Fenomene Electromagnetice

Rezumarea primului mesaj :

Un topic pentru postarea unor fenomene electromagnetice (electrostatice, electrodinamice, magnetice, magnetodinamice, electro-magnetice, sau altele derivate), intalnite de cercetatori, experimentatori, inventatori, amatori, etc.

Pentru inceput, o enumerare a catorva fenomene comune in experimente gen Tesla, Newman, Hendershot, etc:

-rezonanta electromagnetica.
-suprapunerea in faza a fluxului magnetic inductor cu cel indus.
-polarizarea energiei magnetice latente preexistente la nivel microscopic (Newman).
-discontinuitati ale densitatii energiei magnetice la suprafata de separare a doua medii diferite.
-bobinarea unui solenoid direct pe magnet permanent.
-ruperea unei linii de camp magnetic terestru (Hendershot).
-unda electrodinamica (TESLA).

Gandirea fenomenologica

Din punctul meu de vedere, ma intereseaza fenomenologia cu efecte practice si mai putin icoana electronului.

Pentru ca in situatii extreme, a intelege fenomenologia este o chestiune de viata si de moarte. Cand lucrezi cu tensiuni inalte de exemplu de kilovolti, zeci sau sute de kilovolti, trebuie sa fii antrenat sa anticipezi, sa gandesti fenomenologic si sa stapanesti materia.
Altfel, ignoranta si naivitatea costa.
Aspectele cuantice, subtilitatile micro au insa locul cuvenit in stiinta ,pe care nu il contest.

omuldinluna a scris:A, scuze. Da, electronul străbate foarte lent conductorul, din cauza coliziunilor extrem de frecvente
cu atomii rețelei.
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Electrona_in_crystallo_fluentia.svg

Tocmai,  ca eu contest  explicatia de mai sus si cred in continuare ca are loc un transfer de electroni
de la un atom la altul si nu ciocnirea electronului cu atomul si devierea lui .
Si iti spun si de ce :
Electronii de la marginea atomilor sunt slabi legati .Prin ciocnirea unui electron liber cu acestia
se produce un electron de recul conform efectului Compton care este smuls din atom ,
in timp ce electronul liber ramane captiv in atom datorita pierderii de energie. Si tot asa ...
Altfel daca   fenomenul ar avea loc conform pozei talei cum ar mai reveni electronii la loc in
atomi dupa intreruperea curentului ?

Solidele conductoare sunt metalele, și asta datorită structurii lor cristaline. O bucată de metal e alcătuită din atomi puși unii lângă alții într-o rețea, dacă-mi aduc bine aminte e o rețea cubică. Datorită acestei organizări a lor, atom lângă atom, ce se întâmplă e că din partea fiecărui atom în parte, câțiva electroni scapă din câmpul nucleului inițial și ajung să migreze pe la vecini, dar nu sunt capturați nici de aceștia, ci pur și simplu se mișcă haotic prin rețea. Ăștia se numesc electroni liberi, cvasiliberi, de valență, sau de conducție, am întâlnit mulți termeni.

Când aplici un câmp electric, tu nu smulgi electroni de la atomi, că sunt foarte strâns legați. În schimb, ce se întâmplă e că acționezi cu o forță asupra acestor electroni liberi care roiesc de la un nucleu la altul, și începi să-i dirijezi pe direcția câmpului. În momentul în care oprești câmpul, electronii liberi revin la mișcarea lor complet haotică prin rețea.

Un material dielectric sau un izolator are o structură microscopică mai complicată. Acolo nu ai o rețea de atomi, ci molecule prinse unele de altele și nu mai e așa ușor pentru un electron să se elibereze și să circule prin material. Ce se poate întâmpla la aplicarea unui câmp prin respectivul material e să se polarizeze moleculele, dacă au un moment electric.

Electroni liberi ...
Electronii liberi se formeaza intr-un conductor sub influenta caldurii ,nu
apar de capul lor.Ori atunci cand trece un curent electric printr-un conductor
acesta se incalzeste , nu ?

Într-un conductor electronii liberi există nativ, datorită structurii microscopice a acestuia. Pur și simplu datorită apropierii dintre atomi, ultimul sau ultimii doi au o șansă să scape și să o ia la plimbare prin rețea. Nu-mi amintesc acum ce rol joacă temperatura aici, și în ce măsură are relevanță la metale. La semiconductori însă, conducția puternic dependentă de temperatură.

Motiul pentru care un conductor se încălzește sub acțiunea unui câmp electric nu ține de electroni, ci de câmpul electric în sine. Căldura pe care o simți e energia disipată de câmp. E chiar manifestarea vectorului Poynting.

omuldinluna a scris:Într-un conductor electronii liberi există nativ, datorită structurii microscopice a acestuia. Pur și simplu datorită apropierii dintre atomi, ultimul sau ultimii doi au o șansă să scape și să o ia la plimbare prin rețea. Nu-mi amintesc acum ce rol joacă temperatura aici, și în ce măsură are relevanță la metale. La semiconductori însă, conducția puternic dependentă de temperatură.

Motiul pentru care un conductor se încălzește sub acțiunea unui câmp electric nu ține de electroni, ci de câmpul electric în sine. Căldura pe care o simți e energia disipată de câmp. E chiar manifestarea vectorului Poynting.

Electronii liberi se datoreaza ciocnirilor dintre molecule substantelor respective ,pana la urma ale atomilor respectivi
datorita agitatiei moleculare determinata de caldura avind ca rezultat smulgerea electronilor slabi legati de nucleu.
Caldura dezvoltata de un conductor la trecerea curentului electric nu este caldura disipata de camp ci este
caldura dezvoltata de ciocnirile dirijate ordonat (sub influenta campului electric) dintre electroni si atomi,dintre ioni , cu emitere
de energie suplimentara (fotoni) care se degaja din conductor sub forma de caldura.

Insa ne-am departat de la subiect... efectul Compton si transmiterea electronilor prin absorbtie si emisie de la un atom la altul...

Am crezut și eu multă vreme că energia resimțită sub formă de căldură ce provine dintr-un conductor străbătut de curent se datorează ciocnirilor electronilor cu atomii, dar după ce am studiat mai atent problema am descoperit că nu e așa. N-am acum pregătite materialele, dar dacă vrei să-ți dovedesc de ce e corect ce spun eu, anunță-mă ca să-ți fac o prezentare.

Într-un metal nu vorbești de molecule, ci de atomi. Încă odată îți repet, datorită aranjării foarte apropiate a atomilor, electronii cei mai slab legați pot scăpa de la un nucleu la altul. Un solid cu structură moleculară are o structură mai rarefiată, iar legătura chimică din molecula propriu-zisă e mai trainică decât cea dintr-un atom.

Energia dintr-un câmp electric aplicat pe un conductor nu e suficient de înaltă ca să-ți smulgă electroni din atomi, cu atât mai puțin prin efect Compton.

Edit: mi-a venit o idee destul de simplă ca să-ți explic problema aceea a energiei disipate de câmp, nu cred că am timp totuși s-o redactez în noaptea asta, dar lasă un semn dacă te interesează.

Eu nu am spus de molecule in atomi , am spus de substante.
Cum crezi ca apar electronii liberi ?
Cum poti sa spui ca energia dezvoltata de un camp electric aplicat
intr-un conductor nu este suficienta sa smulga electronii in timp ce cu o
fraza mai sus ai spus ca :
datorită aranjării foarte apropiate a atomilor, electronii cei mai slab legați pot scăpa de la un nucleu la altul ?
In plus efectul Compton in acest caz este ...un efect al ciocnirilor dintre doi electoni cu conservarea impulsului si
degajarea unui foton.
Cred ca esti obosit ! Hai la culcare   
Noapte buna !

Molecule in atomi? Și mă trimiți pe mine la somn?

Care-i o tensiune obișnuită aplicată într-un conductor? Ca să smulgi un electron dintr-un atom ai nevoie de o tensiune de ordinul kilovoltului. Intr-un conductor obisnuit aplici tensiuni mai mari de niste zeci de volti?

Pe de alta parte, intr-o retea atomica foarte densa, este intr-adevar posibil ca electronii de pe paturile cele mai inalte sa scape de la un atom la altul. Explicatie pur clasica nu-mi vine in minte, nu ma pot gandi decat la efect tunel, ultimul electron reuseste sa penetreze bariera coulombiana a unui nucleu si sa ajunga la vecin. 

Eu sunt foarte obosit, dar tu vad ca nu ai somn !
Oricum retine ,electronii liberi apar datorita caldurii ,
deci datorita acumulariilor suplimentare de energie intr-un metal si ciocnirilor care au loc cu atomii.
Nu apar spargand  singuri bariera columbiana ,ca aceea sunt foarte rari...

CAdi a scris:Oricum retine ,electronii liberi apar datorita caldurii

Şi atunci de ce se manifestă superconductivitatea la temperaturi extrem de scăzute?

Pentru ca apare Efectul Meissner !

Las-o pe aia cu plutirea; e vorba că trece curentul prin conductor fără pic de rezistenţă.

Da, sunt unul, maxim doi per atom, pentru că ceilalți sunt atât de strâns legați că probabilitatea să reușească să treacă prin barieră este extrem de mică. Dacă un electron a scăpat și a ajuns la un vecin complet ocupat, atunci chiar o să fie liber să se plimbe pe unde dorește, și uite așa te trezești cu un nor de electroni dispersați prin rețeaua metalului, care pot fi antrenați și de un câmp electric slab. Reține, ai nevoie de tensiuni de minim ordinul kilovoltului ca să smulgi electroni dintr-un atom cu un câmp electric.

În ceea ce privește energia termică, trebuie să fie tot de echivalentul kiloelectron-voltului ca să-ți sară electronii din atomi doar sub influența temperaturii, ori dacă o să te uiți pe orice tabel de capacități calorice, o să vezi că cifrele sunt mici, la temperaturi obișnuite ajungi abia ajungi pe undeva pe la milielectron-volt.

Opinia mea e că rămâne efectul tunel ca mecanism de generare al electronilor liberi în metale, sper să am mâine timp să-ți arăt de ce energia disipată dintr-un conductor străbătut de curent se datorează câmpului și nu electronilor.

Pentru ce am primit cartonaș roșu?  

Alea-s numerele, ce naiba să le fac, așa-i natura.

Scuze, din greşeală am dat un vot negativ. Nu sunt obişnuit încă cu noua-mi tabletă. Şi nu mai pot reface votul.

A, nu-ți face griji, mi-era să nu se fi urzicat cineva de la ce am scris, dar ce naiba să-i fac, alea-s numerele. Natura nu merge cum vrem noi, merge cum vrea ea.

Razvan a scris:Las-o pe aia cu plutirea; e vorba că trece curentul prin conductor fără pic de rezistenţă.

Nu e vorba de plutire daca observi , la supraconductibilitate are loc o polarizare a campul magnetic si  datorita
acestui fapt sunt foarte putini electroni retinuti in atomi...
Nu mai retin dar curentul electric se manifesta si ca o miscare dirijata de ioni , nu numai de electroni .

Ionii nu se mișcă. Adică rețeaua vibrează, dar nu sunt transportați ioni prin ea. Golurile sunt cele care se deplasează în semiconductori, dar până la urmă e un altfel de a spune că starea lăsată liberă de un electron care a trecut în banda de conducție e ocupată de alt electron. E mai ușor să urmărești golurile succesive decât electronii.

În ceea ce privește superconductivitatea, eu nu știu decât explicația cu formarea perechilor Cooper.  Motivul pentru perechile Cooper se formează numai la temperaturi joase ține tocmai de faptul că energia de legătură e de ordinul de mărime al energiei termice la temperatura camerei, anume milielectron-volt, deci sunt ușor de rupt la temperaturi normale.

In lichide si in gaze purtatorii de sarcina pot fi si ionii .

http://www.pss.ro/science_fun_club_romania/Materiale/EP/electrocinetica/cc_3.html

Ceva lucru asemanator m-a intrebat un profesor de fizica la care i-am tras curentul, daca electronul care ne curenteaza la priza e acelasi electron cu cel care pleaca de la Portile de Fier? ) Cu viteza de drift stiam treaba ca m-am mai lovit de ea. I-am zis ca e acelasi electron cu cel care pleaca din Steaua Polara. ) 
Dar l-am intrebat eu, daca tot era profesor de fizica, daca fotonul pe care-l "vedem" e acelasi foton cu cel care pleaca de la soare? Si daca viteza luminii e 300000 km/sec cat e viteza intunericului ... sau viteza "golului" din spatele fotonului? Sau intunericul e static, n-are viteza, e vesnic?
"Astfel, intr-a veciniciei noapte pururea adanca, avem clipa, avem raza, care tot mai tine inca ... "

CAdi, ești fenomen. Da, în gaze și lichide purtătorii sunt și ioni, dar toată discuția până acum era despre metale, așa că eu mă refeream strict la metale  ! Am și pomenit rețeaua cristalină! Gazele și lichidele au o structură de rețea cristalină ?

