В нашия оживен свят е почти невъзможно да се поддържа хармонична аура, постоянно влизайки в обмен на фини материи с хора и предмети.

Отрицателната енергия в човек се появява поради разрушаването на положителните вибрации, неправилното мислене или влиянието на хора и предмети от другия свят. Но не се страхувайте от проблеми в биополето, защото негативността може да бъде изместена или трансформирана и след това да се прибегне до методи за защита на фините материи.

Защо човек губи енергия?

В повечето случаи изтичането на жизненост е свързано с изключителната привързаност на индивида към събитията от миналото. Говорим за така наречените връзки, създадени от енергията на други хора, значими за субекта, а също така постоянно поддържани от отрицателни емоции.

Обикновено човек често се връща към стресови ситуации и негативни обстоятелства в живота си. Натрапчивите тревоги и съмнения са чувства, които изискват много енергия, така че биополето отслабва. Основните видове най-консумиращи енергия състояния са:

Да съжаляваш себе си и другите

Желанието да не предаваме другите и постоянно да се грижим за тях, както и желанието да се защитим във всяка ситуация, водят до загуба на огромна жизненост.

Съжалението не е любов, така че не зарежда аурата със свежа и чиста енергия. Саможертвата и постоянното желание за помощ са просто форма на неравен енергиен обмен.

негодувание

Спомените, свързани със събития, които са несправедливи към самия човек, най-често смущават душата и ума. Постоянното мислене за ситуации отнема много време и енергия.

Освен това, проектирането на негативни емоции върху вашия нарушител е сигурен начин да получите същото в замяна и дори в увеличен обем. Същото важи и за жаждата за отмъщение, когато човек изразходва енергия за разработване на план за ответно зло.

Чувство на срам, вина или унижение

Спомените за използване или погрешно поведение са свързани с непоправимостта на ситуацията, тя е плашеща и досадна.

Човек е ядосан на себе си, така че не само убива положителните енергийни потоци, но и запълва биополето с отрицателни вещества.

Завист

Тази емоция не само ви пречи да се наслаждавате на радостите от живота, но и разваля енергията на друг човек, който е станал обект на завист. В резултат на това влиза в действие законът на кармата и човекът се удавя в собствената си негативност и преживявания. Времето се губи за празни мечти, а не за реални цели.

Някои от емоциите, които възникват, не са толкова свързани с истински хора, колко с предмети от материалния свят. Много често човек е принуден да се раздели с някои предмети, ценности, пари. Когато постоянно мисли за загубите си, ядосва се на себе си и на другите, той хаби енергия 24 часа в денонощието. В същото време мислите му не го напускат дори в съня му, така че биополето не се актуализира през нощта.

Има няколко други причини, поради които човек няма енергия.

  • Първо, начинът на живот играе роля, защото ако човек прави нещо, което не му е на сърцето, той постоянно страда.
  • Второ, потискането на емоционалните преживявания в зародиш има отрицателно въздействие върху биополето. Понякога енергията може да изтича поради факта, че границите на междуличностното общуване на човека са изместени. Някои хора могат да станат хронични носители на тежка аура, защото имат много психологически травми, включително такива, които произхождат от детството и отношенията с родителите.

Класификация на енергийния поток

Някои езотерици класифицират причините за изтичането на енергия в зависимост от нивото на човешкото тяло, което засягат:

  • Крадeн от енергия от физическата обвивка са прегърбени и прегърбени пози, силна отпуснатост на движенията, външна имитация на други хора, както и болести, мускулно напрежение, внезапни и спонтанни движения и агресивни танци.
  • На ефирния двойник липсва жизненост поради неправилно дишане, липса на общуване с природата и понижен общ тонус.
  • Астралното тяло губи енергия поради негативни емоции, песимизъм и депресия. Вътрешните конфликти, противоречивите желания, зависимостите и привързаностите и нарушенията на съня също оказват влияние тук.
  • Изтичането на жизнени сили на нивото на менталния слой на аурата възниква поради хаотичен поток от мисли, често потапяне в света на мечтите и безполезно бърборене.

Защо се появява лоша аура в стаите? Фините материи на предишни собственици на апартаменти, както и енергийни следи от смърт и болест, могат да повлияят тук. Всяко пространство запазва отрицателно послание зли хораи енергийни вампири. Има смисъл да се прочисти биополето на дома или офиса след големи скандали и конфликти.

Отрицателни същества в аурата

Сред злите същества, които избират отслабена аура или съсирек от негативност като свое местообитание, има своя собствена класификация.

За наличието на подобно образувание в биополето може да се съди по появата на израстъци и тумори не само в енергийното, но и във физическото тяло.

Всяко малко същество привлича подобни мисловни форми, което води до пълно запълване на черупката с негативност, промяна в човешкото поведение и разрушаване на органи. Трябва да се отбележи, че тези същества имат обичая да се заселват не само в хора, но и в жилищни помещения. Заради тях атмосферата у дома рязко се влошава, в офиса се наблюдава лоша аура, а на работното място стават злополуки.

Основните извънземни енергоинформационни структури от финия свят са:

  • Лъжлив дух- образувание, което води до сериозна депресия и е опасно поради появата на фалшиви мисли и емоции. Често се придържа към аурата на тези, които общуват с хора, които са склонни към рискове. Това са например наркомани, запалени комарджии в казино и любители на залаганията.
  • Луцифер- формирането на извънземен свят от неземен произход. Най-често се появява в биополето по време на пълнолуние или новолуние. Признаците на същността са пристъпи на ярост, силна похот, жажда за спорове, насилие и секс. Тези вибрации могат да се представят като друга формация, фалшива същност. За да се отървете от създанието, трябва да се покаете за греховете от минали животи.
  • Архимания- структури на алчността и властта. За собственика на такава същност нивото на духовните ценности пада поради желанието за материално богатство.
  • НЛО- енергийна структура на обсебване, която възниква в биополето в момента на сън за пътуване с космически кораб. Носителите на това образувание имат странни белези по телата си, белези и рани. Можете да се отървете от есенцията само за 75-80 сесии за почистване на аурата.
  • Антирелигиозно образувание- извънземна структура, която пречи на посещаването на религиозни церемонии. В същото време в главата на човек възникват най-невероятни причини, поради които той не може да отиде на църква или да общува с духовник.
  • Нервен блокер- енергийна есенция, която засилва последствията от всяка стресова ситуация. Вратът или гърбът на човек започва да боли, наблюдават се мигрена и постоянни тикове на лицето. Ако човек е претърпял дълбока лична трагедия, програмата „Скръб” може да се привърже към него.
  • Самопрограмиране- това е образувание, което се формира от само себе си, без ръководство от външно влияние. Обикновено тази структура е привлечена от постоянен мисловен поток от негативен тип. Това може да се дължи на финансови затруднения, проблеми в личния ви живот и др. По критерия на механизма на образуване съществува и извънземна структура, съзнателно създадена от други хора и въведена в биополето чрез магически ритуал. В същото време е необходимо отделно да се подчертаят тези същества, които идват от магьосници или вещици.
  • Пожарна или въздушна структура- разрушителна човешка енергия, причинена от чест контакт с елементите на огън или въздух. Обикновено се среща при заклети пушачи. Същността атакува по време на пълнолуние и е особено привлечена от наранената тънка черупка. Основните признаци са превъзбуда и гневни атаки.
  • пиявица- извънземна неоплазма, привлечена от нисковибрационни излъчвания на човешки мисли. Обикновено те проникват поради вечното желание да бъдат богати и успешни, защото личността в същото време забавя духовното си развитие.
  • Земен знак Раке външно образувание, причинено от лакомия и прекомерен сексуален контакт. По време на пълнолуние атакува онези, които не знаят как да се справят с живота, и води до емоционален дисбаланс, чувство на страх и физическа слабост. Ако тази структура надделява над аурата, човекът ще бъде блед или със землист цвят. Вибрации от този тип са склонни да провокират рак.
  • Влечуго- генериране на енергия лоши мисли, гнусни желания. Причинява депресия, възбуда, сълзливост, нарушения на съня, агресия и мисли за самоубийство. Най-често срещаният тип такова същество е ларвата, която се стреми да укрепи своето лоши навици, например, заблуди за величие.
    Ларвите в сърцето предизвикват ревност и завист, а ларвите от дясната страна са привлечени от така наречения 13-ти кафяв свят и се считат за най-опасните поради развитието на неизвестни болести в човешкото тяло.

