորդվում ժապավենին։ Օբյեկտիվի վրա գտնվում են ֆոկուսային հեռավորության ղեկավարման վահանակը, որի միջոցով ղեկավարվում է ապարատից մինչև նկարահանվող կետ ընկած տարածությունը։

Դիաֆրագմայի միջոցով ղեկավարվում է այն լույսի քանակը, որը պետք է հայտնվի ժապավենի վրա։ Ինչքան լույսը քիչ է, այնքան պետք է դնել ցածր դիաֆրագմաներ՝ և հակառակը։

Բարձր լուսավորության դեպքում պետք է դրվեն ավելի շատ բարձր դիաֆրագմաներ։

Ոսպնյակներ: Ոսպնյակի բնութագրերը: Օպտիկական ուժ

Լույսի անդրադարձման և բեկման երևույթները օգտագործվում են լուսային ճառագայթների տարածման ուղղությունը փոխելու նպատակով՝ տարբեր օպտիկական սարքերում, ինչպիսիք են մանրադիտակը, աստղադիտակը, խոշորացույցը, լուսանկարչական ապարատը և այլն:

Այդ բոլոր սարքերում լուսափնջի կառավարումը իրականացվում է նրանց կառուցվածքի ամենակարևոր մասի՝ ոսպնյակիմիջոցով:

Ոսպնյակ է կոչվում թափանցիկ, սովորաբար ապակե մարմինը, որը երկու կողմից սահմանափակված է գնդային մակերևույթներով:

Ըստ իրենց ձևի՝ ոսպնյակները լինում են ուռուցիկ և գոգավոր:

Ուռուցիկ են այն ոսպնյակները, որոնց միջին մասն ավելի հաստ է, քան եզրերը:

Գոգավոր են այն ոսպնյակները, որոնց միջին մասն ավերի բարակ է, քան եզրերը:

Ըստ իրենց չափերի՝ ոսպնյակները լինում են բարակ և ոչ բարակ:

Բարակ են այն ոսպնյակները, որոնց միջին մասը (հաստությունը) զգալիորեն փոքր է նրանց սահմանափակող գնդային մակերևույթների շառավիղներից՝ d≪R1,R2:

d-ն ոսպնյակի հաստությունն է, R1,R2-ը՝ գնդոլորտների շառավիղները:

Լույսի բեկման երևույթ․ Բեկման օրենք

Անհամասեռ միջավայրում լույսը տարածվում է ոչ ուղղագիծ:

Լույսի ճառագայթի ուղղության փոփոխությունը մի միջավայրից մյուսն անցնելիս կոչվում է լույսի բեկում:

Բեկման երևույթը հետազոտելու համար օպտիկական սկավառակի կենտրոնում ամրացնենք ապակուց պատրաստված կիսագլան:Լուսավորման հարմարանքից լույսի նեղ փունջն ուղղենք կիսագլանի հարթ  մակերևույթի Օ կետում: Օդ ապակի սահմանին ընկենող AO փնջի մի մասը կանդրադառնա իսկ մյուս մասը ապակու մեջ: OC Ճառագայթը կոչվում է բոկման ճառագայթ, իսկ նրա կազմված անկյունը  կոչվում է բեկման անկյուն:Փոփոխելով անկման անկյունը՝ նկատում ենք, որ փոխվում է նաև բակման անկյունը:Անկման անկյունը մեծացնելու ժամանակ մեծանում է նաև բեկման անկյունը: Եթե լույսի A անկյունը տեղափոխեն C դիրք և լույսի ճառագայթները տեղափոխենք  CO ուղղությամբ, կտեսնենք , որ ապակու մեջ բեկվելուց հետո  այն կունենա OA ուղղությունը:Այս փորձից հետևում է որ անկյունները փոխադարձաբար շրջելի են:Այժմ փոփոխենք  անկման α  անկյունը  և նրա յուրաքանչյուր արժեքի համար  չափենք բեկման β անկյունը:Այնուհետեվ որոշելով sinα-ն և sinβ-ն կհամոզվենք որ նրանց հարաբերությունը նույն են: Այստեղից կարող են սահմանել Լույսի բեկման օրենքը:

Լույսի օդից որևէ միջավայր անցնում է այնպես,որ բեկված ճառագայթը մնում է անկման հարթության մեջ:Անկման անկյան սինուսի անկախ անկման անկյունից այդ միջավայրի համար հաստատուն :

sinα/sinβ=n=const

Հայտնիէ,որ  Երկրի մթնոլորտն և բացի այդ, նրա բեկման փոքր ինչ մեծ է մյուսից: Հետևաբար լույսը չի տարածվում ուղղագիիծ, լույսի ճառագայթը կորանում : Դա անվանում են լույսի ռեֆռեկցիա:

Ռադիո:

Ձայնափողը սարք է, որը մարդու խոսելու ժամանակ առաջացած ձայնական տատանումները վերածում է փոփոխական թույլ հոսանքի՝ էլեկտրական ազդանշանների։ Իսկ ռադիոհաղորդիչն այդ էլեկտրական ազդանշանները վերածում է հզոր ռադիոալիքների, որոնք անընդհատ հոսքով, որոշակի հաճախությամբ (կոչվում է կրող հաճախություն) ալեցիրով սփռում է տարածության մեջ՝ բոլոր ուղղություներով։ Ռադիոընդունիչն ալեհավաքի օգնությամբ որսում է այդ ռադիոալիքները, ուժեղացնում դրանք ու, կատարելով հակառակ գործողությունները, ալիքը փոխակերպում է խոսքի, երաժշտության և այլ հնչյուններ։

Ռադիոկապը կիրառվում է կյանքի բոլոր ոլորտներում։ Շտապ օգնության, ոստիկանության և հրշեջ մեքենաների անձնակազմերը, տաքսու վարորդներն օգտվում են երկկողմ ռադիոկապից։ Բջջային հեռախոսները նույնպես ռադիոյով կապված են գլխավոր հեռախոսակայանի հետ։ Եվ վերջապես, հեռուստատեսությունն օգտագործում է ռադիոալիքները՝ պատկերի և ձայնի հաղորդման համար։ Երևի թե ավելորդ կլինի ասել, թե մարդկության համար որքան կարևոր է եղել ռադիոյի հայտնագործությունը։ Այս սարքը փոխել է մարդկանց կյանքը, և ժամանակակից մարդն առանց դրա իրեն անթև կզգա։