@Bordan

Da, cel mai probabil fotonul e venit de la Soare, sau cu șanse mult mai mici, de la vreo altă stea sau galaxie. Or mai fi și unul-doi din fluctuațiile vidului, tot ce se poate.

Acuma, fotonii nu sunt particule legate, să lase stări libere în urmă când merg prin spațiu. Diferența, dintre un metal și un semiconductor e că în primul banda de valență și cea de conducție sunt întrepătrunse, pe când în al doilea există un spațiu între ele. În semiconductori deci elecronii de transport sunt săltați chiar dintre cei legați la atomi, ori starea care rămâne neocupată poate fi luată de un electron de la vecin, și astfel apare propagarea golului prin material. Pe principiul cine pleacă la plimbare.

Când e vorba de particule libere, chestia asta nu mai e valabilă, că nu lasă vreun scaun liber în urmă, în sala de spectacol, unde să se așeze alt spectator.  

Omuledin Luna am sa te anunt cand ma refer la un anumit lucru ,nu de alta dar cu tine trebuie sa precizez de fiecare data.
Eu cand analizez un fenomen il analizez din toate punctele de vedere.
Oricum am avut dreptate si nu este acelasi electron...

Păi da, între noi fie vorba normal cam așa e, să precizezi când schimbi subiectul, că oamenii nu sunt telepatici. Foarte bine că analizezi din toate punctele de vedere, dar vezi că mecanismul de conducție e foarte diferit între fluide și solide. Nu e același lucru dacă analizezi conducția electrică într-un gaz, într-un lichid, într-un semiconductor sau într-un metal.

Dacă tot ai avut dreptate, explică și de ce. ”Eu am dreptate și tu nu!”, parcă nu e cel mai convingător argument.

Ca sa precizam fenomenul smulgerii electronilor din atom se datoreaza undei electromagnetice
(campului) care apare, in caz particular, la trecerea curentului
electric prin conductor si completarea cu alti electroni a locurilor libere.
Totul are loc datorita diferentei de potential .
Tot diferenta de potential creaza o miscare dirijata de sarcini in metale,
lichide si gaze.
De asemenea curentul electric poate aparea si datorita diferentei de
temperatura ,sau datorita unor factori exteriori .
De retinut ca in conductori si semiconductori ,purtatorii de sarcina sunt
electronii ,in lichide ionii, iar in gaze electronii si ionii.

Ți-am mai explicat odată că nu poți smulge electroni din atomi, într-un conductor metalic, la tensiuni obișnuite. Tensiunea minimă necesară este de ordinul kilovoltului. O baterie îți furnizează o tensiune de ordinul voltului, adică de o mie de ori mai mică. Dacă nu ar exista purtători liberi în metale, acestea nu ar avea cum să conducă electricitatea la tensiuni mici. În ceea ce privește temperatura, ți-am explicat deja că energia termică a unui atom dintr-un metal, la temperatura camerei, este de ordinul milielectron-voltului, adică de un milion de ori mai mică decât energia necesară pentru a ioniza atomul.

În metal există electroni liberi, în mișcare haotică prin rețeaua cristalină a acestuia, iar aplicarea unui câmp electric le imprimă o tendință de migrare în direcția câmpului, de unde apare și curentul electric.

Ăsta e în mare, mecanismul în metale, pentru circuite obișnuite. În lichide, gaze sau semiconductori ai alte fenomene. Semiconductorul în stare naturală e practic un izolator, trebuie dopat cu impurități ca să poată conduce electricitatea. Pentru acest sistem, mecanismul de conducție este altul. Are o dependențenă mai puternică de temperatură, și apar și fenomene noi precum efectul fotovoltaic. Este vorba de cu totul și cu totul alt sistem fizic, nu poți să aplici la metale ce aplici la semiconductori și invers, pentru că sunt materiale cu structuri foarte diferite.

Vad ca nu vrei sa intelegi ca electronii de valenta ,nu se desprind din
atom asa din neant .Trebuie sa existe o cauza exterioara care sa determine
acest fenomen. Si ti-am explicat care.Una dintre ele este si temperatura,
adica incalzirea unui material.
De altfel s-a observat ca incalzind un cristal pe o parte datorita diferentei de
potential are loc aparitia unui curent electric.
Intrebare :Cum apar electronii liberi ?
In conductori, electronii liberi strabat conductorul de la un capat la altul
sau sar de la un atom la altul completand golurile ?

Uite dom-le un desen, ca să pricepi.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0b/Band_gap_comparison.svg/350px-Band_gap_comparison.svg.png

După cum am spus deja, în metale banda de conducție și cea de valență se suprapun, deci există electroni liberi în orice metal, și de aceea metalul conduce la orice tensiune. Într-un semiconductor, după cum vezi, există un gol între benzi. Nu există electroni liberi, și semiconductorii nu conduc la orice tensiune, ai nevoie de un prag minim ca să începi să salți electronii din banda de valență. La izolatori, pragul este atât de mare că distrugi materialul dacă încerci să-l faci să conducă curent.

Tu ori n-ai dat pe la școală deloc, ori ți-ai dat toată silința să nu pricepi nimic, iartă-mă că ți-o spun. Îți repet deja de câteva pagini același lucru, argumentat, și tot o ții pe a ta.

omuldinluna a scris:Uite dom-le un desen, ca să pricepi.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0b/Band_gap_comparison.svg/350px-Band_gap_comparison.svg.png

După cum am spus deja, în metale banda de conducție și cea de valență se suprapun, deci există electroni liberi în orice metal, și de aceea metalul conduce la orice tensiune. Într-un semiconductor, după cum vezi, există un gol între benzi. Nu există electroni liberi, și semiconductorii nu conduc la orice tensiune, ai nevoie de un prag minim ca să începi să salți electronii din banda de valență. La izolatori, pragul este atât de mare că distrugi materialul dacă încerci să-l faci să conducă curent.

Tu ori n-ai dat pe la școală deloc, ori ți-ai dat toată silința să nu pricepi nimic, iartă-mă că ți-o spun. Îți repet deja de câteva pagini același lucru, argumentat, și tot o ții pe a ta.

Tu raspunde la intrebarile mele si lasa raspunsurile dupa manual si tonul arogant.
De fiecare data nu dai un raspuns clar , si ocolesti intrebarile puse.

Cum poți mă să fii în halul ăsta de rigid. Cum adică explicație de manual? Aia e fizica, pentru numele lui Dumnezeu. Într-un metal energia minimă necesară pentru ca un electron să poată conduce e sub energia ultimei stări ocupate, adică pe românește există electroni liberi în metal. Care-i explicația ocolită? Să încerc pe altă limbă? Nu vine câmpul și-ți smulge electroni din atm, că e prea slab, dar electronii sunt deja dezlegați de nucleu, datorită structurii rețelei.

Într-un semiconductor ai nevoie de un mecanism de declanșare a conducției, datorită acelui prag dintre banda de conducție și cea de valență. Du-te și întreabă orice electronist dacă nu mă crezi pe mine.

N--o să mă mai obosesc să-ți răspund o vreme, că e clar că n-am cu cine. Să fii sătănos, toate bune!

Poate asta ajută:
http://www.scientia.ro/stiinta-la-minut/64-scintilatii-stiintifice-chimie/1458-legatura-metalica.html

omuldinluna a scris:Cum poți mă să fii în halul ăsta de rigid. Cum adică explicație de manual? Aia e fizica, pentru numele lui Dumnezeu. Într-un metal energia minimă necesară pentru ca un electron să poată conduce e sub energia ultimei stări ocupate, adică pe românește există electroni liberi în metal. Care-i explicația ocolită? Să încerc pe altă limbă? Nu vine câmpul și-ți smulge electroni din atm, că e prea slab, dar electronii sunt deja dezlegați de nucleu, datorită structurii rețelei.

Într-un semiconductor ai nevoie de un mecanism de declanșare a conducției, datorită acelui prag dintre banda de conducție și cea de valență. Du-te și întreabă orice electronist dacă nu mă crezi pe mine.

N--o să mă mai obosesc să-ți răspund o vreme, că e clar că n-am cu cine. Să fii sătănos, toate bune!

Suntem pe frecvente diferite.
Eu incerc sa aprofundez fenomenul dincolo de manual ,iar tu imi dai retete gata stiute.
Cred ca ai uitat pe ce forum suntem!
Ce intelegi tu prin electroni liberi ?
(apartin unui atom sau se ,,plimba '' prin metal)
Cand nu trece un curent prin metal exista electroni liberi ?

Ce este aia :
Într-un metal energia minimă necesară pentru ca un electron să poată conduce e sub energia ultimei stări ocupate, adică pe românește există electroni liberi în metal.

In conductori, electronii liberi strabat conductorul de la un capat la altul
sau sar de la un atom la altul completand golurile ?