Техника - молодёжи 1950-07, страница 26

Можно подумать, что частица, заряженная положительно, может как угодно сблизиться с отрицательно заряженной. Однако этого не происходит потому, что потенциальная энергия тел не может непрерывно превращаться © кинетическую; это объясняется в^квантовой физике.

Итак, вернемся к нашему утверждению, что »все тела а мире взаимодействуют друг с другом с помощью силовых полей, которыми они окружены. В каждом таком поле на тела действуют силы, зависящие от расстояния. Примером силового поля является поле всемирного тяготения, в котором находятся все тела вселенной. Другой пример — электрическое поле. Это поле создается электрическими зарядами и действует только на них. Так как заряды бывают двух знаков: положительные и отрицательные, то действие полей бывает различным.

Поле, созданное положительным зарядом, притягивает отрицательные заряды и отталкивает положительные; поле же отрицательного заряда действует наоборот.

Существует еще магнитное поле, которое образуется только движущимися зарядами и действует на движущиеся же заряды.

Изменения магнитного поля тесно связаны с изменением электрического поля законами электродинамики.

Надо еще упомянуть, — только упомянуть, так как мы не можем здесь на этом подробно остановиться, — об особом поле ядерных сил, обеспечивающем прочность атомного ядра.

КАК ДЕЙСТВУЕТ ПОЛЕ СИЛ

Что происходит с телами ю силовом поле?

Если тело движется по направлению действующих на него сил, то оно увеличивает свою кинетическую энергию — разгоняется. При движении тела против действия сил поля кинетическая энергия уменьшается — тело замедляется, зато возрастает его потенциальная энергия.

Часто достаточно Знать, какую потенциальную энергию будет иметь тело в каждой точке пространства, чтобы рассчитать, как оно будет двигаться, найти его траекторию. Этим свойством обладают так называемые потенциальные поля, к которым относится и интересующее нас электрическое поле. Потенциальную энергию рассчитывают на единицу заряда, помещенного в электрическое поле, и эту величину называют просто потенциалом. Единицей потенциала является вольтой соответствует потенциальной энергии -в один джоуль при заряде в один кулон. Потенциальную энергию и потенциал можно измерять от любой ее величины, любого уровня, так же как, например, высоту горы можно отсчитывать от уровня моря $ли какого-либо другого уровня» принимаемого за нуль, то-есть за начальную точку отсчета,

В электронных приборах отсчет ведут от потенциала одного из электродов, например катода.

Разность потенциалов между двумя точками поля (например, между двумя электродами) называют напряжением и

Если к сетке приложено отрицательное напряжение, оно будет препятствовать прохождению электронов к аноду (рис. 7В). В нашей геометрической аналогии это состояние электронной лампы будет изображаться горой (рис, 7А и Б), окруженной цепью возвышенностей, препятствующих движению электронов к подошве горы. Так как сетка не представляет собой сплошной преграды, стоящей между анодом и катодом, а состоит из ряда электрически заряженных нитей, то и наша горка будет окружена не сплошной кольцевой преградой, а цепью возвышенностей — своеобразной короной.

дноламп и некоторых особых приборов для возбуждения сверхкоротких (£олее ста миллионов колебаний в секунду) радиоволн.

И, в-третьих, существуют приборы, в которых используется кинетическая энергия, накопленная разогнавшимися электронами. Электроны выделяют ее при ударе о препятствие. При этом «возникают либо видимое свечение — фосфоресценция, либо невидимые рентгеновские лучи. Так работают телевизионные трубки, осциллографы {приборы для записи различных быстрых процессов), электронный микроскоп, рентгеновские трубки и специальные приборы, употребляемые в ядерной физике, — ускорители.

Самой важной особенностью электронных приборов является то, что управлять электронным пучком можно с помощью электрических же зарядов и токов, во много раз меньших, чем заряд и ток самого пучка, А следовательно, слабые колебания электрического тока могут быть с помощью электронного прибора превращены в значительно более сильные. Электронный прибор в этом отношении напоминает шлюз, в котором малыми силами, открывающими -и закрывающими ворота шлюза, можно регулировать большие потоки воды, несущие огромную энергию.

СИЛОВОЕ ПОЛЕ

Для того чтобы понять, как происходит управление стремительными потоками элементарных частиц, превращенными в сверхбыстрые «детали» удивительных аппаратов, нужно познакомиться с понятием электрического силового поля.

Физика нам говорит: «Если некоторое тело находится в силовом поде,— это значит, что на тело действует сила, зависящая от положения тела в пространстве». Это очень важное понятие современной науки; ведь само силовое поле также создается различными телами. К этому можно добавить, что все тела в мире взаимодействуют друг с другом при помощи силовых полей.

Как же так? Ведь мы привыкли, что обычно действие одного тела на другое происходит только при их соприкосновении.

Нет! Это представление очень неточно. Соприкосновения в буквальном смысле этого слова не существует. Как бы тесно ни были сближены два тела, их молекулы, атомы, электроны и ядра, входящие в состав атомов, никогда не касаются друг га.

се элементарные частицы, составляющие любое тело, окутаны мощными силовыми полями, которые начинают действовать на расстоянии» то-есть прежде чем частицы подойдут друг к другу (вплотную.

Геометрическое подобие электрических полей, действующих в электронной лампе, можно создать и в том случае, если в лампе, кроме катода и анода, находится сетка (рис. 6В). Если на сетку задано небольшое положительное напряжение, мы получим уже известную нам коническую горку (рис, 6А), по которой в направлении к аноду стремительно скатываются электроны. Разрез горки показан на рисунке 65,