альтернативная энергия

[sticky post]об униполярной индукции, вечных двигателях и атомных реакторах
все лгут
afhh723
поговорим немного о злобоневной для се-кроликов теме. что такое униполярное динамо и с чем его едеят?

вообще само понятие "униполярная индукция" мне видится странным, явление электромагнитное и индукция там  электромагнитная, а термин "униполярная индукция" возник вследствии непонимания процессов и экзотического вида установки. я буду иногда использовать этот термин для обозначения предмета разговора.

будем предстаять униполярное динамо в таком виде:

поток индукции создается двумя постоянными магнитами "прелепленных" с двух сторон круглой пластины. вся эта конструкция размещается на оси и приводится во вращение. напряжение измеряется относительно центра и точки переферии диска.

каждый может легко сделать такой генератор. вот моя пракитическая реализация из латунного болта от крышки унитаза:



вот еще один "иследователь" здесь скорее интересна сама установка. автор понятия не имет как она работает.


Read more...Collapse )

Словянка - фазный ротор для бомжей ?
все лгут
afhh723
сталкнулся я с этим вопросом практически случайно. кто-то мне сказалал что-то типа "словянка всех рвет". я решил поинтересоваться что же это такое. выяснилось это способ намотки обмотки асинхронного двигателя. что же может принципиально поменятся? первое что приходит на ум - ничего, что я и ответил. однако желание все понять и разковырять видимо во мне не истребимо. здесь я позволю перепечатать часть статьи в википедии

Асинхронный двигатель с фазным ротором

Эта разновидность электродвигателя допускает плавную регулировку скорости в широких пределах. Фазный ротор имеет трёхфазную (в общем случае — многофазную) обмотку, обычно соединённую по схеме «звезда» и выведенную на контактные кольца, вращающиеся вместе с валом машины. С помощью графитовых или металлографитовых щёток, скользящих по этим кольцам, в цепь обмотки ротора подключают внешнюю электрическую цепь, которая позволяет регулировать скорость ротора:


  • включают пускорегулирующий реостат, выполняющий роль добавочного активного сопротивления, одинакового для каждой фазы. Снижая пусковой ток, добиваются увеличения пускового момента до максимального значения (в первый момент времени). Такие двигатели применяются для привода механизмов, которые пускают в ход при большой нагрузке или требующих плавного регулирования скорости. Такое регулирование скорости по характеристикам аналогично реостатному регулированию скорости в ДПТ изменением сопротивления в цепи якоря.

  • включают индуктивности (дроссели) в каждую фазу ротора. Сопротивление дросселей пропорционально частоте протекающего тока, а, как известно, в роторе в первый момент пуска частота токов скольжения наибольшая. По мере раскрутки ротора частота индуцированных токов снижается, и вместе с нею снижается сопротивление дросселя. Индуктивное сопротивление в цепи фазного ротора позволяет автоматизировать процедуру запуска двигателя, а при необходимости — «подхватить» двигатель, у которого упали обороты из-за перегрузки. Индуктивность держит токи ротора на постоянном уровне.

  • включают источник постоянного тока, получая таким образом синхронную машину.

  • включают питание от инвертора, что позволяет управлять скоростью и электромагнитным моментами двигателя. Это особый режим работы (машина двойного питания). Возможно включение напряжения сети без инвертора, с фазировкой, противоположной той, которой запитан статор.


довольно очевидно. некоторым повезло это слышать по нескольку раз на лекциях по ТОЭ. вобщем-то момент пуска это и есть момент с наибольшим скольжением, так же можно немного подумать над фразой "при необходимости — «подхватить» двигатель, у которого упали обороты из-за перегрузки".

в общем можно понять, что все волшебные свойства "словянки" связаны с подавлением высокочастотных токов. не знаю для большинства, наверное такая обмотка это откровение - что-то невозможное, внезапно возникает ореол "гиков" и т.п. на всамом же деле дети это в хорошей школе проходят.

револючеонное здесь наверно то, что вспомогательная обмотка размещается не на роторе, а на статоре.

смотрим смешное видео:


пошли уже политические заявления про карманы.  В ШКОЛЕ НАДО БЫЛО УЧИТСЯ ЛУЧШЕ. в общем привет дяде - наверное бизнес на лохах идет хорошо. можно уже видеть фразы типа "у словянки КПД 120%" - ваще умора. КПД больше 100% не бывает. больше 100% может быть коэфициэнт использования первичного топлива - т.е. все что выше 100 добивается вторичным топливом - напрмер теплом атмосферы. ну да бог сним.  как нибуть напишем об этом более подробно.

в общем что я хотел сказть: дополнительное сопротивление КПД не прибавляет. да можно увеличить момент на режимах с большим скольжением, уменьшить ток на этих режимах, но не взять и прибавить КПД. КПД по определнию будет ниже чем у машины не обвешанной такими прибамбасами.

вобще надо заметить специфика асинхронной машины такова, что на холостом ходу потребление активной мощности минимально. и что там они меряли обному богу известно. я бы измерил коэфициэнт активной мошности (точне угол смешения фазы напряжения и тока), но видимо результ измерения тока этих деятелей удовлетворил, раз пошли политические заявления.

чем можно заметить эту самую "словянку", не расковыревая двигатель? ну вариантов навалом:

  1. двигателоем с фазным ротром и дополнительной индуктивностью

  2. электронной сисемой управления - например с частотным управлением.


про фазный ротор уже все сказано, можно только добавить что это "электротехническое решение"

с электронной схемой тоже можно добится того же. т.е. можно задать разгонную характеристику и "дело в шляпе".

в общем, что тут можно сказать: кесарю - кесарево, а слесарю слесарево.

еще бы журналистов электротехнике научить - ваще красота будет.

Илон Маск о водороде
все лгут
afhh723
Оригинал взят у plazmida в Как Тесла изменит мир (7/10)

Водородные машины
являются полностью электрическими, но они не используют батарею. Вместо этого их нужно заправлять топливом наподобие бензиновой машины – только вместо бензина они потребляют сжатый водород. Водород смешивается с кислородом воздуха для генерирования электроэнергии, которая и питает двигатель автомобиля. Данные машины не выделяют выхлопов, т.к. продуктом сгорания является чистая вода. Здорово ведь.

Маск же не понимает, как некоторые могут приводить доводы за использования водородных автомобилей – в свою очередь большое число автомобильных компаний (Тойота, Хонда, Дженерал Моторз) в настоящее время вливают огромные средства в производство водородных машин. Чтобы разобраться в противоречиях, я прочитал 12 статей за и против данной технологии. В результате я не остался сильно убеждённым, почему водородные автомобили ждёт многообещающее будущее по сравнению с электрокарами.

Из массы недостатков водородных машин по сравнению с электрическими можно ограничиться лишь следующими:

1) Водородные машины для производства их топлива в итоге оказываются зависимы от природного газа (ископаемое горючее), в то время как производство электричества для электромобилей становится со временем только чище.

2) Запас энергии, расстояние пробега и стоимость водородных топливных элементов оказываются очень схожими с показателями батарей для электромашин, а батареи электромобилей со временем будут улучшаться и дешеветь в производстве.

3) Водород является достаточно опасным и непростым в обращении веществом, особенно очевидным это становится в сравнении с электророзетками для подзарядки электромашин.

4) В будущем, когда в норму войдёт подзарядка машины в собственном гараже, заезд на заправку будет казаться чем-то нелепым и архаичным.

А вот мнение Маска из нашей имейл переписки касательно водородных машин: «Если вы используете электричество солнечной панели для зарядки аккумулятора, то можно достичь 90% производительности. Просто и дёшево. Ежели вы попытаетесь с помощью электричества сперва разложить воду, затем отделить водород до немыслимой чистоты, сжать его до невероятного давления (или что хуже – перевести в жидкую форму), перекачать в огромный (даже для жидкого варианта) водородный бак машины и, в конце-концов, соедините топливо с кислородом – то при большом везении, вам удастся добиться 20% производительности. Дорого, сложно, громоздко и супер неэффективно. Водород проигрывает на всех уровнях, включая время заправки бака по сравнению с заменой батареи Теслы на заряженную. Стоимость водородных топливных элементов высока. Подумайте сами – если бы топливные элементы хоть в чём-то превосходили литиевые батареи – их бы как минимум использовали в спутниках, некоторые из которых стоят более $500 миллионов. Но этого не происходит.»

вот такое вот мнение. я неоднократно замечал, что топливные элементы частично снимают проблему производства электроэнергии, однако Маск пошел дальше. действительно проблему производства электроэнергии можно решить и иначе - распределенным её производством. т.е вы можите повесить на свой частный дом солнечную панель и достаточно неплохо подзаряжать машину. при этом возможно потребление электричества из сети - скажем пополам. это неплохое подспорье. ситуация в крупных городах хуже, однако можно попробывать её решить за счет сети "супер чаржеров", по задумке Маска основную часть электричества они будут брать от солнца.

многое мне стало понятно:

что же надо отметить что это довольно интересная стратегия. т.е. Маск попробывал "учесть все". только остается вопрос достаточно ли можно получить энергии от солнца? киловат на квадратный метр это не так уж и много.

но и как всегда набежало куча диванных экспертов. Не знаю Маск уже не раз всех удивлял и  кто ему только не говорил - ничего не выйдет - посмотрим.

Все новое хорошо забытое старое.
все лгут
afhh723
начну я свой сказ с времен темных и неэлектрофицированных, в те давние времана люди не знали ни мобил не компьютеров, да и о самом электричестве имели смуные представления. однако человечество всегда не хотело "лишний раз гнуть спину" и всегда искало то, что это зделает за него. и за дело взялся этот господин.
45bfb6a7.png
обладая немалой смекалкой он, насколько мне известно, в 1844 году изобрел двигатель
1234.jpg
Read more...Collapse )

Мир нехотя электролизуются.
все лгут
afhh723
эта статья не притендует на истину в последней инстанции и здесь вы не встретите расчетов того или иного критерия. здесь подобраны главным образом видеоролики по теме, также отмечены некоторые вопросы на которые на мой взгляд следует обратить внимание.

не смотря на падение  (а может именно поэтому?) цены на нефть электромобили потихоньку входят в нашу жизнь. более того намного стремительнее чем принято говорить в этой стране. кроме того уж коли не получилось задушить санкциями, есть немного способов повлиять на сырьевую экономику - сбить цены на основной продукт экспорта, что в общем-то наверное и происходит. можно сделать вид что нефть просто уже не нужна. проблема в том, что нефть действительно не будет потреблятся экономикой в таких количествах уже в ближайщие годы. причин тому много - это определенные успехи что в освоении возобновляемых источников энергии, что в боле технологичных такикие как например термоядерные. кстати я не хотел расстраивать нефтяных магнатов, но всеже электромобили уверенно завоёвывают мир. я не открою америки, если скажу, что все основные концерны (что японские, что европейские, что американские) имеют свои электрокары. но их окончательное и бесповоротное завоевание мира тормозит не завершившияся еще энергетическая революция.

Read more...Collapse )

Старухин и мегахрень
все лгут
afhh723
помнится одно время данный индивид носился с идеей некой установки которая якобы выдает механической мощности больше, чем подводится электрической. я попробую описать эту мега установку и заоодно объяснить фундаментальные ошибки.

упрошенно установка представляет круглую пластину с точками контакта на перефирии диска. между двумя точками расположенных на диаметре пластины подводится ток таким образом, что исползуется только одна пара точек в определенный момент времени. т.е. пары точек просто переключаются одна за другой в результате чего ток врашается по пластине примерно как как стрелка в часах. сверху на пластине есть ротор в котором используется постоянные магниты так, что магниты покрывают некоторую часть диска. по действием тока ротор естественно будет вращаться вслед за током т.к. в роторе постоянные магниты, которые взаимодействуют с током. т.е. на ротор будет действовать сила Ампера.

вот фотография установки без ротора


это чудо в некотрых "источниках" называется двигатель лиманского. старухин уверенно заявляет, что в теории данная система будет выдавать больше механической мощности чем электрической за счет того, что используются постоянные магниты с довольно большой остаточной индукцией (более 1 Тесла), а сила Ампера (интегральный вариант силы Лоренца) зависит от индукции.

как говорится - ха-ха. разберм данный вывих мозга подробнее подрообнее.

начнем с очевидного. да сила Ампера(Лоренца) зависит от индукции - это верно. для силы Лоренца можно написать F= qvB для прямого угла между скоростью и направлением магнитной индукции.

т.е. все вроде бы хорошо - больше индукции - больше сила но...
кослявая рука Фарадея тянется из могилы и сжимает горло старухина :)

процитируем.
для любого контура индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур, взятой со знаком минус.

дьявол спрятался в роторе. т.е. постоянные магниты покрывают диск не полносью, а это значит что при вращении будет изменение потока т.е. они сами тоже будут наводить ток в пластине по закону электромагнитный индукции Фарадея и этот ток припятствовать врашеню. данный эффект принято называть принципом Ленца. как понятно из закона электромагнитной индукции Фарадея в электрическую мощность преврвщается работа, а не индукция. т.е. данный эффект сведет на нет все светлые начинания страхина-лиманского.

т.е. неважна остаточная индукция постоянных магнитов - чем больше индукция тем больше будет скорость изменения потока и тем больший ток наведется. в общем... "о это было б так смешно когда бы не было так грустно".

на помощь здесь может прийти так ненавидемая представителями "СЕ-сообщества" теория относительности, о чем я писал, т.е. данная теория гласит что существует единое электромагнитное поле, которое взависимости от инерциальнолй системы может проявлятся как чисто магнитное или чисто электрическое, что дает возможность превратить магнитное поле в электрическое,т.е. прявратить Теслы в Вольт/метры, да и то с оговорками - магниты должны иметь большую остаточную индукцию - ротор легкий и большой плошади. магниты должны покрывать ротор так чтобы при вращении не создавалось изменения потока вектора магнитной индукции (например полностью). поля полезного тока не должны быть большими или ловко их компесировать (например как в машине Форбса)...

генератор капанадзе - относительный генератор?
все лгут
afhh723
попробуем немногорасшифровать громкое название - речь конечно об теории относительности. как бы не было бы противно отделным личоностям, но и тут она вылазеет.

задумаемся вот над каким вопросом: если заряд будет двигаться равномерно  в равномерном магитном поле, причем вектор скорости и направление вектора индукции всегда составляют прямой угол.

т.е. смотрим на свою левою руку и повторяем:
если расположить ладонь левой руки так, чтобы линии индукции магнитного поля входили во внутреннюю сторону ладони, перпендикулярно к ней, а четыре пальца направлены по току, то отставленный на 90° большой палец укажет направление силы, действующей на двигающейся заряд.

можно еще уточнить, что для отрицательных частиц направление вектора скорости совпадает с  направление тока, а для отрицательных направление тока противоположно направлению скорости.

написано правило для силы Лоренца. навсамом деле это не просто сила - ситуация намного интереснее:

частица двигается равномерно (ускорение равно 0) т.е. можно расматривать две инерциальные системы одна связанная с магнитным полем, а другая с двигающемся зарядом. согласно законам Ньютона эти системы эквивалентны!!!

но, ведь  мы же отлично понимаем, что относительно магнитного поля частица равномерно движется, а в системе связанной с двигающимся зарядом - она покоится. это означает, что в системе связанной с магнитом на частицу действует сила, а в другой - системе связанной с зарядом сила на неё не действует!!!

чтобы устранить такую несправедливость введено понятие единого электромагнитного поля, которое взависимости от  системы отчета можно представить ввиде магнитного или электрического поля.

т.е. для нашего случая - в системе с магнитом магнитное поле, а  в системе с двигающейся с частицей ввиде электрического. тогда системы снова станут эквивалентными

для системы связанной с магнитом (считам угол п/2)обычно записывают
Fл=qvB

q - заряд [Кл]
v - скорость заряда [m/s]
B - индукция магнитного поля [Тл]

т.е. сила Лоренца - релятивиский эфект. более того униполярный генератор - тоже такой эффект - ведь в системе магнита поле постоянно и не изменяется, а в лабораторной системе отсчета магнит (точка контакта) вращаются и ток должен течь по прямой! т.е. в системе магнита - ток кривой, а лабораторной системе - прямой!

так что же там капаген?
а вот вспомните - в поликристалле металла свободные электроны при комнатной температуре двигаются с огромными скоростями - порядка 10^5 метров в секунду. одно НО - эта скорость хаотическая т.е. не может быть током.

такчтА... помечтаем: если мы возмем и как-то выделим одно направление скорости  - ну как страшно? :)

униполярный генератор делает нечто похожее.


предвижу вопрос: "а че на каком нибуть алюминевом заводе, где используют установки на сотни килоампер еще не обнаружели "типа вечняк"?"

ответ простой - для создания поля в этих установках используют ток т.е. затрачивают мощность. даже если вспомнить теорию относительности:
pole.gif
то всеравно на создание магнитного поля затрачивается мощность, даже если магнитное поле в одной системе отсчета в другой системе отсчета является электрически т.е. если мы на создание магнитного поля затричиваем мощность - никаих "типа вечняков". однако стоит заметить если мы возмем условно бесплатный источник поля - например постоянный магнит - тут совсем другое дело. если есть "практически бесплатное" магнитное поле - можно придумать систему в которой будет "практически бесплатное" электрическое поле. а килоамперы нам не особо нужны.

Военные гибриды
все лгут
afhh723
Что же свой "гибридный" гражданский проект мы с мягко говоря прогадили придется писать про успехи "вероятных противников".

и так для чего нужен гибрид военным?

  1. увеличение радиуса действия машины за счет экономии топлива.

  2. экономия топлива на порядка 15 процентов .

  3. улучшение проходимости и динамических характеристик.

  4. легкая интеграция Систем Автоматического Управления.

ну давайте по пунктам.
за счет чего происходит экономия топлива? я уже говорил что за счет того, что двигатель работает ТОЛЬКО с генератором его можно эксплуатировать в режиме максимальноо КПД постоянно. кроме того отсутсвует КП.

если же устагновить еще буферный накопитель это обычно суперконденсаторы, то можно поддерживать необходимый уровень заряда в них просто переодически включая и останвливая ДВС. т.е. двигатель работает на оптимальном режиме вообще всегда. кроме того двигадель можно расчить из "средних" характеристик, ане максимальных.

за счет такой схемы удется сэкономить порядка 15 % топлива. ведь ненужно загонять двигатель в режимы очень низких или очень высоких оборотов. т.е. у водителя нет средств управления ДВС - он обычно управляется бортовым компьютером. пики же мощности сглаживает буферный накопитель.

по поводу динамики и проходимости.
фишка Тягового Электро Двигателя в том что он может обладать моментом в разы выше чем ДВС. имея практически прямой (как правило фиксированна передача) привод он может существенно увеличить динамику. кроме того естественная гиперболическая характеристика распределения тягового момента. т.е. легко сдернуть с места большую массу.

про АСУ писать особо нечего - управление токами проще чем моментом на валах.

ну насыпим немного ссылок:

раз
два
VK4501 (P) - а ну это не надо :). ктому же сделать именно гибрид технологиями того времени было зделать затруднительно - это правильней называть электротрансмиссией.

ДВС на свалку истории?
все лгут
afhh723
не так давно прочитал занятное сообщение.

однако надо подумать реально ли такое?

обычный аргумент скептиков - а ты карьерный самосвал видел? на что могу ответить не только видел но и знаю как работает магнитный усилитель.

вобщем уместнее задать вопрос реально ли такое?

отвечу - да реально. причин тому несколько.

1. в легковом транспорте избавится от ДВС не представлет никакого труда.
2. в большегрузе тоже намечается перелом

разберем подробнее.
легковой транспорт - ввиду относительно небольших мощностей энергию можно хранить в  правильно подобранных аккумуляторах. нужны аккумуляторы подерживающие большие токи зарядки - т.е. чем больше ток тем меньше время заряда, большие пиковые разряды, с малым саморазрядом и малой деградацией качества со временем - т.е. аккум через 10 лет эксплуатации может потерять 15 процентов ёмкости но ни как не 60, широкий температурный диапазон эксплуатации, небольшая себестоимость, малая токсичность.

большинсву предъявляемых требований соотвествуют аккумуляторы  LiFePO4 - литий-железо-фосфатный аккумулятор.

однако скептики уверяют - что производсво энергии по прежнему создает значительные экологические проблемы. это так. но тут надо оговорится нельзя производить энергию по-китайски. т.е. много распределнных по большой площади "грязных" угольных электростанций. локализованное производство энергии более дружественно к окружающей среде, меньше затрат на очиску выбросов.

существуют ряд успешных проектов электромобилей. у все на слуху проект Маска

ну как справедливо замечают многие автотранспорт "начал зеленеть" не с того конца. действительно сравните "чадилку" на 20 тонн и легковушку, а карерный самосвал так там вообще ~300 тонн.

ну чтоже и с этим можно справится - главное "оружие" на сегодняшний день это топливные элементы. топливный элемент это устройство прямого преобразования в электроэнергию топлива. т.е это электрохимическое устройство, подобное гальваническому элементу, но отличающееся от него тем, что вещества для электрохимической реакции подаются в него извне — в отличие от ограниченного количества энергии, запасенного в гальваническом элементе или аккумуляторе. в качестве топлива обычно выступают водород, матанол.

существуют несколько проектов "электрогрузовика" - выделю один. хотя существуют и другие - этот отличается сравнительно большой грузоподьемностью и большим (1200 миль) запасом хода.

конечно на сегоднешний день оптимальным является использования гибридного транспорта, о чем я писал, но это день сегодняшний.

в общем могу сказать это довольно осторожное высказывание - 30-й год. возможно что к этому времени ДВС самозапретится - например по экономическим причинам. конечно это в расчете на определенный технический прогресс - топливные элементы должны стать боле дешовыми, да и аккумуляторы должны прежде всего поднять свои эксплуатационные характеристики, может кто-нибуть как придумает что-то новое... однако и на существующих технология вполне можно строить автономный электротранспорт.

Учитесь плавать
все лгут
afhh723
отойдем немного от темы альтернативной энергии и поговорим о вещах более "приземленных" - говорить будем о квантовой физике точнее не сколько о физике сколько попробуем разобрать несколько понятий, которые в последнее время часто употребляются в масмедии и никто толком не может объяснить что это такое. первое что надо понимать, что речь идет о квантовой физике, т.е. некоторые вопросы естественые для классической физики просто не имеют смысла. для классических материальных точек характерно движение по определенным траекториям, так, что их координаты и импульсы в любой момент времени точно известны. для квантовых частиц это утверждение неприемлемо, так как для квантовой частицы импульс частицы связан с ее длиной волны, а говорить о длине волны в данной точке пространства бессмысленно. поэтому для квантовой частицы нельзя одновременно точно определить значения ее координат и импульса. если частица занимает точно определенное положение в пространстве, то ее импульс полностью неопределен и наоборот, частица с определенным импульсом имеет полностью неопределенную координату.

неопределенность в значении координаты частицы Δx и неопределенность в значении компоненты импульса частицы Δpx связаны соотношением неопределенности, установленным В. Гейзенбергом в 1927 году. из принципа неопределенности следует, что в области квантовых явлений неправомерна постановка некоторых вопросов, вполне естественных для классической физики. так, например, не имеет смысла говорить о движении частицы по определенной траектории. Необходим принципиально новый подход к описанию физических систем. Не все физические величины, характеризующие систему, могут быть измерены одновременно. начнем именно с этого, точнее с распространенной ошибки:

электрон

безструктурная частица. т.е. когда говорят спин электрона - это квантовое число, а не реальное вращение - непонятно чему вращаться если электон не имеет структуры. маленька легкая частица относится к классу лептонов. участвует в слабом, электромагнитном и гравитационном взаимодействиях. самая главная "фишка" электрона, что у него очень большое соотношение заряд/ масса т.е. зарядУ много, а массы мало. примерно -1.8*10^11 кл/кг.

фотон
квант(т.е. порция) электромагнитного излучения. не имет массы покоя т.е. может существовать только двигаясь со скоростью света - переносщик электромагнитного взаимодействия, электрический заряд равен нулю. учавствует в гравитационном и электромагнитном взаимодействиях.

кварк

странное название но наверно именно поэтому так стали называть эту частицу - никто толком не знал что это такое.
что же это?
долгое время считалось, что неделимой частицой мироздания является атом. даже древние греки говорили - весь мир состоит из атомов, одако последние два столетия сильно подорвали счетавщуюся тысячилетеями стройной картину мира. сначало обнаружилось, что атомы не столь уж однородны и в 1911 году товарищ Эрнест Резерфорд предложил следующую модель атома: в центре находится положительно заряженное ядро, вокруг ядра вращаются электроны. основная часть массы атома сосредоточена в ядре, которое имеет малый размер и чрезвычайно большую плотность (диаметр атома равен 10^-10м; диаметр ядра атома = 10^-15м). если представить атом в виде Олимпийского стадиона в Пекине, то ядро атома - это футбольный мяч, которым играют в футбол на этом стадионе.

однако вскоре выяснилось, что ядро не так уж однородно и в 1932 году товарищ Джеймс Чедвик обратил внимание, что воздействие альфа частицы на легкие элементы приводит к образованию нового проникающего излучения. Чедвик первый предположил, что новое проникающее излучение состоит из нейтронов.

т.е. в ядре слали различать протон и нейтрон.

но время идет и к середине XX века число обнаруженных элементарных частиц превысило 100. стало ясно, что эти частицы не отражают предельный элементарный уровеньорганизации материи. и в 1964 году предположили существования кварка. сначало кварков было немного, но со временем их стали разичать аж 6 штук, 6 разных «сортов» (чаще говорят — «ароматов») кварков короторые в силу неизвестных пока причин естественным образом групируются в 3 поколения, каждое тяжелее преведущего.

нижний
верхний

странный
очарованный

прелестный
истинный


на сегодня общепринято, что кварки являются без структурными частицами, обладают электрическим зарядом, кратным e/3, кроме того кварки обладают и дополнительной внутренней характеристикой,называемой «цвет».тут стоит оговорится спин, цвет это не реальное вращение частицы или цвет частицы, а это квантовое число т.е. некое число определяющее внутреннее состояние частицы. т.е. квантовая хромодинамика не наука о цвете чего-то, а теория квантовых полей, описывающая сильное взаимодействие элементарных частиц. Кварки участвуют в сильных, слабых, электромагнитных и гравитационных. обозначаются первыми буквами соотвествующих англиских слов (нижний - down, верхний - up и т.д.)


тут кстати прозвучало слово "сильное".

еще говрят цветово́е взаимоде́йствие, я́дерное взаимоде́йствие, действуещее только на очень короткие растояния. т.е. действует в масштабах порядка размера атомного ядра и менее, отвечая за связь между кварками в адронах.

дело в том что кварки не наблюдаются в свободном состоянии и все попытки их обнаружит эксперементально терпели крах. вскоре было предложено,
что кварки не могут наблюдаться в свободном виде (явление, получившее название конфайнмент). разлететься могут лишь «бесцветные» комбинации кварков — адроны. т.е. кварки могут существовать лишь в адронах.

т.е. адрон - класс элементарных частиц, подверженных сильному взаимодействию. Адроны обладают сохраняющимися в процессах сильного взаимодействияквантовыми числами (странностью, очарованием, красотой и др.) процесс формирования адронов из цветных объектов — кварков и глюонов называется адронизация.

реальность кварков - отдельный довольно большой вопрос, интересующихся оправляю в википедию, а перепечатпаю лиш один аргумент:
"С повышением энергии ускорителей стало возможным также попытаться выбить отдельный кварк из адрона в высокоэнергетическом столкновении. Кварковая теория давала чёткие предсказания, как должны были выглядеть результаты таких столкновений — в виде струй. Такие струи действительно наблюдались в эксперименте. Заметим, что если бы протон ни из чего не состоял, то струй бы заведомо не было."

напоследок надо расказать что такое глюон.
ничего сложного это частица - переносчик сильного взаимодействия. название происходит от слова "клей".

ну теперь можно четко обяснить структуру например протона - он состоит из трёх кварков (один d-кварк и два u-кварка). кварки "держатся" внутри протона на сильном взаимодействии.
т.е. сам протон тоже может учавствовать в сильных взаимодействиях, но говорят "остаточное сильное взаимодействие", которое просто склелеивает ядро из протонов и нейтронов.


ну и теперь совсем нетрудно понять что за зверь такой "кварк-глюо́нная пла́зма" (ква́рковый суп, хромопла́зма). что там Дубне строят? это довольно "смешное" состояние вещества в которое представляет
из себя месево частиц. занимает вопрос образования боле крупных объектов - адронов.

поробуем добавить немного практической стороны:
"деффект массы", "энергия связи". позволю себе перепечатать кусок лекции:

"Вам принесли кирпич и вы молодецким ударом ребром ладони разрубаете его пополам, но перед тем точно взвешиваете его массу.. разбили пополам, взяли два куска,
аккуратно собрали все осколки до последней молекулы и опять взвесили. Спрашивается, масса одинаковая или нет, а если нет, то в какую сторону они отличаются?
Реплика из зала: - Целый кирпич легче. Дмитрий Дьяконов: "Правильно, целый легче. Целый кирпич весит меньше, но я прикинул, насколько он будет меньше весить, — всего на 10^-12,
на одну триллионную часть. Одна триллионная часть и есть энергия связи кирпича. Когда вы что-то составляете, то сумма масс составляющих всегда больше, чем то целое, которое образовалось, если это целое, действительно, держится, а не разлетается тут же само собой. Если там есть дефект масс, и оно держится — это называется связанным состоянием. Всё в мире, что мы наблюдаем и не наблюдаем, суть связанные состояния, начиная от каждого из нас — человек, клетка, молекула, атом — это связанные состояния, которые характеризуются энергией связи или дефектом масс."



дело в том что есть энергия химической связи -порядок энергии можно оценить, спалив литр бензина, есть энергия связи ядерного ядра, ну и вконце концов есть энергия связисильного взаимодействия.

т.е было бы крайне неплохо использовать эту энергию. существуют реакторы двух типов: в которых тяжелые ядра делятся и в которых легкие ядра сливаются в нечто тяжелое, еще говорят реакция синтеза. с этой целью строится эксперементальный термоядерный реактор, который осуществляет термоядерную реакцию: лёгкие атомные ядра объединяются в более тяжёлые за счет кинетической энергии их теплового движения. правда работают они с осточным силным взаимодействием - т.е. синтезируются там не протоны с нейтронами, а гелий из детерия и трития (то и то изотопы водорода отличаются числом нейтронов в ядре).



надеюсь без особых вывихов мозга погорили о "модных" вещах. неплохо погорить о том, что называют "стандартной моделью" - это некая теория... но не будем забегать в перед.

?

Log in