Ռադիո ստեղծելու առաջին փորձարկումները կատարել է ատամնաբույժ Մախլոն Լումիսն ԱՄՆ-ում։ Նա կապը հաստատում էր օդապարուկների օգնությամբ լարերը օդ հանելով։ Դեռևս հեռավոր 1868 թվականին նրան հաջողվել է 20 կմ-ից ազդանշան հաղորդել, այդ պատճառով էլ բոլոր ատամնաբույժները հպարտանում են իրենց կոլեգայի մեծ ձեռքբերմամբ։ Նիկոլա Տեսլան նույնպես մասնակցություն է ունեցել ռադիոյի ստեղծման գործում։ Նա է պատենտավորել ռադիոընդունիչ սարքը։ Շատերը կարծում են, որ ռադիոյի հեղինակը Պոպովն է, սակայն մինչ նրա հայտնագործությունը շատ գիտնականներ են փորձել անլար կապ ստեղծել, և նրանցից մի քանիսը հաջողություն են ունեցել։ Իսկ ահա Պոպովն առաջինն էր, ով կարողացավ ռադիոհաղորդում ուղարկել։ Նրա տեքստն ունեցել է հետևյալ բովանդակությունը՝ «Հենրիխ Հերց»։

Առաջին օնլայն ռադիոն ստեղծել է Կարլ Մալամուդը 1993 թվականին։ Այսօր օնլայն ռադիոն բավականին տարածված երևույթ է, քանի որ ռադիոընդունիչները ժամանակակից աշխարհում այդքան էլ ընդունված չեն։ Ծնունդով ֆրանսիացի վարակաբան Լյուկ Մոնտանյեն 2009 թվականին առաջ է քաշել մի թեորիա, որի համաձայն՝ մանրէները ռադիոալիքների միջոցով կապ են հաստատում միմյանց հետ, քանի որ ունեն ազդանշանը գեներացնելու համար անհրաժեշտ բոլոր միջոցները։

Հեռուստատեսություն:

Հեռուստատեսային խցիկը շարժվող պատկերը վերածում է էլեկտրական ազդանշանների: Ռադիոալիքների օգնությամբ այդ ազդանշանները, հաղորդվելով արբանյակներով կամ անցնելով ստորգետնյա մալուխներով, հասնում են մեր հեռուստացույցին: Վերջինս եկած ալիքային ազդանշանները կրկին վերածում է էկրանի վրա ցուցադրվող պատկերների և բարձրախոսից հնչող ձայների:  Հեռուստատեսությունը գիտության և տեխնիկայի համեմատաբար երիտասարդ բնագավառներից է: Հեռուստատեսության առաջին համակարգը 1907թ.-ին առաջարկել է հայ ճարտարագետ, գյուտարար Հովհաննես Ադամյանը: 1925թ.-ին նա պատրաստել է և ցուցադրել «Հեռատես» կոչվող առաջին եռագույն հեռուստացույցը, որը ժամանակակից գունավոր հեռուստացույցների նախահայրն է:

1923թ.-ին ռուս գյուտարար և ճարտարագետ Վլադիմիր Զվորիկինը հայտնագործել է էլեկտրոնային խողովակը: 1930-ական թվականներին ի հայտ եկավ կաթոդային ճառագայթային խողովակը, որը ցայսօր մնում է յուրաքանչյուր ժամանակակից հեռուստացույցի «սիրտը»: 1929թ.-ին ցուցադրվեց աշխարհում առաջին հեռուստահաղորդումը (առանց ձայնի): Մինչև 1953թ. բոլոր հեռուստահաղորդումները սև ու սպիտակ էին: 1953թ.-ին ԱՄՆ-ում ցուցադրվեց առաջին գունավոր հեռուստահաղորդումը: Հայաստանում առաջին հեռուստահաղորդումը եթեր է հեռարձակվել 1956թ.-ին, առաջին գունավոր հաղորդումը՝ 1971թ.-ին:

Բջջային հեռախոս:

Բջջային հեռախոսը շարժական հեռախոսի տեսակ է, որը նպատակավորված է բջջային ցանցերում աշխատելու համար։ Բջջային հեռախոսում օգտագործվում է ռադիոընդունահաղորդիչ բջջային ցանցի ծածկման գոտու տարածքում հեռախոսային կապի կատարման համար։ Ներկայումս բջջային կապը բոլոր տեսակի շարժական կապերի մեջ ամենտարածվածն է, դրա համար էլ շարժական հեռախոսներն անվանում են հենց բջջային հեռախոսներ, չնայած որ շարժական հեռախոսները, բացի բջջայինից, ունեն նաև արբանյակային հեռախոսներ, ռադիոհեռախոսներ և տրանսպորտային հաղորդակցության սարքեր:

Համացանցային կապ:

Համացանցը բազմամիլիոն համակարգիչներն իրար միացնող համաշխարհային համակարգչային ցանց է: Այն ողջ աշխարհով մեկ տեղեկություններ հաղորդելու արագ և արդյունավետ միջոց է: Համացանցին միացած երկու համակարգիչներ, որտեղ էլ գտնվեն, կարող են ակնթարթորեն տեղեկություններ փոխանակել:

Համացանցին միանալու համար անհրաժեշտ է անհատական համակարգիչ, մոդեմ և հեռախոսային կապ: Համացանցի միջոցով մենք կարող ենք էլեկտրոնային նամակ ուղարկել նույն ցանցից այլ օգտվողների (էլեկտրոնային փոստ` e-mail), մասնակցել էլեկտրոնային զրույցներին, հաղորդել ֆայլեր կամ տեղեկություններ ստանալ հազարավոր ամենաբազմապիսի թեմաների մասին: Համացանցից օգտվողների քանակը և հաղորդվող տեղեկությունների ծավալը մշտապես աճում են: Որոշ փորձագետներ համարում են, որ շուտով համացանցը կփոխի մեր ապրելակերպն ու աշխատանքի ձևը:

Արագորեն զարգանում է համացանցի ուղղություններից մեկը՝ www (Worldwaid Web, անգլերեն՝ աշխարհատարած ոստայն, կրճատ՝ «Վեբ»՝ սարդոստայն բառից), որն ապահովում է ցանցով իրար կապված համակարգիչներում պահվող տեղեկությունների ազատ ստացումը: Այդ տեղեկությունների (տեքստեր, պատկերներ, հնչյունային նյութեր և տեսահոլովակներ) մասին ամբողջական պատկերացում ունենալու համար մեզ անհրաժեշտ է օգտվել «Վեբ Բրաուզեր» («Սարդոստայնը թերթող») ծրագրից: «Աչքի անցկացնելով» ողջ աշխարհի Վեբ հանգույցների պարունակությունը՝ այն կփնտրի-կգտնի ձեզ հետաքրքրող տեղեկությունը և կպատկերի համակարգչի էկրանի վրա:

Համացանցն իր մեջ ներառում է առևտրական ֆիրմաների, համալսարանների, կառավարական և այլ կազմակերպությունների պատկանող համակարգչային բազմաթիվ մանր ցանցեր:

Հոսանքի աշխատանքը և հզորությունը

Էլեկտրական հոսանքն օժտված է էներգիայով, որի հաշվին նա կարող է աշխատանք կատարել: Հոսանքի կատարած աշխատանքի շնորհիվ էլեկտրական էներգիան փոխակերպվում է էներգիայի այլ տեսակների: Օրինակ՝ ջեռուցիչ սարքերում էլեկտրաէներգիան փոխակերպվում է ջերմային էներգիայի, էլեկտրաշարժիչում՝ մեխանիկական էներգիայի, էլեկտրոլիզի ժամանակ՝ քիմիական էներգիայի և այլն:

Ենթադրենք սպառիչ (լամպ, ջերմատաքացուիչ, էլեկտրաշարժիչ) պարունակող շղթայի տեղամասում լարումը U է, հոսանքի ուժը I և tժամանակամիջոցում նրանով անցել է q լիցք: Լարման սահմանումից հետևում է, որ A=q⋅U, իսկ քանի որ հաստատուն հոսանքի դեպքում  q=I⋅t , ապա՝  A=U⋅I⋅t (1): Այսինքն.

Հաստատուն հոսանքի աշխատանքը շղթայի տղամասում հավասար է հոսանքի ուժի, լարման և այն ժամանակամիջոցի արտադրյալին, որի ընթացքւմ կատարվել է այդ աշխատանքը:

Աշխատանքի այս (1) բանաձևը թույլ է տալիս որոշել հոսանքի կատարած աշխատանքը, անկախ այն բանից, թե այդ հոսանքի էներգիան էներգիայի ի՞նչ տեսակների է փոխակերպվել՝ ջերմային, մեխանիկական, թե քիմիական:

Միավորների ՄՀ-ում հոսանքի աշխատանքը արտահայտում են ջոուլով (Ջ)

Էլեկտրական շղթայում հոսանքի՝ աշխատանք կատարելու արագությունը բնութագրող մեծությունը անվանում են հոսանքի հզորություն և նշանակում ՝ P տառով:

Եթե t ժամանակում հոսանքը կատարում է  A աշխատանք, ապա P=At (2): Հաշվի առնելով աշխատանքի (1) բանաձևը կստանանք P=U⋅I (3)

Հաստատուն հոսանքի հզորությունը շղթայի տվյալ տեղամասում հավասար է հոսանքի ուժի և տեղամասի ծայրերին կիրառված լարման արտադրյալին:

Օգտվելով Օհմի օրենքից (3) բանաձևը կարելի է ներկայացնել հետևյալ տեսքով  P=U2R և P=I2⋅R

Միավորների ՄՀ-ում հզորությունն արտահայտվում է վատտով (Վտ). 1Վտ=1Ջ/վ

Հզորությունը հավասար է 1Վտ - ի, եթե 1վ - ում կատարվում է 1Ջ աշխատանք: 

Կիրառվում են նաև 1կՎտ (կիլովատ), 1ՄՎտ(մեգավատ), 1մՎտ(միլիվատ) միավորները:

1մՎտ=0.001Վտ

1ՄՎտ=1000000Վտ

1կՎտ=1000Վտ

Հզորությունը չափող սարքը կոչվում է Վատտմետր:

Կենցաղում հոսանքի աշխատանքը չափում են Էլեկտրական հաշվիչ կոչվող հատուկ սարքով: Այս դեպքում գործածվում է հոսանքի աշխատանքի արտահամակարգային միավորը՝ 1ԿՎտ·ժ

1ԿՎտ.Ժ=1000Վտ⋅3600վ=3600000Ջ

Հաղորդիչների զուգահեռ միացում

Հաճախ մի քանի սպառիչ, օրինակ արդուկը, հեռախոսը, էլեկտրական լամպը, անհրաժեշտ է էլեկտրական շղթային միացնել կամ շղթայից անջատել իրարից անկախ: Այդ դեպքում սպառիչները չենք կարող միացնել հաջորդաբար, նրանք միացվում են զուգահեռ: 

Շղթայի տեղամասում հաղորդիչների այնպիսի միացումը, որի դեպքում հաղորդիչների մեկական ծայրերը միացվում են մի կետում, մյուս ծայրերը՝ մեկ այլ կետում կոչվում է զուգահեռ միացում, իսկ այդ կետերը կոչվում են հանգույցներ:  

Նկարում պատկերված է  R1 ,  R2  և  R3  դիմադրություններ ունեցող երեք հաղորդիչների զուգահեռ միացումը:

Զուգահեռ միացման դեպքում շղթայում հոսանք ուժի՝  I  լարման՝  U  և դիմադրության՝  R  ընդհանուր արժեքնորի և առանձին հաղորդիչներում դրանց արժեքների կապի օրինաչափությունները տարբերվում են հաջորդական միացման համար ստացված օրինաչափություններից:

Փորձնական եղանակով, հավաքելով համապատասխան շղթա, ամպերաչափով և վոլտաչափով կատարելով անհրաժեշտ չափումներ կստանանք՝

1. Զուգահեռ միացման դեպքում հոսանքի ուժը շղթայի չճյուղավորված մասում հավասար է առանձին հաղորդիչներով անցնող հոսանքի ուժերի գումարին՝ I=I1+I2+I3  (1)

Քանի որ հաղորդիչների ծայրերը միացված են միևնույն կետին, ապա.

2. Զուգահեռ միացման դեպքում լարումը հաղորդիչների ծայրերում միևնույնն է.  U=U1=U2=U3  (2)

 Համաձայն Օհմի օրենքի, հաշվի առնելով նաև (1) և (2) հավասարումները կստանանք՝

  UR=UR1+UR2+UR3  այսինքն՝

 3. Զուգահեռ միացված հաղորդիչների լրիվ դիմադրության հակադարձ մեծությունը հավասար է առանձին հաղորդիչների դիմադրությունների հակադարձ մեծությունների գումարին, այսինքն՝  1R=1R1+1R2+1R3  (3)

Ստացված օրինաչափությունները ճիշտ են նաև ցանկացած թվով իրար զուգահեռ միացված հաղորդիչների համար: Մասնավորապես, եթե իրար զուգահեռ միացված են  R1  դիմադրությամբ  n  միատեսակ հաղորդիչներ, ապա տեղամասի ընդհանուր դիմադրությունը հավասար կլինի  R= R1n  

Զուգահեռ միացված ցանկացած երկու հաղորդիչների դեպքում տեղամասի ընդհանուր դիմադրությունը որոշվում է  R=R1⋅R2R1+R2  բանաձևով: 

Զուգահեռ միացված հաղորդիչների լարումների հավասարությունից՝  U1=U2 , հետևում է, որ

I1⋅R1=I2⋅R2  կամ  I1I2=R2R1 :

Այսինքն զուգահեռ միացված հաղորդիչներում հոսանքի ուժերը հակադարձ համեմատական են այդ տեղամասերի դիմադրություններին:

Հաղորդիչների հաջորդական միացումը

Գործնականում կիրառվող էլեկտրական շղթաները, որպես կանոն, բաղկացած են լինեւմ էլեկտրաէներգիայի մի քանի սպառիչներից: Շղթայում սպառիչները միմյանց հետ կարող են միացված լինել ամենատարբեր եղանակներով: Սպառիչների միացման ամենապարզ և տարածված տեսակները հաջորդական և զուգահեռ միացումներն են:

Շղթայի տեղամասում հաղորդիչների այնպիսի միացումը, որի դեպքում յուրաքանչյուր հաղորդչից դուրս եկող հաղորդալարը առանց ճյուղավորվելու միանում է այլ հաղորդչի, կոչվում է հաջորդական միացում:

Նկարում պատկերված է   R1 ,  R2  և  R3  ռեզիստորների հաջորդական միացումը:

Հաղորդիչների հաջորդական միացումն ունի իր օրինաչափությունները:

 Հավաքելով համապատասխան շղթա, ամպերաչափի և վոլտաչափի միջոցով անհրաժեշտ չափումներ կատարելով, կարելի է համոզվել.

1. Հաջորդական միացման դեպքում բոլոր հաղորդիչներում հոսանքի ուժը միևնույնն է՝

I=I1=I2=I3  (1), որտեղ  I1 ,  I2 ,  I3 -ը համապատասխանաբար  I ,  II  և  III  հաղորդիչներով անցնող հոսանքի ուժերն են, իսկ  I -ն՝ հոսանքի ուժը շղթայում:

2. Հաղորդիչների հաջորդական միացման դեպքում ամբողջ տեղամասի լարումը հավասար է առանձին հաղորդիչների լարումների գումարին՝

U=   U1 + U2 + U3  (2), որտեղ  U -ն ամբողջ տեղամասի, իսկ  U1 ,  U2 ,  U3 -ը առանձին հաղորդիչների լարումներն են:

Օգտվելով Օհմի օրենքից և հաշվի առնելով (1) հավասարումի (2) առնչությունը կարող ենք պնդել՝ 

3. Հաղորդիչների հաջորդական միացման դեպքում ամբողջ տեղամասի դիմադրությունը հավասար է առանձին հաղորդիչների դիմադրությունների գումարին՝

R=R1+R2+R3 , որտեղ  R1 -ը,  R2 -ը և  R3 -ը առանձին հաղորդիչների դիմադրություններն են, իսկ  R -ը ամբողջ տեղամասի դիմադրությունը:

Այս երեք օրինաչափություններ ճիշտ են նաև ցանկացած թվով հաջորդաբար միացված հաղորդիչների համար:

Մասնավորապես, եթե հաջորդաբար իրար միացված են  n  միատեսակ հաղորդիչներ (ռեզիստորներ), որոնցից յուրաքանչյուրի դիմադրությունը  R1  է, ապա դրանց ընդհանուր դիմադրությունը կլինի՝  R=n R1

Հաջորդաբար միացված ցանկացած երկու հաղորդիչներում հոսանքի ուժերի հավասարությունից՝  I1 = I2 , հետևում է, որ  U1R1=U2R2  կամ  U1U2=R1R2

Այսինքն, հաջորդաբար միացված հաղորդիչներում լարումները ուղիղ համեմատական են այդ հաղորդիչների դիմադրություններին:

Հաղորդիչների հաջորդական միացման տարբերակիչ առանձնահատկությունն այն է, որ դրանցից թեկուզ մեկի անսարքության դեպքում հոսանքը դադարում է ամբողջ շղթայում:

Օհմի օրենք

Էլկտրական շղթայով հոսանքի անցումը բնութագրում են երեք մեծություններ.  I ՝ հոսանքի ուժը,  U ՝ լարումը,  R ՝ դիմադրությունը:

Այս մեծությունների միջև գոյություն ունի կապ, որը որպես օրենք սահմանել է Գ. Օհմը  1827 թ.-ին:

Օհմը փորձնական եղանակով, չափելով շղթայի տեղամասով անցնող հոսանքի ուժը՝ ամպերաչափով, իսկ նրա ծայրերում լարումը՝ վոլտաչափով, ստացավ՝

1. Անփոփոխ դիմադրության դեպքում տեղամասով անցնող հոսանքի ուժն ուղիղ համեմատական է լարմանը:

Այսինքն, որքան մեծ է  U  լարումը շղթայի տեղամասի ծայրերում, այնքան մեծ է նրանով անցնող  I  հոսանքի ուժը, և  I(U)  կախման գրաֆիկը իրենից ներկայացնում է ուղիղ գիծ:

2. Անփոփոխ լարման դեպքում հոսանքի ուժը հակադարձ համեմատական է դիմադրությանը:

Որքան մեծ է շղթայի տեղամասի  R  դիմադրությունն, այնքան փոքր է նրանում  I  հոսանքի  ուժը, և  I(R)  կախման գրաֆիկն իրենից ներկայացնում է հիպերբոլ:

Ընդհանրացնելով այս փորձնական արդյունքները՝ Օհմը սահմանեց օրենք:

Հոսանքի ուժը շղթայի տեղամասում հավասար է այդ տեղամասի լարման և նրա դիմադրության հարաբերությանը:

I=UR  (1)

(1) բանաձևից հետևում է, որ   U=I⋅R   (2),  իսկ  R=UI  (3)

Օհմի օրենքից ստացվում է, որ դիմադրության նվազման դեպքում հոսանքի ուժն աճում է, և եթե հոսանքի ուժը գերազանցի տվյալ շղթայի համար թույլատրելի արժեքը, ապա շղթային միացված բոլոր սարքերը կարող են շարքից դուրս գալ: Այդպիսի իրավիճակ առաջանում է կարճ միացման դեպքում, երբ շղթայի երկու կետորը միացվում են շատ փոքր դիմադրություն ունեցող հաղորդիչով: Կարճ միացումը կարող է հրդեհի պատճառ դառնալ:

Էլեկտրական դիմադրություն

Կազմենք շղթա՝ հոսանքի աղբյուրին հերթականորեն միացնելով հաղորդիչներ, որոնք միմյանցից տարբերվում են երկարությամբ, հաստությամբ կամ նյութի տեսակով:  Հաղորդիչներով անցնող հոսանքի ուժը  չափենք ամպերաչափի օգնությամբ:

Փորձը ցույց է տալիս, որ միևնույն հոսանքի աղբյուրի, այսինքն նույն լարման դեպքում տարբեր հաղորդիչներով անցնող հոսանքի ուժը տարբեր է: Այսինքն նրանք տարբեր կերպ են հակազդում իրենց միջով անցնող հոսանքակիր մասնիկներին:

Էլեկտրական հոսանքի նկատմամբ հաղորդչի հակազդեցությունը բնութագրող ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է հաղորդչի էլեկտրական դիմադրություն և նշանակվում   R  տառով:

Դիմադրության միավորը կոչվում է օհմ (Օմ), ի պատիվ գերմանացի գիտնական Գ. Օհմի, այն առաջինն է ներմուծել այդ մեծությունը:

1 Օմ-ը այն հաղորդչի դիմադրությունն է, որում  1 Վ լարման դեպքում հոսանքի ուժը հավասար է  1 Ա-ի:

1Օմ=1Վ1Ա

Փորձը ցույց է տալիս, որ գլանաձև  հաղորդչի դիմադրությունը տվյալ ջերմաստիճանում կախված է նրա  L  երկարությանից,  S  լայնական հատույթի մակերեսից և նյութի տեսակից: Ընդ որում, հաղորդչի դիմադրությունը նրա  L  երկարությունից կախված է ուղիղ համեմատականորեն, իսկ  S  լայնական հատույթի մակերեսից՝ հակադարձ համեմատականորեն:

R=ρlS  (1)

ρ -ն նյութի տեսակարար դիմադրություննէ:

Տեսակարար դիմադրությունը ցույց է տալիս, թե ինչ դիմադրությամբ է օժտված տվյալ նյութից պատրաստված միավոր երկարությամբ և միավոր լայնական հատույթի մակերեսով հաղորդիչը:

(1) բանաձևից հետևում է, որ

ρ=R⋅Sl  

Տեսակարար դիմադրության միավորն է  1 Օմ ⋅ մ: Սակայն գործնականում բարակ հաղորդիչների համար կիրառվում է  1 Օմ ⋅ մմ²/մ միավորը, որը հավասար է՝  1Օմ⋅մմ2/մ=10−6Օմ⋅մ

Տվյալ նյութի տեսակարար դիմադրությունը կարելի է որոշել աղյուսակից, որտեղ բերված արժեքները համապատասխանում են  20 ° C  ջերմաստիճանին:

Էլեկտրական լարում: Վոլտաչափ:

Էլեկտրական հոսանքը լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժում է, որն առաջանում է, երբ էլեկտրական դաշտի կողմից նրանց վրա ուժ է ազդում և հետևաբար աշխատանք է կատարվում:

Հոսանքի աշխատանքը համեմատական է տեղափոխված լիցքի քանակին՝  q -ին, հետևաբար նրա հարաբերությունը այդ լիցք քանակին հաստատուն մեծություն է և  կարող է բնութագրել էլեկտրական դաշտը հաղորդչի ներսում: Այդ ֆիզիկական մեծությունը կոչվում է լարում և նշանակվում է  U  տառով: 

Հոսանքի աղբյուրներ: Էլեկտրական շղթա:

Եթե լիցքավորված էլեկտրաչափի մետաղե գունդը միացնենք չլիցքավորված էլեկտրաչափի գնդին մետաղալարով, որին միացված է էլեկտրական լամպ, ապա կստանանք կարճատև լուսարձակում՝ այսինքն կարճատև հոսանք: Հոսանքը կտևի այնքան ժամանակ, մինչև էլեկտրաչափի լիցքերը հավասարվեն:

Որպեսզի հոսանքը տևական ժամանակ գոյություն ունենա, անհրաժեշտ է հոսանքի աղբյուրի առկայություն:

Հոսանքի աղբյուրը հատուկ սարք է, որը հաղորդիչում էլեկտրական դաշտ է առաջացնում:

Առաջին պարզագույն հոսանքի աղբյուրը, որը մինչ այժմ գործածվում է, գալվանական տարրն է, որն այդպես է կոչվում ի պատիվ իտալացի կենսաբան, բժիշկ Լուիջի Գալվանիի:

Գալվանական մարտկոցները միանվագ օգտագործման հոսանքի աղբյուրներ են: Ավտոմեքենայում, բջջային հեռախոսներում մեծ կիրառություն ունեն բազմակի օգտագործման հոսանքի աղբյուրները՝ լիցքակուտակիչները (ակումուլյատորները), որոնք կարելի է լիցքավորել և նորից օգտագործել:

Հոսանքի ցանկացած նմանօրինակ աղբյուր երկու բևեռ ունի՝ դրական (+) և բացասական (-): Այդ բևեռների մոտ կուտակված տարբեր լիցքերը պայմանավորված են հոսանքի աղբյուրի ներսում ընթացող քիմիական ռեակցիաներով: Ռեակցիաները տեղի են ունենում հատուկ լուծույթի մեջ խորասուզված հաղորդիչների՝ էլեկտրոդների միջև:

Դրական էլեկտրոդն անվանում են անոդ, իսկ բացասականը՝ կաթոդ:

Եթե հաղորդալարերի միջոցով հոսանքի սպառիչը՝ օրինակ լամպը կամ զանգը միացվի հոսանքի աղբյուրին, ապա նրանց միջով հոսանք կանցնի՝ լամպը կլուսարձակի, զանգը կհնչի:

Հոսանքի աղբյուրը և հոսանքի սպառիչը միացված հաղորդալարերով կազմում են էլեկտրական շղթա:

Էլեկտրական շղթաները ներկայացնող գծագրերը կոչվում են էլեկտրական սխեմաներ:

Էլեկտրական շղթայի յուրաքանչյուր տարր սխեմայում պատկերվում է հատուկ պայմանական նշանով: Նշաններից մի քանիսը ներկայացված են աղյուսակում:

Շղթաները բացի հոսանքի աղբյուրից և սպառիչներից, պարունակում են անջատիչներ, որոնց միջոցով կարելի է բացել կամ փակել շղթան՝ կարգավորելով հոսանքի անցումը, և չափիչ սարքեր՝ չափումներ կատարելու համար:

Շղթայում էլեմենտները միմյանց կարող են միացվել հաջորդական կամ զուգահեռ:  

Բացի հոսանքի քիմիական աղբյուրից կան նաև հոսանքի ֆիզիկական աղբյուրներ, որտեղ մեխանիկական, ջերմային, էլեկտրամագնիսական, լուսային և այլ էներգիաներ փոխակերպվում են էլեկտրականի: Այդպիսի հոսանքի աղբյուրի օրինակ է էլեկտրական գեներատորը:

Էլեկտրական հոսանք

Հաղորդիչներում լիցքավորված մասնիկները՝ մետաղներում էլեկտրոնները, էլեկտրոլիտներում` իոնները, կարող են ազատորեն տեղափոխվել մարմնի մի մասից մյուսը: Այդ լիցքավորված մասնիկներին անվանում են ազատ լիցքակիրներ:

Էլեկտրական դաշտի բացակայության դեպքում ազատ լիցքակիրները հաղորդիչում կատարում են քաոսային (ջերմային) շարժում, ուստի կամայական ուղղությամբ նրանք տեղափոխում են  նույն քանակի լիցքեր:

Էլեկտրական դաշտի առկայության դեպքում, նրա ազդեցության տակ, ազատ լիցքակիրները ջերմային շարժման հետ մեկտեղ կատարում են նաև ուղղորդված շարժում և այդ ուղղությամբ ավելի շատ լիցք տեղափոխվում:

Լիցքավորված մասնիկների ուղղորդված շարժումն անվանում են էլեկտրական հոսանք:

Նյութի մեջ էլեկտրական հոսանքի գոյության համար անհրաժեշտ են՝

ազատ լիցքակիրներ, որոնք կարող են ազատ տեղաշարժվել մարմնի ողջ ծավալով,

էլեկտրական դաշտ, որը էլեկտրական ուժով կազդի ազատ լիցքակիրների վրա և կստիպի շարժվել որոշակի ուղղությամբ:

Էլեկտրական հոսանքն ունի ուղղություն:

Պայմանականորեն, որպես հոսանքի ուղղություն համարել են այն ուղղությունը, որով շարժվում են դրական լիցքավորված մասնիկները:

Մետաղներում ազատ լիցքակիրները բացասական լիցք ունեցող մասնիկներն են՝ էլեկտրոնները, հետևաբար մետաղում հոսանքի ուղղությունը հակադիր է նրանց ուղղորդված շարժման ուղղությանը:

Էլեկտրոլիտներում հոսանքի ուղղությունը համընկնում է դրական իոնների և հակառակ է՝ բացասական իոնների ուղղորդված շարժման ուղղությանը:

Հաղորդիչներում շարժվող ազատ լիցքակիրներն անհնար է տեսնել: Հետևաբար, հոսանքը հայտնաբերվում է իր ազդեցություններով, որոնք չորսն են.

1. Ջերմային՝ հոսանքի անցնելու ժամանակ հաղորդիչը տաքնում է:

2. Քիմիական՝ էլեկտրոլիտներով՝ աղերի, թթուների, հիմքերի լուծույթներով հոսաքնի անցնելու ժամանակ տեղի է ունենում նյութի քիմիական բաղադրության  փոփոխություն, առաջում է նստվածք և մաքուր մետաղներ:

3. Մագնիսական՝ հաղորդիչը, որի միջով հոսանք է անցնում ձեռք է բերում մագնիսի հատկություններ և սկսում է դեպի իրեն ձգել երկաթյա առարկաներ, ազդում է մագնիսական սլաքի վրա:

4. Կենսաբանական՝ կենդանի մարմնով անցնելու դեպքում հոսանքն առաջացնում է մկանային կծկում, արագացնում է արյան հոսքը անոթներով և նյութափոխանակությունը՝ հյուսվածքներում:

Փորձը ցույց է տալիս, որ էլեկտրական հոսանքի բոլոր ազդեցություններից միայն մագնիսականն է, որ դրսևորվում է միշտ

Էլեկտրական հաղորդիչները և մեկուսիչները

Ըստ էլեկտրական լիցք հաղորդելու ունակության՝ նյութերը կարելի է բաժանել հաղորդիչների և մեկուսիչների:

Այն մարմինները, որոնք ընդունակ են իրենց միջով էլեկտրական լիցք հաղորդել, կոչվում են էլեկտրականության հաղորդիչներ:

Մարդու մարմինը, բոլոր մետաղները, հողը, աղերի, թթուների և հիմքերի լուծույթներն էլեկտրականության հաղորդիչներ են:  

Մեկուսիչներ են կոչվում այն մարմինները, որոնցով էլեկտրական լիցք չի հաղորդվում:

Մեկուսիչներ են էբոնիտը, սաթը, հախճապակին, պլաստմասսան, մետաքսը, կապրոնը, կերոսինը, օդը և այլն:

Էլեկտրական լիցքը հաղորդելով մի մարմնից մյուսին, կարելի է լիցքը բաժանել մասերի, օրինակ՝ կիսել: Դրա համար անհրաժեշտ է 2 միատեսակ էլեկտրաչափ. մեկը՝ լիցքավորված, մյուսն՝ էլեկտրաչեզոք, ինչպես նաև  հաղորդիչ՝ մետաղյա ձող՝ էլեկտրամեկուսիչ բռնակով:

Մարմինների էլեկտրականացման բացատրությունը: Լիցքի պահպանման օրենքը:

Ատոմի կառուցվածքի բացահայտումը թույլ տվեց բացատրել շատ էլեկտրական երևույթներ: Տարբեր տարրերի ատոմներում էլեկտրոնների և միջուկի ձգողության էլեկտրական ուժերը տարբեր են, այդ պատճառով չեզոք մարմինների շփման ժամանակ էլեկտրոնների որոշակի մասը կարող է մի մարմնից անցնել մյուսին: Այն մարմինը, որը տվել է իր էլեկտրոնների մի մասը, կստանա դրական լիցք, մյուս մարմինը, որը վերցրել է այդ էլեկտրոնները՝ բացասական լիցք:

Մարմիններն էլեկտրականանում են, երբ ստանում կամ կորցնում են էլեկտրոններ: Մետաղները հաղորդիչ են, իսկ դիէլեկտրիկները՝ ոչ: Մետաղներում որոշ  էլեկտրոններ թույլ են կապված միջուկին, նրանք կարող են պոկվել ատոմից և ազատորեն տեղաշարժվել մարմնի ողջ ծավալով: Այդ էլեկտրոններն էլ հաղորդիչով տեղափոխում են լիցքեր և կոչվում են հաղորդական էլեկտրոններ: Դիէլեկտրիկում լիցքերը կապված են, նրանք ազատորեն տեղափոխվել և հետևաբար լիցք հաղորդել չեն կարող: Քանի որ դիէլեկտրիկում լիցքերը ազատորեն տեղափոխվել չեն կարող, շփման միջոցով դիէլեկտրիկի ստացած լիցքը մնում է այնտեղ, որտեղ առաջացել է: Հետևաբար այն հարմար է փորձեր կատարելիս: Իսկ մետաղական առարկաներով փորձ կատարելիս, որպեսզի լիցքը չհեռանա, պետք է մեկուսիչ բռնակ օգտագործել:

Եթե մարմինների համակարգը շրջապատի հետ լիցք չի փոխանակում, այդ մարմինների լիցքերի հանրահաշվական գումարը մնում է անփոփոխ: Փորձնական եղանակով հաստատված այս պնդումը կոչվում է էլեկտրական լիցքի պահպանման օրենք:

Ատոմի միջուկի կառուցվածքը:

Ինչպես արդեն գիտեք, ատոմը կազմված է միջուկից և էլեկտրոնային թաղանթից: Ատոմն էլեկտրաչեզոք է, քանի որ էլեկտրոնների գումարային լիցքը համակշռում է միջուկի դրական լիցքը:

Ատոմի բնութագրական չափը  10−10  մ է, իսկ միջուկինը՝  10−15  մ, այսինքն ատոմի միջուկի շառավիղը մոտ  100000  անգամ փոքր է ատոմի շառավղից: Չնայած դրան, ատոմի զանգվածը գործնականում հավասար է միջուկի զանգվածին:

Ատոմի միջուկը ունի բարդ կառուցվածք. այն բաղկացած է առանձին մասնիկներից, որոնք կոչվում են նուկլոններ:

1913 թ Ռեզերֆորդն առաջարկեց վարկած, համաձայն որի բոլոր քիմիական տարրերի միջուկներում պարունակվում են ջրածնի միջուկներ: Նրանց Ռեզերֆորդը անվանեց պրոտոն:

Պրոտոնը դրական լիցքավորված մասնիկ է, որի զանգվածը  1836  անգամ մեծ է էլեկտրոնի զանգվածից, իսկ լիցքը հավասար է էլեկտրոնի լիցքի մոդուլին:

  qp=e=1,6−19Կլ

Տարբեր ատոմների միջուկները պարունակում են տարբեր թվով պրոտոններ: Ատոմի միջուկի զանգվածը հավասար չէ, այլ ավելի մեծ է այն կազմող պրոտոնների գումարային զանգվածից: Հետևաբար ատոմների միջուկներում բացի պրոտոններից կան նաև այլ մասնիկներ:

1932 թ անգլիացի գիտնական Ջեյմս Չեդվիկը փորձով հայտնաբերեց մի նոր մասնիկ, որի զանգվածը  1839  անգամ մեծ է էլեկտրոնի զանգվածից, այսինքն մոտավորապես հավասար է պրոտոնի զանգվածին, իսկ լիցք չունի: Այդ մասնիկին նա անվանեց նեյտրոն:

Նեյտրոնի հայտնագործումից հետո, Վիկտոր Համբարձումյանի, Դմիտրի Իվանենկոյի և Վեռներ Հայզենբերգի կողմից առաջարկվեց միջուկների կառուցվածքի պրոտոն-նեյտրոնային մոդելը, որը հետագայում հիմնավորվեց բազմաթիվ փորձերով:

 Համաձայն այդ մոդելի.

Ատոմի միջուկը կազմված է պրոտոններից և նեյտրոններից: Պրոտոնների թիվը միջուկում համընկնում է Մենդելեևի քիմիական տարրերի աղյուսակում տվյալ տարրի կարգաթվի՝  Z -ի հետ: Կարգաթվի հետ է համընկնում նաև ատոմում էլեկտրոնների թիվը:

Նեյտրոնների թիվը միջուկում նշանակում են  N  տառով:

Միջուկի պրոտոնների  Z  թվի և նեյտրոնների  N  թվի գումարն անվանում են միջուկի զանգվածային թիվ և նշանակում  A  տառով: 

A=Z+N

Միջուկում նեյտրոնների թիվը հավասար է միջուկի զանգվածային թվի և պրոտոնների թվի տարբերությանը:

N=A−Z

Այն քիմիական տարրերը, որոնք ունեն նույն կարգաթիվը, այսինքն նույն թվով պրոտոններ, սակայն տարբեր ատոմային զանգվածներ, կոչվում են իզոտոպներ:

Միևնույն քիմիական տարրի իզոտոպները միմյանցից տարբերվում են նեյտրոնների թվով:

Օրինակ՝ ջրածնի  H11  իզոտոպներն են դեյտերիումը՝  H12  և տրիտիումը՝   H13  

Ջրածնի միջուկը կազմված է  1  պրոտոնից, դեյտերիումինը՝  1  պրոտոնից և  1  նեյտրոնից:

Տրետիումի միջուկը կազմում են  1  պրոտոն և  2  նեյտրոնը:

Հայտնի նաև  He -ի  4  իզոտոպներ՝  He23,He24,He25,He26

Ուշադրություն

Պրոտոնների թվով պայմանավորված է ատոմի քիմիական հատկությունները, իսկ նեյտրոնների թվով՝ տվյալ քիմիական տարրի ատոմային զանգվածը:

Ատոմի կառուցվածք

Ջ. Թոմսոնը 1898 թվականին հայտնաբերեց, որ գոյություն ունեն այնպիսի մանրագույն մասնիկներ, որոնք մոտ 2 հազար անգամ փոքր են ատոմներից: Այս մանրագույն մասնիկները ատոմի կազմի մեջ մտնող լիցք ունեցող մասնիկներ էին, որոնք կոչվում էին էլեկտրոններ: Յուրաքանչյուր ատոմ կարծես փոքրիկ արեգակնային համակարգ է, որի կենտրոնում դրականապես լիցքավորված միջուկն է: Էլեկտրոնները պտտվում են միջուկի շուրջը նրա չափերից շատ ավելի մեծ հեռավորությունների վրա, ինչպես մոլորակները Արեգակի շուրջը: Ավելի ուշ պարզվեց, որ ատոմի միջուկները նույնպես բաժանելի են: Դրանք կազմված են դրական էլեկտրական լիցք ունեցող պրոտոններից և լիցք չունեցող, չեզոք նեյտրոններից, որոնք միջուկում հզոր ուժերով կապված են իրար: Յուրաքանչյուր ատոմում պարունակվում են միևնույն թվով էլեկտրոններ ու պրոտոններ: Տարբեր տարրերի ատոմները միմյանցից տարբերվում են իրենց միջուկի լիցքով և այդ միջուկի շուրջը պտտվող Էլեկտրոնների թվով:  Տարբեր տարրերի ատոմներում պարունակվում են տարբեր քանակությամբ մասնիկներ: Ամենաթեթև տարրի՝ ջրածնի ատոմի միջուկում կա ընդամենը 1 պրոտոն, իսկ ամենածանր տարրերից մեկի՝ ուրանի միջուկում՝ 92 պրոտոն: Ցանկացած որոշակի տարրի բոլոր ատոմներում կան նույն թվով պրոտոններ և էլեկտրոններ, իսկ նեյտրոնների քանակը կարող է տարբերվել: Պրոտոնի զանգվածը մոտ 1840 անգամ մեծ է էլեկտրոնի զանգվածից: Նեյտրոնի զանգվածը փոքր ինչ մեծ է պրոտոնի զանգվածից: Նեյտրոնների թիվը միջուկում նշանակում են N տառով:

Ատոմի միջուկում պրոտոնների թիվը հավասար է տվյալ քիմիական տարրի կարգահամարին՝ Z-ին:

Միջուկի պրոտոնների՝  Z թվի և նեյտրոնների N թվի գումարին անվանում են միջուկի զանգվածային թիվ և

նշանակում A տառով:

Որոշ դեպքերում ատոմները կարող են կորցնել մեկ կամ մի քանի էլեկտրոններ: Այդպիսի ատոմն այլևս չեզոք չէ, այն ունի դրական լիցք և կոչվում է դրական իոն: Հակառակ դեպքում, երբ ատոմին միանում է մեկ կամ մի քանի էլեկտրոն, ատոմը ձեռք է բերում բացասական լիցք և վեր է ածվում բացասական իոնի: