Seuraa 
Viestejä19

Saattaa olla lievästi sanottuna pöhkö kysymys, mutta kysytään nyt kuitenkin.

Mitä fysikaalisia muutoksia tapahtuu ilmassa tai tyhjyydessä oleville kuparijohtimelle ja sen CU-atomeille jos johtimen jännitettä nostetaan aina vain suuremmaksi kohti ääretöntä jännitettä eikä johtimen potentiaalia päästetä johtimen tai edes esim. ilmassa lopulta tapahtuvan läpilyönnin ( salaman ) tavoin koskaan purkaantumaan ja tasaantumaan suhteessa maan potentiaaliin.

Lisääntyvätkö ja loittonevatko johtimen atomien elektronit jännitteennousun myötä ytimen protoneista ja kasvaako atomin halkaisija sen myötä?

http://arkisto.lehti.tek.fi/sites/lehti.tek.fi/files/atomi.png

Kommentit (10)

Vierailija

No ilmassa olevan kuparijohtimen jännitettä ei ihan mielinmäärin voi korotella ilman salamointia.

Mut jos tuo unohdetaan niin suuremmilla kentänvoimakkuuksilla alkavat elektronit irtoilla Cu-atomeista. Elikkäs äärettömiin jännitteisiin ei päästäisi koska johdin muuttuisi plasmaksi.

 

Laittaisin linkin wikipedian field emission-artikkeliin mutta se saattaa olla maallikolle hieman vaivalloinen lukea.

NytRiitti
Seuraa 
Viestejä3199

Joskus aikoinaan oli semmosia kuvaputkitelevisioita niissä ainakaan ei voinut estää elektoneja lentelemästä vaikka oli mimmonen tyhjä siellä putken sisällä.

edit Jatketaan vielä, jos jännite-ero on kuparijohtimen päiden välissä, johdin sulaa jollain virtamäärällä, jos taas stattisessa kentässä, johtavuuselekronit kokoontuu neuvonpitoon sopivaan paikkaan, kuka hyppää ensin, jos "sidotut" elektronit virittyy, ne hypää ylemmälle orbitaalille joten atomi ikäänkuin laajenee, mutts saako elektroni energian kentästä, siis kentän välittäjä fotonista, tuotapa en osaa sanoa.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
JPI
Seuraa 
Viestejä26806
mukka

Lisääntyvätkö ja loittonevatko johtimen atomien elektronit jännitteennousun myötä ytimen protoneista ja kasvaako atomin halkaisija sen myötä?

http://arkisto.lehti.tek.fi/sites/lehti.tek.fi/files/atomi.png

Ei, mitään tuollaista ei tapahdu. Johtimeen tulevat elektronit ovat aina aivan johtimen pinnalla hyvin ohuessa kerroksessa, metallin sisällä ei ole nettovarausta eikä nettosähkökenttää. Aivan pinnan tuntumassa metalliatomit ovat kuitekin sähkökentässä, jolloin niiden energiatasot hieman muuttuvat (tuo voidaan nähdä atomien spektrein mittauksessa viivojen siirtymisenä), mutta metalliatomit eivät ota itselleen lisäelektroneja kuorilleen, ne kaikki jäävät vapaiksi johde-elektroneiksi ja pintavaraukseksi kappaleen pinnalle. Lopulta kun varausta kertyy tarpeeksi niin elektronien keskinäiset hylkivät voimat saavat aikaan varauksen purkautuisen pois pinnalta.

3³+4³+5³=6³

Vierailija

DC-johtavuudessa taitaa kummiskin käydä niin että kaikki elektronit osallistuvat yhtä lailla johtavuuteen riippumatta siitä kuinka lähellä johtimen ulkopintaa ne sijaitsevat…

JPI
Seuraa 
Viestejä26806
ksuomala

DC-johtavuudessa taitaa kummiskin käydä niin että kaikki elektronit osallistuvat yhtä lailla johtavuuteen riippumatta siitä kuinka lähellä johtimen ulkopintaa ne sijaitsevat…

Jep, mutta silloin ei johteen sisällä eikä pinnalla nettovarausta olekkaan.

3³+4³+5³=6³

Vierailija

Nettovarauksesta tulikin mieleen että yhdellä fysiikan peruskurssilla laskettiin miten  nopeasti varauserot tasoittuisivat esim. kuparissa. Vastaus taisi olla suuruusluokkaa attosekunnin kymmenesosa (tai paljon se epsilon_nolla per kuparin_johtavuus taas olikaan?).

Sittemmin käynyt mietityttämään että näinköhän oikeasti nuo varaukset ihan niin nopeasti neutraloituvat?

Druden mallista saisi kuparin tapauksessa aikavakion suuruusluokaksi kymmeniä femtosekunteja.

Ja toisaalta jos lähtee niin päin liikkelle että kuinka monta Cu-ionin/elektronin välistä keskimääräistä etäisyyttä ehtii Fermi-nopeudella kulkeva elektroni ohittaa niin silläkin tavalla päästään vasta femtosekunnin kymmenes- tai sadasosiin korkeintaan.

Että vähän kaukaa haetulta tuntuu nuo alta attosekunnin aikavakiot.

Vierailija
ksuomala

No ilmassa olevan kuparijohtimen jännitettä ei ihan mielinmäärin voi korotella ilman salamointia.

Mut jos tuo unohdetaan niin suuremmilla kentänvoimakkuuksilla alkavat elektronit irtoilla Cu-atomeista. Elikkäs äärettömiin jännitteisiin ei päästäisi koska johdin muuttuisi plasmaksi.

 

Laittaisin linkin wikipedian field emission-artikkeliin mutta se saattaa olla maallikolle hieman vaivalloinen lukea.

 

Tässä kävi mielessä semmoinen hassu idea että kun kerran kenttäemissiolla saadaan johtavuuselektroneja irroiteltua niin jos sitä johtimen pintakerroksen atomien kokemaa kentänvoimakkuutta saisi vielä muutaman suuruusluokan nostettua niin alkaisi irrota ytimien vaikutuspiiristä jopa ne K-kuoren elektronit. Tosin tarvinnee varsin tehokkaita lasereita jos tuommoista aikoo saada aikaiseksi. 

Eusa
Seuraa 
Viestejä16195
ksuomala

Nettovarauksesta tulikin mieleen että yhdellä fysiikan peruskurssilla laskettiin miten  nopeasti varauserot tasoittuisivat esim. kuparissa. Vastaus taisi olla suuruusluokkaa attosekunnin kymmenesosa (tai paljon se epsilon_nolla per kuparin_johtavuus taas olikaan?).

Sittemmin käynyt mietityttämään että näinköhän oikeasti nuo varaukset ihan niin nopeasti neutraloituvat?

Druden mallista saisi kuparin tapauksessa aikavakion suuruusluokaksi kymmeniä femtosekunteja.

Ja toisaalta jos lähtee niin päin liikkelle että kuinka monta Cu-ionin/elektronin välistä keskimääräistä etäisyyttä ehtii Fermi-nopeudella kulkeva elektroni ohittaa niin silläkin tavalla päästään vasta femtosekunnin kymmenes- tai sadasosiin korkeintaan.

 

Että vähän kaukaa haetulta tuntuu nuo alta attosekunnin aikavakiot.

Eikös varaus neutraloidu heti, kun ioni tai elektroni irtoaa kohti vastapotentiaalia, eikä vasta kun erimerkkiset varausyksiköt kohtaavat?

Hienorakennevakio vapausasteista: (1+2¹+3²+5³+1/2¹*3²/5³)⁻¹ = 137,036⁻¹

Vierailija

Tiedostan että on täyttä hulluutta alkaa tiede.fi:n keskustelun fys/mat/kem osa-alueella alkaa puhua mistään virallisesta tieteestä. 

Taitaa olla jokin kofeiinipsykoosi menossa kun täytyy tämän verran kommentoida edellistä viestiä:

Maxwellin yhtälöistähän nähdään että varaustiheyden muutos aiheuttaa sähkökentän muutoksen.

Ja edelleen Maxwellista seuraa se että sähkökentän muutokset etenevät äärellisellä nopeudella.

Lisäksi täytyisi ottaa huomioon että massallisina hiukkasina elektronit eivät ihan välittömästi reagoi sähkökentän muutoksiin. 

Eli toisin sanoen ei ihan heti neutraloidu se varaus, se ottaa aikansa.

 

Lisäksi tuossa tulisi se että Ohmin laki ei välttämättä toimi kovinkaan hyvin kun mennään atomin läpimittaa pienempiin pituusskaaloihin tai tarpeeksi pieniin aikaskaaloihin.

Plus sitten se että pitäisi ottaa kvanttimekaniiset efektit kanssa huomioon.

 

Joo, joskohan se sekoilu jo riittäisi tältä erää.

 

 

JPI
Seuraa 
Viestejä26806

Eusa kirjoitti:

Eikös varaus neutraloidu heti, kun ioni tai elektroni irtoaa kohti vastapotentiaalia, eikä vasta kun erimerkkiset varausyksiköt kohtaavat?

Ei, ja tuon voi päätellä jopa miettimättä, pikku funtsaus riittää, heh. Kun elektroni irtoaa ja lähtee liikkumaan, niin liikuttuaan tarpeeksi vähän, se on käytännössä ihan samassa paikassa kuin irtaannuttuaankin. Tuosta seuraa, että varaus ei neutraloidu heti :-)

3³+4³+5³=6³

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat