برهمکنش ذرات با ماده. بررسی مواد مختلف نشان داد

برهمکنش ذرات با ماده به نوع، بار، جرم و انرژی آنها بستگی دارد. ذرات باردار با برهمکنش با الکترون های اتمی اتم های ماده را یونیزه می کنند. نوترون ها و کوانتوم های گاما در برخورد با ذرات موجود در ماده، انرژی خود را به آنها منتقل می کنند و در نتیجه تشکیل ذرات باردار ثانویه باعث یونیزه شدن می شوند. در مورد γ-کوانتا، فرآیندهای اصلی که منجر به تشکیل ذرات باردار می شوند، اثر فوتوالکتریک، اثر کامپتون و ایجاد جفت الکترون-پوزیترون هستند. برهمکنش ذرات با یک ماده به ویژگی هایی از ماده مانند چگالی، عدد اتمی و میانگین پتانسیل یونیزاسیون ماده بستگی دارد.

از دست دادن انرژی یونیزاسیون ذرات باردار سنگین

یک ذره باردار غیرنسبیتی سنگین با بار Ze و سرعت v در امتداد محور x در فاصله ρ از الکترون پرواز می کند (شکل 2.2). نیروی برهمکنش در لحظه نزدیکترین نزدیک شدن ذرات F = Ze 2 / ρ 2 . زمان اندرکنش Δt ≈ 2 ρ/v. تکانه انتقال یافته به الکترون Δp ≈ FΔt = 2Ze 2 / (ρ v) است. انرژی منتقل شده
ΔE ≈ (Δp) 2 / 2m e = 2Z 2 e 4 / (m e v 2 ρ 2). اگر n تعداد الکترون های یک واحد حجمی باشد، تعداد الکترون های یک عنصر حجمی است
∆N = 2πρndρdx. کل انرژی منتقل شده به الکترون ها،

که در آن m e ​​جرم الکترون است (m ec 2 = 511 keV انرژی استراحت الکترون است). c سرعت نور است. β = v/c; v سرعت ذره است. Z بار ذره بر حسب واحد بار پوزیترون است. n e چگالی الکترونی ماده است. میانگین پتانسیل یونیزاسیون اتم های ماده محیطی است که ذره از آن عبور می کند:
= 13.5Z " eV، جایی که Z " بار هسته های ماده محیط بر حسب واحد بار پوزیترون است.
r 0 \u003d e 2 / (m e c 2) \u003d 2.818 10 -13 سانتی متر - شعاع کلاسیک الکترون.

برنج. p4.2. از دست دادن انرژی ویژه یک ذره باردار در هوا.

برهمکنش الکترون ها با ماده

عبور الکترون ها از ماده با عبور ذرات باردار سنگین متفاوت است. دلیل اصلی جرم کوچک الکترون است که منجر به تغییر نسبتاً بزرگی در تکانه الکترون در هر برخورد با ذرات ماده می شود و باعث تغییر محسوس جهت الکترون و در نتیجه الکترومغناطیسی می شود. تابش - تشعشع.
اتلاف انرژی ویژه الکترونها با انرژی جنبشی Te مجموع تلفات انرژی یونیزاسیون و تشعشع است.

از دست دادن انرژی یونیزاسیون الکترونها

در ناحیه انرژی های الکترونی کم (T e< 1 МэВ) определяющий вклад в потери энергии дают неупругие ионизационные процессы взаимодействия с атомными электронами, включающие ионизацию атомов. Передаваемая в одном столкновении энергия в среднем мала и при движении в веществе потери складываются из очень большого числа таких малых потерь энергии.

از دست دادن انرژی تابشی الکترون ها

تلفات انرژی یونیزاسیون الکترون ها در منطقه با انرژی های نسبتا کم غالب است. با افزایش انرژی الکترون T e، اتلاف انرژی تابشی افزایش می یابد. طبق الکترودینامیک کلاسیک، باری که شتاب a را تجربه می کند، انرژی تابش می کند. توان تابش W با رابطه W = (2/3)e 2 a 2 /c 3 تعیین می شود. شتاب یک ذره با بار z در میدان یک هسته اتمی با بار Z: a≈ Zze 2 / (mr 2).
شتاب با جرم ذره m نسبت معکوس دارد. بنابراین، انرژی ساطع شده در طول کاهش سرعت یک پروتون کمتر از انرژی ساطع شده توسط یک الکترون در همان میدان ~ 3.5·10 6 برابر است. تلفات تشعشعی که نقش مهمی در کاهش سرعت الکترون‌های پرانرژی دارند، زمانی که ذرات باردار سنگین از ماده عبور می‌کنند، عملاً ناچیز هستند.

	E<< m e с 2 = 511 кэВ,

نسبت بین تابش و تلفات انرژی ویژه یونیزاسیون الکترونها برای مایع و جامد با رابطه زیر تعیین می شود:

(بند 4.4)

انرژی که در آن تلفات انرژی برای تشعشع و یونیزاسیون یکسان می شود بحرانی نامیده می شود.

محدوده یک ذره باردار در ماده

ذرات باردار سنگین عمدتاً با الکترون های اتمی برهمکنش می کنند و بنابراین کمی از جهت حرکت اولیه خود منحرف می شوند و تقریباً در یک خط مستقیم حرکت می کنند. میانگین طول مسیری که ذره طی می کند تا کاهش سرعت کامل با فاصله از نقطه ورود ذرات به ماده تا نقطه توقف آنها منطبق است و مسیر ذرات نامیده می شود. به طور معمول، مسافت پیموده شده بر حسب واحد طول (متر، سانتی متر، میکرون) یا طول ضربدر چگالی ماده (گرم بر سانتی متر مربع) اندازه گیری می شود.

محدوده ذرات α در مواد مختلف بسته به انرژی Tα

محدوده پروتون ها در آلومینیوم بسته به انرژی T p

برهمکنش γ-کوانتوم با ماده

در محدوده انرژی γ-کوانتا از 10 KeV تا 10 MeV، سه مکانیسم برهمکنش γ-کوانتوم با ماده بسیار مهم است:

• اثر فوتوالکتریک،
• پراکندگی کامپتون (نامنسجم).
• تشکیل جفت الکترون - پوزیترون

اثر فوتوالکتریک- فرآیند برهمکنش g-quanta با الکترون پوسته اتمی. یک الکترون از یک اتم با انرژی جنبشی Te = E γ – I i به بیرون پرواز می کند، که در آن E γ انرژی γ-کوانتومی است، I i پتانسیل یونیزاسیون پوسته الکترونی i اتم است. اثر کامپتون - فرآیند پراکندگی فوتون توسط یک الکترون آزاد که در آن طول موج فوتون پراکنده تغییر می کند. تشکیل جفت الکترون - پوزیترون در میدان هسته اتم با انرژی γ-کوانتومی E γ ≥ 2m ec 2 یا روی الکترون در E γ ≥ 4m ec 2 رخ می دهد.
در نتیجه فعل و انفعالات در ماده، شدت پرتو پرتو γ ضعیف می شود. تضعیف شدت یک پرتو تک انرژی از γ-کوانتوم توسط رابطه توصیف می شود

در اینجا N تعداد هسته های متوسط ​​در 1 سانتی متر 3 است.

برنج. p4.3. وابستگی ضریب جذب خطی در آلومینیوم و سرب به انرژی γ-کوانتومی

ضریب جذب μ به انرژی γ-کوانتوم و خواص ماده بستگی دارد. روابط دقیق برای مقاطع اثر فوتوالکتریک، اثر کامپتون و اثر تشکیل جفت را می توان با روش های الکترودینامیک کوانتومی به دست آورد. روابط زیر برای تخمین مقادیر مقطع استفاده می شود:

• سطح مقطع اثر فوتوالکتریک روی لایه الکترونی K نزدیکترین به هسته:

که در آن r e = e 2 / (m e c 2)، ε = E γ / (m e c 2).