Под тавана в стаята има малки флаери и филми, които рядко общуват с индивида, но се хранят с енергията на неговите дела. Енергийните пломби могат да бъдат намерени във всяко сляпо пространство без пряка слънчева светлина или вентилация. Те се крият на височина 2-3 метра.

Някои листовки влизат в отворите на апартамента по време на ремонт. От гледна точка на реалната вреда, най-опасните в стаята изглеждат раирани енергийни създания без глави, които са източници на инфекциозни заболявания.

Отрицателни енергии, засягащи хората

В някои случаи аурата се деформира силно и енергията започва да изтича, когато върху биополето на индивида е упражнено съзнателно магическо въздействие. Също така енергийните субекти от другия свят могат да се придържат към отслабена тънка обвивка. Негативната информация, която хората предават един на друг, може да бъде разделена на няколко вида:

Дяволско око

Процедурата за запълване на астралното тяло на аурата с негативна информация отвън. В същото време новата енергия има емоционална конотация, обикновено разрушителна. Злото око нарушава функционирането на астралния слой, като същевременно блокира етерното тяло.

Това излагане е особено опасно за малки деца, които не знаят как да се защитават.

В резултат на това развиват стомашни инфекции и кожни заболявания. Що се отнася до възрастните, неприятните последици от злото око се появяват след няколко месеца. Това са неразумни страхове, несигурност, кошмари, болка в сърцето и кръста.

Щета

Това е негативно информационно и енергийно влияние с помощта на специално заклинание. Тук менталното тяло получава съсирек под формата на негативни мисловни форми.

Повреда може да бъде причинена от завист, но не и на близък роднина. Това се прави и от магьосници, екстрасенси и вещици.

Любовно заклинание или конспирация

Това е енергиен поток, който води до различни физически заболявания и психични разстройства. Тези информационни потоци са безполезни, освен ако причината за проблема не бъде адресирана. В противен случай човек просто става раздразнен или уморен, страда от истерия и мания на преследване, проявява агресия и не иска да живее.

Всички потенциални заболявания се задвижват още по-дълбоко в жизнените процеси на тялото.

по дяволите

Най-разрушителната енергия с негативно послание. Тази форма на въздействие засяга каузалното тяло – най-фината материя, отговорна за кармата. Проклятието е много силно и зло, защото иска да унищожи човек, като прекъсне връзката му с космическите сили. В този случай дори физическата обвивка и психическото тяло са унищожени.

Има и поколенческо проклятие - наследствена информация в подсъзнанието с рязко негативно отношение и емоционален стрес. До 7 поколения могат да страдат от тази енергия и да имат наследствени заболявания. Проклятието на предците уврежда Истинския Аз и астралното поле.

Освобождаване на отрицателна енергия върху човек

Нарушаването на енергията в резултат на случайно или целенасочено човешко въздействие винаги може да се усети не само в началния етап, но и в момента на предаване на негативни потоци. В този случай не е задължително източникът на негативизъм да е в пряк контакт с носителя на аурата. Ето защо е толкова важно да слушате вътрешните си усещания и интуиция.

Струва си да се отбележи, че предаването на отрицателна енергия не винаги е самоцел, понякога е просто страничен ефектеднопосочен обмен на енергия.

По-специално, енергийните вампири или хората, чиито канали за жизнена сила са блокирани поради повреда, се стремят да получат здравословна енергия от другите. В резултат на това те автоматично им дават част от деформираната си енергия.

Но по един или друг начин изхвърлянето на лоши съсиреци е неприятна процедура и е по-добре да я предотвратите предварително.

Как да определите, че в биополето ви се предават негативни сигнали

Човек се налага в разговор

Той говори за проблемите си, изисква съжаление и състрадание. Понякога, в името на вниманието, той може да започне да се държи предизвикателно или дори агресивно. Искайки да се отърве от своята негативност, индивидът плаче в жилетката си и иска да получи съвет. Човек иска да въвлече бъдещия си донор в трудности и неприятности.

Скучен монолог и оплаквания могат да се излеят не само по време на лични срещи, но и по телефона. Понякога хората могат да говорят с напевен глас или, обратно, да шепнат и съскат, за да изглеждат заплашителни.

Неангажиран критик

Случва се и обратната стратегия – това е позицията на необвързан критик. Обикновено такъв човек е на разстояние от вас, но след това започва да намира грешки, спокойствието му е нарушено от емоционална буря.

Някои от тези хора се стремят умишлено да дразнят жертвите си, като използват онези канали на влияние, на които човекът ще реагира по-чувствително. Например, можете да крещите на слухов обучаем и да правите коментари на визуален обучаем относно външния му вид.

Лична среща

Ако срещата е лична, когато предавате негативизъм, човекът определено ще приеме заплашителна поза. Директният визуален контакт също служи като много важен енергиен мост.

Такива хора обичат да затръшват вратите и постоянно да пипат собствените си дрехи, особено ако са облечени предизвикателно, за да привлекат визуално внимание.

Влизане в телесен контакт

Важна част от облекчаването на негативните потоци, ако жертвата и носителят на негативността са кинестетици. Човек може не само да докосне ръцете, лицето, раменете си, но и да стъпи на крака си и да се натисне. Хвърлянето на предмети към бъдещия донор също е вероятно.

Ако срещнете например циганка, тя може дори да ви изтръгне косъм или да ви сложи някакъв малък предмет в ръцете и след това да го вземе обратно.

Как да устоите на преноса на отрицателна енергия и да не станете донор на здрава жизненост против волята си? Най-добре е да не слушате човека, да прекъсвате разговора, да седите настрани и винаги да запазвате спокойствие. Понякога има смисъл да промените имиджа си, за да не привлечете вниманието на енергийните вампири. Също така е полезно да си представите въображаема огледална защита около тялото. По време на принудителна комуникация можете психически да се дистанцирате от опасен събеседник, навлизайки в света на вашите фантазии.

Ако вие самите имате нужда да изхвърлите негативна енергия, не я насочвайте към жив обект, а използвайте силата на стихиите. Можете да гледате течението на реката, разтваряйки мислите си в нея, дъжда и пламъка на свещ. Полезно е да вземете солени бани, да изгорите дървени стърготини в огън, да си представите фунии с негативизъм, които отиват в земята.

Как тежката аура влияе на събеседника?

Носителят на отрицателно биополе силно изтощава всички около себе си, дори с мимолетно и сладко общуване. Ако комуникацията е продължителна, тогава възниква чувство на меланхолия, меланхолия, депресия и липса на вяра в силата.

Може да има чувство на самота, безпочвена агресия и мисли за самоубийство. През нощта човекът ще бъде измъчван от кошмари.

Най-лошото при влиянието на тежката енергия е, че тя привлича всякакви дребни провали и големи неприятности към събеседника. Ето защо много хора веднага започват да изпитват необясним страх, безпокойство и наближаваща опасност в момента на общуване.

На физическо ниво тежката енергия на събеседника също се усеща. Обикновено човек започва да усеща главоболие, странен натиск и изтръпване в различни части на тялото. Гърдите се притискат и сърцето боли. Понякога се чувствате като настинка с температура и пот на челото. Често започват астматични пристъпи, задух и скокове на кръвното налягане. Последица от внезапна загуба на сила поради енергийния натиск на чужда аура е сънливост, хълцане и прозяване.

Отрицателната енергия в човек често се превръща в причина за дискомфорт за него и хората около него. Ето защо си струва редовно да диагностицирате собствената си аура за отрицателни съсиреци и да се опитате да гледате на света с положителна перспектива, изпращайки само добри намерения и мисли към света.

Н.К. Гладишева, ИОСО РАО, училище № 548, Москва

Този въпрос никога не е обсъждан конкретно и подробно в така наречените стабилни учебници. Смяташе се за твърде трудно за гимназистите. В същото време „по подразбиране“ учениците (и често учителите) вярват, че енергията може да бъде само положително количество. Това води до недоразумения при анализиране на преобразуването на енергия в различни процеси. Например, как да обясним, че когато водата се вари, цялата енергия, предадена на веществото, отива за изпаряване, докато средната кинетична енергиядвижението на частиците не се променя, но енергията на взаимодействие на частиците става равна на нула? Къде изчезва енергията, идваща от нагревателя? Могат да се дадат много такива примери. Но е по-целесъобразно да не премълчаваме, че енергията на взаимодействие между телата може да бъде както положителна, така и отрицателна. Трудностите при разбирането на тази разпоредба са пресилени. В крайна сметка дори и учениците начални класоверазберете, че температурата на околната среда може да бъде положителна или отрицателна! Освен това учениците доста лесно възприемат съществуването, наред със скалата на Келвин, на други температурни скали (Целзий, Фаренхайт, Реомюр). По този начин идеята, че числовата стойност на някаква физическа величина зависи от условно избран произход на нейната справка, не е неразбираема за ученик в гимназията.

Избор на отправна точка за потенциална енергия

Ще покажем как да обясним на учениците, че когато изучаваме механични явления, в много случаи е удобно да изберем референтното ниво за потенциална енергия, така че тя да има отрицателна стойност.

Анализът на трансформацията на енергията предполага по-подробно запознаване на учениците с нейните форми. Всеки учебник съобщава, че тяло с маса m, движещо се спрямо избрана отправна система с някаква скорост v, има кинетична енергия Ekin = mv2/2 в тази система. Ако в някаква отправна система тялото е неподвижно, то неговата кинетична енергия е равна на нула. Следователно кинетичната енергия на тялото се нарича енергия на движение. За разлика от други характеристики на движението, като скорост v или импулс p = mv, кинетичната енергия не е свързана с посоката на движение. Това е скаларна величина. Препоръчително е да поканите учениците самостоятелно да покажат, че кинетичната енергия на тяло и система от тела не може да бъде отрицателна величина.

Естеството на потенциалната енергия може да бъде напълно различно. В случай на математическо махало (материална точка с маса m, окачена на безтегловна неразтеглива нишка с дължина l), то се свързва с привличането на товара на махалото от Земята. Именно това гравитационно взаимодействие намалява скоростта на товара, докато се движи нагоре. В случай на удар на топка за тенис в стена, потенциалната енергия е свързана с деформацията на топката. Общото между енергията на взаимодействие на товара със Земята и енергията на деформация е, че тази енергия може да се преобразува в кинетична енергия и обратно.

Не всички процеси обаче са обратими. Например, когато чук удари парче олово, кинетичната енергия на чука сякаш изчезва без следа - чукът почти не отскача след удара. В този случай кинетичната енергия на чука се превръща в топлина и нейното последващо необратимо разсейване.

Нека разгледаме по-подробно понятието потенциална енергия. Природата на потенциалната енергия е различна, така че няма единна формула за нейното изчисляване. От всички видове взаимодействия най-често срещаме гравитационното взаимодействие на Земята и телата, разположени близо до нейната повърхност, така че на първо място трябва да се спрем на обсъждането на характеристиките на гравитационното взаимодействие.

Каква е формулата за изчисляване на потенциалната енергия на взаимодействие на Земята с телата, разположени близо до нейната повърхност? Отговорът се подсказва от трептенията на махалото. Моля, обърнете внимание (фиг. 1): точки B, в които кинетичната енергия се превръща напълно в латентна (потенциална) форма, и точка A,

където кинетичната енергия на махалото е напълно възстановена, лежат на различни височини над повърхността на Земята. Хюйгенс също установи, че височината h на издигане на махалото до точка B е пропорционална на квадрата на неговата скорост v2max в долната точка A. Лайбниц оцени количеството латентна (потенциална) енергия в точки B чрез масата m на махалото товар и височината h на неговото издигане по време на трептения. Точните измервания на максималната скорост vmax и височината h показват, че равенството винаги е изпълнено:

където g  10 N/kg = 10 m/s2. Ако в съответствие със закона за запазване на енергията приемем, че цялата кинетична енергия на махалото се преобразува в точки В в енергията на гравитационното взаимодействие на неговия товар със Земята, тогава енергията на това взаимодействие трябва да се изчисли, като се използва формулата:

Тази формула крие условно споразумение: позицията на взаимодействащите тела, при която енергията на тяхното взаимодействие En условно се счита за равна на нула (нулево ниво), е избрана така, че в тази позиция височината h = 0. Но при избора на нулево ниво, физиците се ръководят само от желанието да опростят решението на граничните задачи. Ако по някаква причина е удобно да се приеме, че потенциалната енергия е равна на нула в точка на височина h0  0, тогава формулата за потенциална енергия приема формата:

Ep = mg(h – h0).

Помислете за камък, падащ от скала (фиг. 2). Необходимо е да се определи как се променя кинетичната енергия Ek на камъка и потенциалната енергия En на взаимодействието му със Земята при падането му. Да предположим, че на ръба на скалата (точка А) скоростта на камъка е нула.

При падане на камък триенето му с въздуха е малко, така че можем да приемем, че няма разсейване на енергия и превръщането й в топлина. Следователно, според закона за запазване на енергията, когато камъкът падне, сумата от кинетичната и потенциалната енергия на системата от тела Земя + камък не се променя, т.е.

(Ek + Ep)|B = (Ek+E0)|A.

Нека отбележим следното.

1. Според условията на задачата в точка А скоростта на камъка е нула, следователно Ek| А = 0.

2. Удобно е да се избере нулевото ниво на потенциална енергия на взаимодействие между камъка и Земята по такъв начин, че да се опрости максимално решението на проблема. Тъй като е посочена само една фиксирана точка - ръбът на скала А - разумно е тя да се приеме за начало и да се постави Ep| A = 0. Тогава общата енергия (Ek + Ep)|A = 0. Следователно, по силата на закона за запазване на енергията, сумата от кинетичната и потенциалната енергия на камъка и Земята изобщо остава равна на нула точки от траекторията:

(Ek + Ep)|B = 0.

Сборът на две ненулеви числа е равен на нула само ако едното от тях е отрицателно, а другото е положително. Вече отбелязахме, че кинетичната енергия не може да бъде отрицателна. Следователно от равенството (Ek + Ep)|B = 0 следва, че потенциалната енергия на взаимодействие на падащ камък със Земята е отрицателна величина. Това се дължи на избора на нулево ниво на потенциална енергия. Взехме ръба на скалата като нулева отправна точка за координатата h на камъка. Всички точки, през които лети камъкът, лежат под ръба на скалата, а стойностите на h координатите на тези точки лежат под нулата, т.е. те са отрицателни. Следователно, съгласно формулата En = mgh, енергията En на взаимодействието на падащ камък със Земята също трябва да бъде отрицателна.

От уравнението на закона за запазване на енергията Ek + En = 0 следва, че на всяка височина h надолу от ръба на скалата кинетичната енергия на камъка е равна на неговата потенциална енергия, взета с обратен знак:

Ek = –En = –mgh

(Трябва да се помни, че h е отрицателна стойност). Графиките на зависимостта на потенциалната енергия Ep и кинетичната енергия Ek от координатата h са показани на фиг. 3.

Също така е полезно незабавно да се разгледа случаят, когато камък е хвърлен нагоре в точка А с определена вертикална скорост v0. В началния момент кинетичната енергия на камъка е Ek = mv02/2, а потенциалната енергия по конвенция е нула. В произволна точка от траекторията общата енергия е равна на сумата от кинетичната и потенциалната енергия mv2/2 + mgh. Законът за запазване на енергията се записва така:

mv02/2 = mv2/2 + mgh.

Тук h може да има както положителни, така и отрицателни стойности, което съответства на това, че камъкът се движи нагоре от точката на хвърляне или пада под точка A. По този начин за определени стойности на h потенциалната енергия е положителна, а за други е отрицателна. Този пример трябва да покаже на ученика конвенцията за определяне на определен знак на потенциалната енергия.

След като запознаете учениците с горния материал, препоръчително е да обсъдите с тях следните въпроси:

1. При какво условие кинетичната енергия на тялото е равна на нула? потенциална енергия на тялото?

2. Обяснете дали графиката на фиг. 1 отговаря на закона за запазване на енергията на системата от тела Земя + камък. 3.

3. Как се променя кинетичната енергия на хвърлена топка? Кога намалява? увеличава ли се?

4. Защо, когато камъкът падне, неговата потенциална енергия се оказва отрицателна, но когато момче се търкаля надолу по хълм, тя се счита за положителна?

Потенциална енергия на тяло в гравитационно поле

Следващата стъпка включва запознаване на учениците с потенциалната енергия на тяло в гравитационно поле. Енергията на взаимодействие на тялото с гравитационното поле на Земята се описва с формулата En = mgh само ако гравитационното поле на Земята може да се счита за еднородно, независимо от координатите. Гравитационното поле се определя от закона за всемирното привличане.

Н.К. Гладишева, ИОСО РАО, училище № 548, Москва

Този въпрос никога не е обсъждан конкретно и подробно в така наречените стабилни учебници. Смяташе се за твърде трудно за гимназистите. В същото време „по подразбиране“ учениците (и често учителите) вярват, че енергията може да бъде само положително количество. Това води до недоразумения при анализиране на преобразуването на енергия в различни процеси. Например, как можем да обясним, че когато водата се вари, цялата енергия, предадена на веществото, отива за изпаряване, докато средната кинетична енергия на движението на частиците не се променя и енергията на взаимодействие на частиците става равна на нула? Къде изчезва енергията, идваща от нагревателя? Могат да се дадат много такива примери. Но е по-целесъобразно да не премълчаваме, че енергията на взаимодействие между телата може да бъде както положителна, така и отрицателна. Трудностите при разбирането на тази разпоредба са пресилени. В крайна сметка дори учениците от началното училище разбират, че температурата на околната среда може да бъде както положителна, така и отрицателна! Освен това учениците доста лесно възприемат съществуването, наред със скалата на Келвин, на други температурни скали (Целзий, Фаренхайт, Реомюр). По този начин идеята, че числовата стойност на някаква физическа величина зависи от условно избран произход на нейната справка, не е неразбираема за ученик в гимназията.

Избор на отправна точка за потенциална енергия

Ще покажем как да обясним на учениците, че когато изучаваме механични явления, в много случаи е удобно да изберем референтното ниво за потенциална енергия, така че тя да има отрицателна стойност.

Анализът на трансформацията на енергията предполага по-подробно запознаване на учениците с нейните форми. Всеки учебник съобщава, че тяло с маса m, движещо се спрямо избрана отправна система с някаква скорост v, има кинетична енергия Ekin = mv2/2 в тази система. Ако в някаква отправна система тялото е неподвижно, то неговата кинетична енергия е равна на нула. Следователно кинетичната енергия на тялото се нарича енергия на движение. За разлика от други характеристики на движението, като скорост v или импулс p = mv, кинетичната енергия не е свързана с посоката на движение. Това е скаларна величина. Препоръчително е да поканите учениците самостоятелно да покажат, че кинетичната енергия на тяло и система от тела не може да бъде отрицателна величина.

Естеството на потенциалната енергия може да бъде напълно различно. В случай на математическо махало (материална точка с маса m, окачена на безтегловна неразтеглива нишка с дължина l), то се свързва с привличането на товара на махалото от Земята. Именно това гравитационно взаимодействие намалява скоростта на товара, докато се движи нагоре. В случай на удар на топка за тенис в стена, потенциалната енергия е свързана с деформацията на топката. Общото между енергията на взаимодействие на товара със Земята и енергията на деформация е, че тази енергия може да се преобразува в кинетична енергия и обратно.

Не всички процеси обаче са обратими. Например, когато чук удари парче олово, кинетичната енергия на чука сякаш изчезва без следа - чукът почти не отскача след удара. В този случай кинетичната енергия на чука се превръща в топлина и нейното последващо необратимо разсейване.

Нека разгледаме по-подробно понятието потенциална енергия. Природата на потенциалната енергия е различна, така че няма единна формула за нейното изчисляване. От всички видове взаимодействия най-често срещаме гравитационното взаимодействие на Земята и телата, разположени близо до нейната повърхност, така че на първо място трябва да се спрем на обсъждането на характеристиките на гравитационното взаимодействие.

Каква е формулата за изчисляване на потенциалната енергия на взаимодействие на Земята с телата, разположени близо до нейната повърхност? Отговорът се подсказва от трептенията на махалото. Моля, обърнете внимание (фиг. 1): точки B, в които кинетичната енергия се превръща напълно в латентна (потенциална) форма, и точка A,

където кинетичната енергия на махалото е напълно възстановена, лежат на различни височини над повърхността на Земята. Хюйгенс също установи, че височината h на издигане на махалото до точка B е пропорционална на квадрата на неговата скорост v2max в долната точка A. Лайбниц оцени количеството латентна (потенциална) енергия в точки B чрез масата m на махалото товар и височината h на неговото издигане по време на трептения. Точните измервания на максималната скорост vmax и височината h показват, че равенството винаги е изпълнено:

където g  10 N/kg = 10 m/s2. Ако в съответствие със закона за запазване на енергията приемем, че цялата кинетична енергия на махалото се преобразува в точки В в енергията на гравитационното взаимодействие на неговия товар със Земята, тогава енергията на това взаимодействие трябва да се изчисли, като се използва формулата:

Тази формула крие условно споразумение: позицията на взаимодействащите тела, при която енергията на тяхното взаимодействие En условно се счита за равна на нула (нулево ниво), е избрана така, че в тази позиция височината h = 0. Но при избора на нулево ниво, физиците се ръководят само от желанието да опростят решението на граничните задачи. Ако по някаква причина е удобно да се приеме, че потенциалната енергия е равна на нула в точка на височина h0  0, тогава формулата за потенциална енергия приема формата:

Ep = mg(h – h0).

Помислете за камък, падащ от скала (фиг. 2). Необходимо е да се определи как се променя кинетичната енергия Ek на камъка и потенциалната енергия En на взаимодействието му със Земята при падането му. Да предположим, че на ръба на скалата (точка А) скоростта на камъка е нула.

При падане на камък триенето му с въздуха е малко, така че можем да приемем, че няма разсейване на енергия и превръщането й в топлина. Следователно, според закона за запазване на енергията, когато камъкът падне, сумата от кинетичната и потенциалната енергия на системата от тела Земя + камък не се променя, т.е.

(Ek + Ep)|B = (Ek+E0)|A.

Нека отбележим следното.

1. Според условията на задачата в точка А скоростта на камъка е нула, следователно Ek| А = 0.

2. Удобно е да се избере нулевото ниво на потенциална енергия на взаимодействие между камъка и Земята по такъв начин, че да се опрости максимално решението на проблема. Тъй като е посочена само една фиксирана точка - ръбът на скала А - разумно е тя да се приеме за начало и да се постави Ep| A = 0. Тогава общата енергия (Ek + Ep)|A = 0. Следователно, по силата на закона за запазване на енергията, сумата от кинетичната и потенциалната енергия на камъка и Земята изобщо остава равна на нула точки от траекторията:

(Ek + Ep)|B = 0.

Сборът на две ненулеви числа е равен на нула само ако едното от тях е отрицателно, а другото е положително. Вече отбелязахме, че кинетичната енергия не може да бъде отрицателна. Следователно от равенството (Ek + Ep)|B = 0 следва, че потенциалната енергия на взаимодействие на падащ камък със Земята е отрицателна величина. Това се дължи на избора на нулево ниво на потенциална енергия. Взехме ръба на скалата като нулева отправна точка за координатата h на камъка. Всички точки, през които лети камъкът, лежат под ръба на скалата, а стойностите на h координатите на тези точки лежат под нулата, т.е. те са отрицателни. Следователно, съгласно формулата En = mgh, енергията En на взаимодействието на падащ камък със Земята също трябва да бъде отрицателна.

От уравнението на закона за запазване на енергията Ek + En = 0 следва, че на всяка височина h надолу от ръба на скалата кинетичната енергия на камъка е равна на неговата потенциална енергия, взета с обратен знак:

Ek = –En = –mgh

(Трябва да се помни, че h е отрицателна стойност). Графиките на зависимостта на потенциалната енергия Ep и кинетичната енергия Ek от координатата h са показани на фиг. 3.

Също така е полезно незабавно да се разгледа случаят, когато камък е хвърлен нагоре в точка А с определена вертикална скорост v0. В началния момент кинетичната енергия на камъка е Ek = mv02/2, а потенциалната енергия по конвенция е нула. В произволна точка от траекторията общата енергия е равна на сумата от кинетичната и потенциалната енергия mv2/2 + mgh. Законът за запазване на енергията се записва така:

mv02/2 = mv2/2 + mgh.

Тук h може да има както положителни, така и отрицателни стойности, което съответства на това, че камъкът се движи нагоре от точката на хвърляне или пада под точка A. По този начин за определени стойности на h потенциалната енергия е положителна, а за други е отрицателна. Този пример трябва да покаже на ученика конвенцията за определяне на определен знак на потенциалната енергия.

След като запознаете учениците с горния материал, препоръчително е да обсъдите с тях следните въпроси:

1. При какво условие кинетичната енергия на тялото е равна на нула? потенциална енергия на тялото?

2. Обяснете дали графиката на фиг. 1 отговаря на закона за запазване на енергията на системата от тела Земя + камък. 3.

3. Как се променя кинетичната енергия на хвърлена топка? Кога намалява? увеличава ли се?

4. Защо, когато камъкът падне, неговата потенциална енергия се оказва отрицателна, но когато момче се търкаля надолу по хълм, тя се счита за положителна?

Потенциална енергия на тяло в гравитационно поле

Следващата стъпка включва запознаване на учениците с потенциалната енергия на тяло в гравитационно поле. Енергията на взаимодействие на тялото с гравитационното поле на Земята се описва с формулата En = mgh само ако гравитационното поле на Земята може да се счита за еднородно, независимо от координатите. Гравитационното поле се определя от закона за всемирното привличане:

където R е радиус-векторът, начертан от центъра на масата на Земята (взет за начало) до дадена точка (припомнете си, че в закона за гравитацията телата се считат за точковидни и неподвижни). По аналогия с електростатиката тази формула може да се напише като:

и го наричаме вектор на интензитета на гравитационното поле в дадена точка. Ясно е, че това поле се променя с разстоянието от тялото, създаващо полето. Кога едно гравитационно поле може да се счита за хомогенно с достатъчна точност? Очевидно това е възможно в област от пространството, чиито размери h са много по-малки от разстоянието до центъра на полето R. С други думи, ако обмисляте камък, падащ от последния етаж на къща, можете спокойно да пренебрегнете разликата в стойността на гравитационното поле на горния и долния етаж. Въпреки това, когато се изучава движението на планетите около Слънцето, не може да се приеме, че планетата се движи в еднородно поле и трябва да се използва общият закон на гравитацията.

Можете да изведете обща формула за потенциалната енергия на гравитационното взаимодействие между телата (но не карайте учениците да възпроизвеждат това заключение, въпреки че те, разбира се, трябва да знаят крайната формула). Например, нека разгледаме две неподвижни точкови тела с маси m1 и m2, разположени на разстояние R0 едно от друго (фиг. 4). Нека обозначим енергията на гравитационното взаимодействие на тези тела с En0. Нека освен това приемем, че телата са се приближили малко до разстоянието R1. Енергията на взаимодействие на тези тела стана En1. Според закона за запазване на енергията:

Ep = Ep1 – Ep0 = Fтяга. ср. s,

където Fthrust cр – стойността на средната гравитационна сила в сечението s = R1 – R0 на движещото се по посока на силата тяло. Според закона за всемирното привличане големината на силата е:

Ако разстоянията R1 и R0 се различават малко едно от друго, тогава разстоянието Rav2 може да бъде заменено с продукта R1R0. Тогава:

В това равенство En1 съответства на отговаря . По този начин:

Получихме формула, която показва две характеристики на потенциалната енергия на гравитационното взаимодействие (тя се нарича още гравитационна енергия):

1. Самата формула вече съдържа избора на нулево ниво на потенциална гравитационна енергия, а именно: енергията на гравитационното взаимодействие на телата става нула, когато разстоянието между въпросните тела е безкрайно голямо. Моля, обърнете внимание, че този избор на нулева стойност на енергията на гравитационното взаимодействие на телата има ясна физическа интерпретация: когато телата се движат безкрайно далеч едно от друго, те практически престават да си взаимодействат гравитационно.

2. Тъй като всяко реално разстояние, например между Земята и ракета, разбира се, енергията на гравитационното взаимодействие с такъв избор на отправна точка винаги е отрицателна.

На фиг. Фигура 5 показва графика на зависимостта на енергията на гравитационното взаимодействие на ракетата със Земята от разстоянието между центъра на Земята и ракетата. Тя отразява и двете характеристики на гравитационната енергия, за които говорихме: показва, че тази енергия е отрицателна и нараства към нула с увеличаване на разстоянието между Земята и ракетата.

Комуникационна енергия

Придобитите от учениците знания, че енергията може да бъде както положителна, така и отрицателна величина, трябва да намерят своето приложение при изучаване на енергията на свързване на частиците на веществото в различните му агрегатни състояния. Например, на учениците може да се предложи следното качествено разсъждение.

Вече видяхме, че частиците материя винаги се движат хаотично. Именно чрез даряването на частиците със способността да се движат по този начин успяхме да обясним редица природни феномени. Но защо тогава масите и моливите, стените на къщите и ние самите не се разпръскваме на отделни частици?

Трябва да приемем, че частиците на материята си взаимодействат и се привличат една към друга. Само достатъчно силно взаимно привличане на частици може да ги задържи една до друга в течности и твърди вещества и да им попречи бързо да се разпръснат в различни посоки. Но защо тогава частиците в газовете не стоят близо една до друга, защо се разлитат? Очевидно в газовете взаимното свързване на частиците не е достатъчно, за да ги задържи.

В механиката, за да оценим взаимодействието (връзката) на телата, използвахме такова физическо количество като потенциалната енергия на взаимодействие. В кинетичната теория на материята връзката между частиците на материята се характеризира с енергията на тяхното взаимодействие Ec (тази енергия не винаги е потенциална). Фактът, че частиците в течности и твърди тела се задържат една друга, но не и в газове, предполага, че енергията на свързване на частиците една с друга в тези среди е различна.

Газ. В газа разстоянието между частиците е голямо и връзката им е слаба. Частиците понякога се сблъскват една с друга и със стените на съда. Сблъсъците са еластични по природа, т.е. общата енергия и общият импулс се запазват. В интервалите между сблъсъците частиците се движат свободно, т.е. не си взаимодействат. Разумно е да се приеме, че енергията на взаимодействие (връзка) на частиците в газ е приблизително нула.

Течност. В течността частиците се приближават една до друга и частично се докосват. Тяхното взаимно привличане е силно и се характеризира с енергията на свързване Ecw (вода). За да се откъсне една молекула от обема на течността, е необходимо да се извърши работа A> 0. В резултат на това молекулата ще стане свободна, както в газ, т.е. неговата енергия на свързване може да се счита за равна на нула. Според закона за запазване на енергията Ecw (вода) + A = 0, от което Ecw (вода) = –A< 0.