برای ε<< 1:		(بند 4.10)
برای ε >> 1:		(بند 4.11)

• سطح مقطع تشکیل e + e - بخار

برای m e c 2<< E γ << 137m e c 2 Z -1/3

(بند 4.12)

در E γ >> 137m e c 2 Z -1/3

(بند 4.13)

تشعشعات چرنکوف

تابش چرنکوف تابش منسجم دوقطبی است که در نتیجه قطبش محیط توسط یک ذره باردار عبوری ایجاد می شود و زمانی رخ می دهد که این دوقطبی ها (اتم های قطبی شده) به حالت غیرقطبی اولیه خود بازگردند. اگر ذره به آرامی حرکت کند، دوقطبی ها زمان دارند تا در جهت خود بچرخند. در این حالت، قطبش محیط با توجه به مختصات ذره متقارن است. تابش دوقطبی های منفرد هنگام بازگشت به حالت اولیه، یکدیگر را خنثی می کنند. هنگامی که یک ذره برای یک محیط معین با سرعت "ابر نور" حرکت می کند، به دلیل واکنش تاخیری دوقطبی ها، آنها عمدتاً در جهت حرکت ذره هستند. قطبش حاصل با توجه به محل ذره نامتقارن است و تابش دوقطبی ها جبران نشده است.
جبهه موج تابش چرنکوف (شکل 2.5) پوشش امواج کروی است که از ذره ساطع می شود. فوتون ها با زاویه θ نسبت به جهت حرکت ذرات گسیل می شوند:

cosθ = (βn) -1،

که β = v/c، n ضریب شکست محیط است. پوشش امواج نور A برای ذره ای که با سرعت v>c/n حرکت می کند، مخروطی با زاویه باز شدن 2φ است که راس آن با موقعیت ذره در یک لحظه معین منطبق است (نقطه P " در شکل)، و نرمال های ژنراتیک مخروط، جهت انتشار تابش چرنکوف را نشان می دهد.

وظایف

P 4.1.تلفات انرژی پروتون ها و مزون های K + با انرژی جنبشی T = 100 MeV در فویل آلومینیومی به ضخامت 1 میلی متر چند بار متفاوت است؟

P 4.2.یک پرتو پروتون با انرژی جنبشی T = 500 MeV و جریان I = 1 mA از یک صفحه مسی با ضخامت D = 1 سانتی متر عبور می کند. توان W تلف شده توسط پرتو در صفحه را محاسبه کنید.

P 4.3.انرژی های حیاتی الکترون برای کربن، آلومینیوم و آهن را تعیین کنید.

P 4.4.جذب الکترونی با انرژی 2 مگا ولت در یک جاذب آلومینیومی ضروری است. ضخامت آن را مشخص کنید.
پاسخ: D = 0.35 سانتی متر

P 4.5.الکترون با انرژی 500 مگا ولت هنگام عبور از جاذب آلومینیومی به ضخامت 1 سانتی متر چه انرژی را از دست می دهد؟

P 4.6.یک منبع رادیواکتیو یک کوانتوم γ با انرژی 1 مگا ولت ساطع می کند. ضخامت دیواره ظرف سرب چقدر باید باشد تا شدت تابش 1) با ضریب 103، 2) با ضریب 105 کاهش یابد؟

P 4.7.انتقال انرژی ذرات باردار سنگین و سبک به ماده چگونه انجام می شود؟

P 4.8.چگونه تلفات یونیزاسیون ذرات به ویژگی های محیطی که در آن حرکت می کنند بستگی دارد؟

P 4.9.نسبت اتلاف انرژی یونیزاسیون ویژه ذرات α 10 MeV در هوا، کربن و سرب را محاسبه کنید.

P 4.10.اتلاف انرژی یونیزاسیون ویژه پروتون ها با انرژی های 1 MeV، 10 MeV، 100 MeV و 1 GeV در سرب را محاسبه کنید.

P 4.11.یک پروتون با انرژی جنبشی 10 مگا الکترون ولت با الکترون در حال سکون برخورد می کند. حداکثر انرژی دریافتی الکترون را محاسبه کنید.

P 4.12.محاسبه انرژی جنبشی T توسط یک الکترون در حالت استراحت اولیه هنگام عبور از کنار آن با پارامتر ضربه ρ ذره ای با جرم M و بار. ز. سرعت ذرات قبل از برخورد v<< c.
پاسخ:

P 4.13.الکترون ها و پروتون ها با انرژی 50 مگا ولت روی صفحه آلومینیومی به ضخامت 2 میلی متر می افتند. انرژی الکترون ها و پروتون ها را در خروجی صفحه تعیین کنید.
پاسخ: T p = 40.7 MeV، T e = 46.4 MeV

P 4.14.انرژی های حیاتی الکترون برای هوا، آب و سرب را محاسبه کنید.

P 4.15.اتلاف انرژی تابشی و یونیزاسیون الکترون با انرژی 100 مگا ولت هنگام عبور از ورق آلومینیوم و سرب را محاسبه کنید.
پاسخ: Al: (dT e/dx) یون = 6.2 MeV/cm، (dT e/dx) rad = 10.1 MeV/cm;
Pb: (dT e /dx) یون = 4.3 MeV/cm، (dT e /dx) راد = 44 MeV/cm

ص 4.16.مقاطع عرضی اثر فوتوالکتریک، پراکندگی کامپتون، و تولید جفت e + e - را در هنگام تابش Al با γ-کوانتا با انرژی‌های 1) 1 MeV، 2) 5 MeV، 3) 50 MeV محاسبه کنید.

P 4.17.محاسبه مقاطع برای اثر فوتوالکتریک، پراکندگی کامپتون، و تولید جفت e + e - در طول تابش با γ-کوانتا با انرژی 5 مگا ولت اهداف ساخته شده از کربن، آهن و سرب.

P 4.18.شارژ یک ماده چگونه است زدر مورد سهم نسبی مقاطع اثر فوتوالکتریک، پراکندگی کامپتون و تولید جفت‌های e + e - به کل مقطع برهم‌کنش کوانتوم‌های γ با ماده برای فوتون‌های دارای انرژی 1) 1 MeV، 2) 5 MeV، 3) 10 MeV و 4) 100 MeV؟

برهم کنش ذرات ماده

نظریه مدرن ساختار ماده بر پنج شرط اصلی استوار است.

1. همه مواد از ذرات تشکیل شده اند.

اتم- کوچکترین ذره یک عنصر شیمیایی که خواص خود را حفظ می کند. تمام عناصر شیمیایی شناخته شده در جدول تناوبی فهرست شده اند. یک مولکول کوچکترین ذره یک ماده است که خواص خود را حفظ می کند. یک مولکول می تواند از یک یا چند اتم تشکیل شده باشد.

2. بین ذرات ماده شکاف وجود دارد.

3. ذرات ماده به طور پیوسته و تصادفی حرکت می کنند.

4. حرکت ذرات ماده با افزایش دما شدیدتر می شود. حرکت ذرات ماده حرارتی نامیده می شود.

5. ذرات ماده با یکدیگر تعامل دارند: جذب و دفع می کنند. جاذبه و دافعه به طور همزمان و پیوسته عمل می کنند. نیروهای فعل و انفعال خصوصیات حالات مجموع ماده را تعیین می کنند. از آنجایی که ترکیب اتم ها و مولکول ها شامل ذرات با بار الکتریکی است، برهمکنش های بین مولکولی ماهیت الکترومغناطیسی دارند. نیروهای جاذبه و دافعه به فاصله بین ذرات بستگی متفاوتی دارد. در فاصله ای تقریبا برابر با اندازه ذره، جاذبه و دافعه برابر است. این فاصله مربوط به پایدارترین آرایش ذرات است؛ با کاهش فاصله، دافعه ذرات غالب است. با افزایش - جاذبه. در فواصل بیش از ده بار یا بیشتر از اندازه ذرات، نیروهای برهمکنش ناچیز است.

هر یک از مفاد پنج گانه نظریه ساختار ماده دارای شواهد تجربی است.

1. عکس های مواد با بزرگنمایی بالا. پدیده هایی مانند سنگ زنی، انحلال، پخش شدن مایعات تا تشکیل لایه های نازک.

2. عکس از ماده. انبساط حرارتی مواد. کاهش حجم کل هنگام مخلوط کردن مایعات مختلف.

3. انتشار و حرکت براونی.

4. افزایش سرعت انتشار و شدت حرکت براونی با افزایش دمای ماده.

5. چسبندگی مواد در تماس نزدیک آنها، تغییر شکل الاستیک، خیس شدن سطوح جامد توسط مایعات.

چرا بسیاری از جامدات استحکام بالایی دارند؟ یک لوکوموتیو دیزلی را می توان روی یک کابل فولادی با ضخامت تنها 25 میلی متر بلند کرد. تقسیم سنگ به قطعات دشوار است. این را می توان با جاذبه ذرات تشکیل دهنده جامدات توضیح داد. مولکول ها (اتم ها) در جامدات به یکدیگر جذب می شوند.اما چرا تکه‌های یک فنجان شیشه‌ای شکسته را نمی‌توان بدون چسب به هم متصل کرد؟ در عین حال، قطعات پلاستیکی را می توان به راحتی به یک تکه متصل کرد.

این حقایق را می‌توان با این فرض توضیح داد که جاذبه مولکول‌ها (اتم‌ها) تنها در فواصل کوچک بین آنها آشکار می‌شود. در واقع، اگر تکه های شیشه را طوری گرم کنید که لیوان نرم شود و آنها را روی هم فشار دهید، به هم می چسبند و یک کل می شوند.

مولکول های مایع نیز جذب می شوند. بیایید یک آزمایش انجام دهیم. یک صفحه شیشه ای تمیز روی فنر آویزان می کنیم و با اشاره گر محل انتهای پایین فنر را مشخص می کنیم. ظرفی را با آب داخل بشقاب می آوریم تا سطح آب را لمس کند و پس از آن ظرف را پایین می آوریم تا صفحه جدا شود. امتداد فنر افزایش می یابد که نشان دهنده جذب ذرات مایع (آب) در ظرف و روی سطح صفحه شیشه ای است.

اما مولکول‌ها (اتم‌های) گاز عملاً جذب یکدیگر نمی‌شوند. در گازها، ذرات در فواصل بیشتری نسبت به مایعات و جامدات قرار دارند. جاذبه در این فواصل ناچیز است. بنابراین، مولکول های گاز در کل حجم ارائه شده توسط گاز پراکنده می شوند. به عنوان مثال، بوی عطر از یک بطری باز در تمام اتاق پخش می شود.

آیا دافعه بین مولکول ها وجود دارد؟

یک توپ لاستیکی جامد بردارید و سعی کنید آن را فشار دهید. راحت انجام میشه؟ فقط باید فشار دادن توپ را متوقف کرد، زیرا فوراً شکل خود را بازیابی می کند. به معنای، دافعه بین ذرات وجود دارد. این دفع ذرات بود که فشرده کردن توپ را دشوار می کرد، همچنین شکل اولیه خود را بازیابی کرد.

درک این نکته بسیار مهم است که جاذبه و دافعه ذرات ماده تنها در فواصل کوچک بین ذرات، یعنی در جامدات و مایعات، خود را نشان می دهد و با این فواصل به طرز محسوسی تغییر می کند. با توصیف برهمکنش مولکول ها، آنها را با توپ مدل سازی می کنیم. بنابراین، در فواصل معین، جاذبه دو مولکول با دافعه جبران (متعادل) می شود. وقتی مولکول ها دور می شوند، دافعه کمتر از جاذبه می شود و وقتی مولکول ها به یکدیگر نزدیک می شوند، دافعه از جاذبه بیشتر می شود.

برهمکنش دو مولکول در بدن را می توان به طور مشروط با برهمکنش دو توپ که توسط یک فنر در کنار هم نگه داشته شده اند مقایسه کرد. در فواصل r > r 0 (فنر کشیده شده است)، توپ ها به یکدیگر جذب می شوند و در فواصل r < r 0 (فشرده فنر) - دفع.

اگرچه این مدل گویا است، اما یک اشکال دارد: بین توپ ها جاذبه یا دافعه را نشان می دهد. بین ذرات ماده جاذبه و دافعه وجود دارد. همزمان!در برخی فواصل (هنگامی که ذرات دور می شوند) جاذبه غالب است و در برخی دیگر (هنگامی که به یکدیگر نزدیک می شوند) دافعه غالب است.

اگر انتهای دو سیلندر سربی را با چاقو یا تیغه با دقت تمیز کنید و آنها را محکم روی هم فشار دهید، آنگاه سیلندرها به هم می چسبند. جاذبه متقابل سیلندرها به حدی است که می توانند وزنه ای را با جرم نگه دارند متر= 5 کیلوگرم

"چسبندگی" استوانه های سرب ثابت می کند که ذرات مواد قادر به جذب یکدیگر هستند. با این حال، این جاذبه تنها زمانی رخ می دهد که سطوح بدنه ها بسیار صاف باشند (برای این کار تمیز کردن با تیغه لازم بود). علاوه بر این، اجسام باید به شدت به یکدیگر فشار داده شوند تا فاصله بین سطوح اجسام با فاصله بین مولکول ها قابل مقایسه باشد.

چرا بسیاری از جامدات استحکام بالایی دارند؟ یک لوکوموتیو دیزلی را می توان روی یک کابل فولادی با ضخامت تنها 25 میلی متر بلند کرد. تقسیم سنگ به قطعات دشوار است. این را می توان با جاذبه ذرات تشکیل دهنده جامدات توضیح داد. مولکول ها (اتم ها) در جامدات به یکدیگر جذب می شوند. اما چرا تکه‌های یک فنجان شیشه‌ای شکسته را نمی‌توان بدون چسب به هم متصل کرد؟ در عین حال، قطعات پلاستیکی را می توان به راحتی به یک تکه متصل کرد. این تجربه را خودتان انجام دهید.

این حقایق را می‌توان با این فرض توضیح داد که جاذبه مولکول‌ها (اتم‌ها) تنها در فواصل کوچک بین آنها آشکار می‌شود. در واقع، اگر تکه های شیشه را طوری گرم کنید که لیوان نرم شود و آنها را روی هم فشار دهید، به هم می چسبند و یک کل می شوند.

مولکول های مایع نیز جذب می شوند. بیایید یک آزمایش انجام دهیم. یک صفحه شیشه ای تمیز را روی فنر آویزان می کنیم و محل انتهای پایین فنر را با اشاره گر مشخص می کنیم (شکل 106، الف). ظرفی را با آب به صفحه می آوریم تا با سطح آب تماس پیدا کند (شکل 106، ب) و پس از آن ظرف را پایین می آوریم تا صفحه جدا شود. امتداد فنر افزایش می یابد که نشان دهنده جذب ذرات مایع (آب) در ظرف و روی سطح صفحه شیشه ای است.

برنج. 106

اما مولکول‌ها (اتم‌های) گاز عملاً جذب یکدیگر نمی‌شوند. در گازها، ذرات در فواصل بیشتری نسبت به مایعات و جامدات قرار دارند. جاذبه در این فواصل ناچیز است. بنابراین، مولکول های گاز در کل حجم ارائه شده توسط گاز پراکنده می شوند. به عنوان مثال، بوی عطر از یک بطری باز در تمام اتاق پخش می شود.

آیا دافعه بین مولکول ها وجود دارد؟

یک توپ لاستیکی جامد بردارید و سعی کنید آن را فشار دهید (شکل 107، a). راحت انجام میشه؟ فقط باید فشار دادن توپ را متوقف کرد، زیرا فوراً شکل خود را بازیابی می کند (شکل 107، ب). به معنای، بین ذراتتوپ دافعه وجود دارد. این دفع ذرات بود که فشرده کردن توپ را دشوار می کرد، همچنین شکل اولیه خود را بازیابی کرد.

برنج. 107

درک این نکته بسیار مهم است که جاذبه و دافعه ذرات ماده تنها در فواصل کوچک بین ذرات، یعنی در جامدات و مایعات، خود را نشان می دهد و با این فواصل به طرز محسوسی تغییر می کند. با توصیف برهمکنش مولکول ها، آنها را با توپ مدل سازی می کنیم. بنابراین، در فواصل معین، جاذبه دو مولکول با دافعه (تعادل) جبران می شود (شکل 108، a). هنگامی که مولکول ها دور می شوند (شکل 108، ب)، دافعه کمتر از جاذبه می شود، و هنگامی که مولکول ها نزدیک می شوند (شکل 108، ج)، دافعه بیشتر از جاذبه می شود.

برنج. 108

برهمکنش دو مولکول در بدن را می توان به طور مشروط با برهمکنش دو توپ که توسط یک فنر در کنار هم نگه داشته شده اند مقایسه کرد (شکل 109، a). در فواصل r\u003e r 0 (چشمه کشیده شده است)، توپ ها به یکدیگر جذب می شوند (شکل 109، b) و در فواصل r< r 0 (пружина сжата) - отталкиваются (рис. 109, в).

برنج. 109

اگرچه این مدل گویا است، اما یک اشکال دارد: بین توپ ها جاذبه یا دافعه را نشان می دهد. بین ذرات ماده، جاذبه و دافعه به طور همزمان وجود دارد! در برخی فواصل (هنگامی که ذرات دور می شوند) جاذبه غالب است و در برخی دیگر (هنگامی که به یکدیگر نزدیک می شوند) دافعه غالب است.

فکر کن و جواب بده

1. چه حقایقی که برای شما شناخته شده است با جاذبه متقابل ذرات ماده توضیح داده می شود؟ دافعه متقابل؟
2. چرا گاز همیشه کل حجم ارائه شده را می گیرد؟
3. چرا کشش کابل فلزی بسیار دشوارتر از کابل لاستیکی با همان اندازه است؟
4. آب را داخل یک سرنگ طبی (بدون سوزن) بکشید. سوراخ را با انگشت خود ببندید و آب را با پیستون فشار دهید. چرا آب عملا تراکم ناپذیر است؟
5. پاک کن را فشار داده و رها کنید. چه چیزی باعث شد که پاک کن به شکل و اندازه اصلی خود بازگردد؟
6. به تجربه نشان دهید که ورق های خشک کاغذ به یکدیگر نمی چسبند، اما مرطوب شده با آب می چسبند. اثر مشاهده شده را توضیح دهید.
7. دو ورق کاغذ را مرطوب کنید: یکی با آب و دیگری با روغن نباتی. آیا آنها لغزش خواهند کرد؟ برای توضیح این پدیده فرضیه ای پیشنهاد کنید.

خودتان در خانه انجام دهید

1. دو تکه شمع پارافین را در تماس قرار دهید. وصل شدند؟ چرا؟
2. انتهای یک تکه شمع را در شعله یک لامپ الکلی (یا شمع دیگر) گرم کنید تا نرم شود. قطعات را به هم وصل کنید. در نتیجه چه اتفاقی افتاد؟ چرا؟

جالب است بدانید!

اگر انتهای دو سیلندر سربی را با چاقو یا تیغه با دقت تمیز کنید و آنها را محکم روی هم فشار دهید، آنگاه سیلندرها به هم می چسبند. جاذبه متقابل سیلندرها به قدری زیاد است که می توانند وزنی به جرم m = 5 کیلوگرم را نگه دارند (شکل 110).

برنج. 110

"چسبندگی" استوانه های سرب ثابت می کند که ذرات مواد قادر به جذب یکدیگر هستند. با این حال، این جاذبه تنها زمانی رخ می دهد که سطوح بدنه ها بسیار صاف باشند (برای این کار تمیز کردن با تیغه لازم بود). علاوه بر این، اجسام باید به شدت به یکدیگر فشار داده شوند تا فاصله بین سطوح اجسام با فاصله بین مولکول ها قابل مقایسه باشد.