За да определим числената стойност на енергията Eb(вода) на частиците във вода, нека се обърнем към експеримента. Вече ежедневните наблюдения подсказват: за да изпарите водата, която кипи в чайник, трябва да изгорите определено количество дърва или газ. С други думи, трябва да се работи. С помощта на термометър можете да се уверите, че температурата на врящата вода и температурата на парата над нея са еднакви. Следователно средната енергия на движение на частиците във вряща вода и в пара е една и съща. Топлинната енергия, прехвърлена на вряща вода от горивото, се преобразува в енергията на взаимодействие на частиците от изпаряващата се вода. Това означава, че енергията Eb на частиците във вряща вода е по-малка, отколкото във водната пара. Но в двойка Ec (двойка) = 0, следователно енергията на взаимодействие на частиците в течност е по-малка от нула, т.е. отрицателен.

Измерванията с помощта на калориметри показват, че за да се изпари 1 kg вряща вода при нормално атмосферно налягане, трябва да й се предаде около 2,3  106 J енергия. Част от тази енергия (приблизително 0,2  106 J) се изразходва, за да може получената водна пара да измести частиците въздух от тънък слой над повърхността на течността. Останалата част от енергията (2,1  106 J) отива за увеличаване на енергията на свързване на водните частици по време на прехода им от течност към пара (фиг. 6). Изчисленията показват, че 1 kg вода съдържа 3,2  1025 частици. Разделяйки енергията 2,1  106 J на ​​3,2  1025, получаваме: енергията на свързване Eb на всяка водна частица с други частици по време на прехода й от течност към пара се увеличава с 6,6  10–20 J.

Твърди. За да разтопите и превърнете леда във вода, трябва да извършите работа или да прехвърлите определено количество топлина на леда. Енергия на свързване на водните молекули в твърдата фаза Eb< 0, причем эта энергия по модулю больше, чем энергия связи молекул воды в жидкой фаза. Когато ледът се топи, температурата му остава 0 °C; Водата, образувана при топенето, има същата температура. Следователно, за да се прехвърли веществото от твърдо в течно състояние, е необходимо да се увеличи енергията на взаимодействие на неговите частици. За да разтопите 1 kg лед, който вече е започнал да се топи, трябва да изразходвате 3,3  105 J енергия (фиг. 7). Почти цялата тази енергия се използва за увеличаване на енергията на свързване на частиците по време на прехода им от лед към вода. Споделяне на енергия

3,3  105 J на ​​брой от 3,2  1025 частици, съдържащи се в 1 kg лед, откриваме, че енергията на взаимодействие Eb на ледените частици е с 10–20 J по-малка, отколкото във водата.

Така че енергията на взаимодействие на частиците пара е нула. Във водата енергията на свързване на всяка нейна частица с други частици е приблизително 6,6  10–20 J по-малка, отколкото в парата, т.е. Eb(вода) = –6,6  10–20 J. В лед енергията на свързване на всяка частица с всички останали ледени частици е 1,0  10–20 J по-малка, отколкото във водата (и съответно 6,6  10–20 J + 1,0  10–20 J = 7,6  10–20 J по-малко, отколкото във водна пара). Това означава, че в лед Ec(ice) = –7,6  10–20 J.

Разглеждането на характеристиките на енергията на взаимодействие на частиците на веществото в различни агрегатни състояния е важно за разбирането на трансформацията на енергията по време на прехода на веществото от едно агрегатно състояние в друго.

Нека дадем по-специално примери за въпроси, на които учениците вече могат да отговорят без много затруднения.

1. Водата кипи при постоянна температура, абсорбирайки енергия от пламъка на газова горелка. Какво се случва, когато това се случи?

А) Увеличава се енергията на движение на водните молекули;

Б) увеличава се енергията на взаимодействие на водните молекули;

В) енергията на движение на водните молекули намалява;

Г) енергията на взаимодействие на водните молекули намалява.

(Отговор: Б.)

2. При топене на лед:

А) кинетичната енергия на парче лед се увеличава;

Б) вътрешната енергия на леда се увеличава;

В) потенциалната енергия на парче лед намалява;

Г) вътрешната енергия на леда намалява.

(Отговор: Б.)

Досега разглеждахме енергията на взаимодействие между привличащите се тела. Когато изучавате електростатика, е полезно да обсъдите с учениците въпроса дали енергията на взаимодействие на частиците е положителна или отрицателна, когато те се отблъскват една друга. Когато частиците се отблъскват, няма нужда да им се предава енергия, за да се отдалечат една от друга. Енергията на взаимодействието се преобразува в енергията на движение на летящите частици и намалява до нула с увеличаване на разстоянието между частиците. В този случай енергията на взаимодействие е положителна величина. Идентифицираните характеристики на енергията на взаимодействие могат да бъдат консолидирани при обсъждане на следните въпроси:

1. Положителна или отрицателна е енергията на взаимодействие между две противоположно заредени топки? Обосновете отговора си.

2. Положителна или отрицателна е енергията на взаимодействие между две еднакво заредени топки? Обосновете отговора си.

3. Два магнита се приближават един към друг с еднакви полюси. Увеличава ли се или намалява енергията на тяхното взаимодействие?

Комуникационна енергия в микрокосмоса

Според концепциите на квантовата механика атомът се състои от ядро, заобиколено от електрони. В отправната система, свързана с ядрото, общата енергия на атома е сумата от енергията на движението на електрона около ядрото, енергията на кулоновото взаимодействие на електрони с положително заредено ядро ​​и енергията на кулоновото взаимодействие на електрони един с друг. Нека разгледаме най-простия от атомите - водородния атом.

Смята се, че общата енергия на електрона е равна на сумата от кинетичната енергия и потенциалната енергия на кулоновото взаимодействие с ядрото. Според модела на Бор общата енергия на един електрон във водороден атом може да приеме само определен набор от стойности:

където E0 се изразява чрез световните константи и масата на електрона. По-удобно е да се измерват числените стойности на E(n) не в джаули, а в електронволта. Първите разрешени стойности са:

E(1) = –13,6 eV (енергия на земята, най-стабилно състояние на електрона);

E(2) = –3,4 eV;

E(3) = –1,52 eV.

Удобно е да се маркира цялата поредица от разрешени стойности на общата енергия на водороден атом с тирета по вертикалната енергийна ос (фиг. 8). Формулите за изчисляване на възможните стойности на електронната енергия за атоми на други химични елементи са сложни, т.к Атомите имат много електрони, които взаимодействат не само с ядрото, но и помежду си.

Атомите се комбинират, за да образуват молекули. В молекулите картината на движението и взаимодействието на електроните и атомните ядра е много по-сложна, отколкото в атомите. Съответно наборът от възможни стойности на вътрешната енергия се променя и става по-сложен. Възможните стойности на вътрешната енергия на всеки атом и молекула имат някои характеристики.

Вече изяснихме първата особеност: енергията на атома е квантована, т.е. може да приема само дискретен набор от стойности. Атомите на всяко вещество имат свой собствен набор от енергийни стойности.

Втората особеност е, че всички възможни стойности E(n) на общата енергия на електроните в атомите и молекулите са отрицателни. Тази характеристика е свързана с избора на нулево ниво на енергия на взаимодействие между електроните на атома и неговото ядро. Общоприето е, че енергията на взаимодействие на електрона с ядрото е нула, когато електронът се отдалечи на голямо разстояние и кулоновото привличане на електрона към ядрото е незначително. Но за да откъснете напълно електрон от ядрото, трябва да изразходвате малко работа и да го прехвърлите в системата ядро ​​+ електрон. С други думи, за да стане енергията на взаимодействие между електрон и ядро ​​нула, тя трябва да се увеличи. А това означава, че първоначалната енергия на взаимодействие между електрона и ядрото е по-малка от нула, т.е. отрицателен.

Третата особеност е, че направените на фиг. 8, маркировките на възможните стойности на вътрешната енергия на атома завършват при E = 0. Това не означава, че енергията на системата електрон + ядро ​​по принцип не може да бъде положителна. Но когато достигне нула, системата престава да бъде атом. Наистина, при стойност E = 0, електронът се отстранява от ядрото и вместо водороден атом има електрон и ядро, които не са свързани помежду си.

Ако отделеният електрон продължава да се движи с кинетична енергия Ek, тогава общата енергия на системата от вече не взаимодействащи частици йон + електрон може да приеме всякакви положителни стойности E = 0 + Ek.

Въпроси за обсъждане

1. Какви компоненти съставляват вътрешната енергия на атома?

2. Защо разгледахме енергията на атома само на примера на водородния атом?

3. Какви изводи за характеристиките на вътрешната енергия на атома следват от неговия квантово-механичен модел?

4. Защо считаме вътрешната енергия на атома или молекулата за отрицателна?

5. Може ли енергията на йон + електронна група да бъде положителна?

Запознаването с вътрешната енергия на атома не само ще консолидира знанията за възможността за отрицателни стойности на потенциалната енергия, но и ще обясни редица явления, например феномена на фотоелектричния ефект или излъчването на светлина от атомите. И накрая, придобитите знания ще ви позволят да обсъждате много интерес Питайза взаимодействието на нуклоните в ядрото.

Установено е, че атомното ядро ​​се състои от нуклони (протони и неутрони). Протонът е частица с маса 2000 пъти по-голяма от масата на електрона, носеща положителен електрически заряд (+1). Както е известно от електродинамиката, зарядите с еднакъв знак се отблъскват. Следователно електромагнитното взаимодействие раздалечава протоните. Защо ядрото не се разпада на съставните си части? Още през 1919 г., докато бомбардира ядра с α-частици, Е. Ръдърфорд установява, че за да избие протон от ядрото, α-частицата трябва да има енергия от около 7 MeV. Това е няколкостотин хиляди пъти повече енергия, отколкото е необходима за отстраняване на електрон от атом!

В резултат на многобройни експерименти беше установено, че частиците вътре в ядрото са свързани чрез принципно нов тип взаимодействие. Неговата интензивност е стотици пъти по-голяма от интензивността на електромагнитното взаимодействие, поради което е наречено силно взаимодействие. Това взаимодействие има важна характеристика: има малък обхват и се „включва“ само когато разстоянието между нуклоните не надвишава 10–15 м. Това обяснява малкия размер на всички атомни ядра (не повече от 10–14 м).

Протонно-неутронният модел на ядрото позволява да се изчисли енергията на свързване на нуклоните в ядрото. Да припомним, че според измерванията тя е приблизително равна на –7 MeV. Нека си представим, че 4 протона и 4 неутрона се комбинират, за да образуват берилиево ядро. Масата на всеки неутрон е mn = 939,57 MeV, а масата на всеки протон е mp = 938,28 MeV (тук използваме системата от единици, приета в ядрената физика, в която масата се измерва не в килограми, а в еквивалентни енергийни единици, преизчислено с помощта на връзката на Айнщайн E0 = mc2). Следователно общата енергия на покой на 4 протона и 4 неутрона, преди да се комбинират в ядро, е 7511,4 MeV. Енергията на покой на ядрото Be е 7454,7 MeV. Тя може да бъде представена като сума от енергията на покой на самите нуклони (7511,4 MeV) и енергията на свързване на нуклоните един с друг Eb. Ето защо:

7454,7 MeV = 7511,4 MeV + Ev.

От тук получаваме:

Ep = 7454,7 MeV –7511,4 MeV = –56,7 MeV.

Тази енергия се разпределя върху всичките 8 нуклона на берилиевото ядро. Следователно всеки от тях представлява приблизително –7 MeV, както следва от експериментите. Отново открихме, че енергията на свързване на взаимно привлечени частици е отрицателна величина.

5. Държави с отрицателна енергия. Положителен електрон

Уравненията на теорията на Дирак показват специални свойства, позволяващи решения, съответстващи на състоянията на частица, чиято енергия може да бъде отрицателна. Електронът в едно от тези състояния трябва да има някои доста странни свойства. За да се увеличи скоростта му, трябва да му се отнеме енергия. И, напротив, за да го спрете, трябва да му дадете малко енергия. В експеримент електрон никога не се е държал толкова странно. Следователно беше напълно законно да се смята, че състоянията с отрицателна енергия, чието съществуване се допуска от теорията на Дирак, всъщност не се реализират в природата. Може да се каже, че в този смисъл теорията дава твърде много, поне на пръв поглед.

Фактът, че уравненията на Дирак допускат възможността за съществуване на състояния с отрицателна енергия, несъмнено е резултат от тяхната релативистична природа. Наистина дори в релативистка динамикаелектрон, разработен от Айнщайн в рамките на специалната теория на относителността, разкрива възможността за движение с отрицателна енергия. По това време обаче трудностите в динамиката на Айнщайн не бяха много сериозни, тъй като тя, както всички предишни теории, приемаше, че всички физически процеси са непрекъснати. И тъй като собствената маса на електрона е ограничена, той винаги има ограничена вътрешна енергия в съответствие с релативистичния принцип за еквивалентност на масата и енергията. Тъй като тази вътрешна енергия не може да изчезне, ние не можем непрекъснато да преминаваме от състояние с положителна към състояние с отрицателна енергия. По този начин предположението за непрекъснатост на физическите процеси напълно изключва този вид преход.

Следователно е достатъчно да приемем, че в началния момент от време всички електрони са в състояния с положителна енергия, за да видим, че състоянието винаги остава същото. Трудността става много по-сериозна в механиката на Дирак, тъй като това е квантовата механика, допускаща съществуването на дискретни преходи във физическите явления. Може лесно да се види, че преходите между състояния с положителна и отрицателна енергия са не само възможни, но и трябва да се случват доста често. Клайн даде интересен пример за това как електрон с положителна енергия, влизайки в област, където действа бързо променящо се поле, може да напусне тази област в състояние с отрицателна енергия. Следователно фактът, че електрон с отрицателна енергия никога не е бил открит експериментално, се оказва много опасен за теорията на Дирак.

За да преодолее тази трудност, Дирак излезе с много гениална идея. Отбелязвайки, че според принципа на Паули, за който ще говорим в следващата глава, не може да има повече от един електрон в едно състояние, той приема, че в нормалното състояние на околния свят всички състояния с отрицателна енергия са заети от електрони. От това следва, че плътността на електроните с отрицателна енергия е еднаква навсякъде. Дирак предположи, че тази равномерна плътност не може да бъде наблюдавана. В същото време има повече електрони, отколкото са необходими за запълване на всички състояния с отрицателна енергия.

Този излишък е представен от електрони с положителна енергия, което можем да наблюдаваме в нашите експерименти. В изключителни случаи електрон с отрицателна енергия може под въздействието на външна сила да премине в състояние с положителна енергия. В този случай моментално се появява наблюдаван електрон и в същото време се образува дупка, празно пространство в разпределението на електрони с отрицателна енергия. Дирак показа, че такава дупка може да се наблюдава експериментално и трябва да се държи като частица с маса, равна на масата на електрона и заряд, равен на нея, но с противоположен знак. Ще го разглеждаме като антиелектрон, положителен електрон. Тази неочаквано образувана дупка не може да съществува дълго. Той ще бъде изпълнен с електрон с положителна енергия, който ще претърпи спонтанен преход в празно състояние с отрицателна енергия, придружен от излъчване. И така, Дирак обясни ненаблюдаемостта на състояния с отрицателна енергия и в същото време предсказа възможността, макар и рядко и ефимерно съществуване, на положителни електрони.

Несъмнено хипотезата на Дирак беше много проста, но на пръв поглед изглеждаше донякъде изкуствена. Възможно е голяма част от физиците да останат донякъде скептични в това отношение, ако експериментът не докаже веднага съществуването на положителни електрони, чиито характерни свойства Дирак току-що беше предсказал.

Наистина, през 1932 г., първо фините експерименти на Андерсън, а след това на Блекет и Очиалини, откриха, че разпадането на атомите под въздействието на космическите лъчи произвежда частици, които се държат точно като положителни електрони. Въпреки че все още беше невъзможно да се твърди абсолютно стриктно, че масата на новите частици е равна на масата на електрона и техният електрически заряд е равен и противоположен по знак на заряда на електрона, последващите експерименти направиха това съвпадение все повече и повече вероятно. Освен това се оказа, че положителните електрони са склонни бързо да изчезнат (анихилират), когато влязат в контакт с материята, а анихилацията е придружена от излъчване. Експериментите на Тибо и Жолио-Кюри изглежда не оставят никакво съмнение по този въпрос.

Изключителните обстоятелства, при които се появяват положителните електрони и способността им да анихилират, съкращавайки живота им, са точно свойствата, които Дирак предвижда. По този начин ситуацията се оказа обратната: съществуването на решения на уравненията на Дирак с отрицателна енергия не само не ги поставя под въпрос, но, напротив, показва, че тези уравнения предсказват съществуването и описват свойствата на положителни електрони.

Въпреки това трябва да признаем, че идеите на Дирак за дупките водят до сериозни затруднения по отношение на електромагнитните свойства на вакуума. Вероятно теорията на Дирак ще бъде реформирана и ще установи по-голяма симетрия между двата вида електрони, в резултат на което идеята за дупките, заедно с трудностите, свързани с нея, ще бъдат изоставени. В същото време няма съмнение, че експерименталното откритие на положителните електрони (наричани сега позитрони) представлява ново и забележително потвърждение на идеите, лежащи в основата на механиката на Дирак. Симетрията между двата вида електрони, която се установява в резултат на по-задълбочено изследване на някои аналитични характеристики на уравненията на Дирак, представлява голям интерес и несъмнено ще играе важна роля в по-нататъшното развитие на физичните теории.

От книгата Физическа химия: бележки от лекции автор Березовчук А В

ЛЕКЦИЯ № 1. Идеален газ. Уравнение на състоянието на реален газ 1. Елементи на молекулярно-кинетичната теория Науката познава четири вида агрегатни състояния на материята: твърдо, течно, газообразно, плазмено. Преходът на веществото от едно състояние в друго се нарича фаза

От книгата Най-новата книга с факти. Том 3 [Физика, химия и технологии. История и археология. Разни] автор Кондрашов Анатолий Павлович

2. Уравнение на състоянието на идеален газ Изследването на емпиричните газови закони (R. Boyle, J. Gay-Lussac) постепенно доведе до идеята за идеален газ, тъй като беше открито, че налягането на дадена маса от всеки газ при постоянна температура е обратно пропорционален

От книгата Неутрино - призрачната частица на атома от Айзък Азимов

4. Уравнение на състоянието на реален газ Изследванията показват, че уравнението на Менделеев-Клапейрон не се изпълнява много точно при изследване на различни газове. Холандският физик Й. Д. ван дер Ваалс е първият, който разбира причините за тези отклонения: една от тях е, че

От книгата Движение. Топлина автор Китайгородски Александър Исаакович

От книгата „Разбира се, че се шегувате, г-н Фейнман!“ автор Файнман Ричард Филипс

От книгата Захранвания и зарядни устройства на автора

XII. Състояния на материята Желязни пари и твърд въздух Не е ли странна комбинация от думи? Това обаче съвсем не са глупости: и железни пари, и твърд въздух съществуват в природата, но не при обикновени условия.За какви условия говорим? Агрегатното състояние се определя от книгата на автора

Как атомите обменят енергия? В първия експеримент са взети живачни пари. Енергията на електронните снаряди нараства постепенно. Оказа се, че при ниски енергии на електрони не се получава възбуждане на живачни атоми. Електроните ги удариха, но отскочиха със същото

От книгата на автора

Електронът се появява Докато атомните и молекулярните теории се развиват в химията, изследванията на електрическата проводимост в течности и електрическите разряди в газовете при ниско налягане разкриват, че атомът изобщо не е „неделим“, а съдържа

Много задачи разглеждат едномерното движение на тяло, чиято потенциална енергия е функция само на една променлива (например координатите Х),т.е. P=P(x). Извиква се графика на потенциалната енергия спрямо някакъв аргумент потенциална крива.Анализът на потенциалните криви ни позволява да определим естеството на движението на тялото.

Ще разгледаме само консервативни системи, т.е. системи, в които няма взаимно преобразуване на механична енергия в други видове.

Тогава е в сила законът за запазване на енергията във вида (13.3). Нека разгледаме графично представяне на потенциалната енергия за тяло в еднородно гравитационно поле и за еластично деформирано тяло.

Потенциална енергия на тяло с маса T,повдигнати на височина чнад земната повърхност, съгласно (12.7), P(h) = mgh.Графиката на тази зависимост P = P( ч) - права линия, минаваща през началото на координатите (фиг. 15), чийто ъгъл на наклон към оста чколкото по-голямо е, толкова по-голямо е телесното тегло (тъй като tg = mg).

Нека общата енергия на тялото е д(графиката му е права линия, успоредна на оста з).На високо чтялото има потенциална енергия P, която се определя от вертикалната отсечка, затворена между точката чпо оста x и графиката P( ч). Естествено, кинетичната енергия Tсе дава от ординатата между графиката P(h) и хоризонталната линия НЕЯ.От фиг. 15 следва, че ако h=h max , тогава Т= 0 и P = E= mgh max, т.е. потенциалната енергия става максимална и равна на общата енергия.

От графиката по-долу можете да намерите скоростта на тялото на височина ч:

мв 2 /2=mgh макс -mgh,където

v =2g (ч макс -з).

Зависимост на потенциалната енергия от еластична деформация P =kx 2 /2 от деформация хима формата на парабола (фиг. 16), където графиката на дадената обща енергия на тялото Е -права, успоредна на оста

абсцисата х, астойности Tи P се определят по същия начин, както на фиг. 15. От фиг. 16 следва, че с увеличаване на деформацията хПотенциалната енергия на тялото се увеличава, а кинетичната енергия намалява. Абсцисата x max определя максимално възможната деформация на опън на тялото, а -x max определя максимално възможната деформация на натиск на тялото. Ако x=±x max, тогава T=0 и П=E = kx 2 max /2, т.е потенциалната енергия става максимална и равна на пълната енергия.

От анализа на графиката на фиг. 16 следва, че при пълна енергия на тялото, равна на Д,тялото не може да се движи надясно x max и наляво -x max, тъй като кинетичната енергия не може да бъде отрицателна величина и следователно потенциалната енергия не може да бъде по-голяма от общата. В този случай те казват, че тялото е вътре потенциална дупкас координати

X max xx max .

В общия случай потенциалната крива може да има доста сложна форма, например с няколко редуващи се максимума и минимума (фиг. 17). Нека анализираме тази потенциална крива.

Ако де дадената обща енергия на частицата, тогава частицата може да се намира само там, където P(x) E, т.е. в зони I и III. Частицата не може да се движи от област I към III и обратно, тъй като е възпрепятствана потенциална бариераCDG,чиято ширина е равна на диапазона от стойности Х,за което Е<П, а его вы­сота определяется разностью П max -E. За да може една частица да преодолее потенциална бариера, тя трябва да получи допълнителна енергия, равна или по-голяма от височината на бариерата. В района 1 частица с пълна енергия дсе оказва „затворен“ в потенциална дупка ABCи осцилира между точки с координати x а И х ° С .

В точката INс координата х 0 (фиг. 17) потенциалната енергия на частицата е минимална. Тъй като силата, действаща върху частицата (виж §12) F х =-dП / д x (P е функция само на една координата) и условието за минимална потенциална енергия дП/ д x=0, тогава в точката INЕ х = 0. Когато една частица е изместена от позиция x 0 (както отляво, така и отдясно) изпитва възстановителна сила, така че позиция x 0 е позиция стабилно равновесие.Посочените условия са изпълнени и за точката Х" 0 (за P max). Тази точка обаче отговаря на позицията нестабилен баланс,тъй като когато една частица е изместена от позиция Х" 0 появява се сила, която се стреми да я отстрани от това положение.