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胶州黄铜球 电荷守恒是什么意思

如果在一个物理过程中产生或消失了某种符号的电荷,单位时间从任一封闭曲面流出的电量应等于该封闭曲面内总电量变化率的负值(即等于单位时间封闭曲面内减少的电量)。并且实验结果与冰桶内是否装有其他物质以及小球是否与之接触均无关。这意味着电荷守恒具有更深刻的根源。其实我们百科所查到的地球质量是经过严格计算出来的结果,简单粗略测量地球质量的方法。...

胶州黄铜球,电荷守恒是什么意思?

物理学的基本定律之一 。它指出,对于一个孤立系统,不论发生什么变化 ,其中所有电荷的代数和永远保持不变。电荷守恒定律表明,如果某一区域中的电荷增加或减少了,那么必定有等量的电荷进入或离开该区域;如果在一个物理过程中产生或消失了某种符号的电荷,那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失。

根据电荷守恒定律,单位时间从任一封闭曲面流出的电量应等于该封闭曲面内总电量变化率的负值(即等于单位时间封闭曲面内减少的电量)。如果没有电量补充,当封闭曲面内的电量全部流出后,此过程便将中止。因此,为了维持持续恒定的电流,在电量从任一封闭曲面内流出的同时,必须有相等的电量流入。换言之,恒定电流应构成闭合的没有源头的回路,这是电荷守恒定律应用于恒定电流的结果。

1843年,M.法拉第做了冰桶实验,并据此最早提出电荷守恒的观念。法拉第把白铁皮做的冰桶放在绝缘物上,用导线把冰桶外面与金箔验电器相接。用丝线将带电小黄铜球吊进冰桶内,随着小球的深入,验电器箔片逐渐张开并达到最大张角,尔后,即使小球再深入,甚至与冰桶接触,张角也不再变化。并且实验结果与冰桶内是否装有其他物质以及小球是否与之接触均无关。冰桶实验表明,其中的电荷可以转移变动,但不会无中生有,也不会变有为无,总量守恒。这是电荷守恒定律第一个令人满意的实验证明。

电荷守恒定律是大量实验事实的总结,适用于迄今所知的一切宏观过程和微观过程。质子和电子是正负电荷的基本单元。在各种物理过程中,电子和质子总数不变,只是组合方式或所在位置有所改变,因而电荷守恒是十分自然的。

值得指出的,近代物理学发现了大量有关基本粒子互相转化的事实。例如正、负电子e+、e-对撞湮没 ,产生两个γ光子;中子n的衰变

式中p是质子;是反中微子。在这些过程中,出现了电荷的消失或产生,但反应物的总电荷等于生成物的总电荷,电荷仍守恒。这意味着电荷守恒具有更深刻的根源。

地球的质量是怎么计算出来的?

其实我们百科所查到的地球质量是经过严格计算出来的结果,其中考虑了许多影响因素,可能原理不复杂,但是计算量却很大,因此这里我主要讲一种,普通人利用身边的工具,简单粗略测量地球质量的方法。

需要测量的物理量

测量任何一个数据前,我们都要想清楚到底是直接测量还是间接测量,例如我们量水的毫升数,物体的重量,物体的个数等都属于直接测量,但是像地球的质量这类问题显然是无法直接测量的。

所以我们只能够选择间接测量,简介测量无非就是利用可以质量测量的物理量,通过物理原理或者物理关系来间接求出。所以我们首先要确定这个物理关系。

我们时时刻刻都站在地球表面受着地球的引力,因此我们就不妨用万有引力定律来计算。因为是粗略计算,我们简单认为万有引力完全提供重力。

也就是GMm/r^2=mg化简就能得到

M=gr^2/G (1)

在已知万有引力常数的情况下,我们需要测量的物理量就是重力加速度g 和地球半径r 。

重力加速度g的测量

测量重力加速度最简单的方法就是自由落体运动了,利用秒表或者手机测量一个物体从高处下落的时间,当然为了更精确你可以利用更好的设计来减少时间误差。

这种方法相信大家中学物理实验已经做过很多次了,所以很简单这里就不过多阐述了。

地球半径的测量

相比较来说地球半径的测量的一般方法就稍微复杂点,因为我们只是为了了解原理,这里我给大家提供一种简单方法。

首先选择一处视野开阔,地势平坦的地方,最好是大草原或者海边这种,面对太阳躺下,在太阳完全消失在地平线的时候按下秒表,并立马起身,你会看到太阳还没下山,等再次太阳消失在地平线时停止秒表。

那么怎么测量地球半径呢?原理图给大家放在下面,从这个图我们能得到一个关系式:

cosα=r/(r +h),其中α是地球自转角度,h是我们的身高。所以我们只需要知道α就可以了。

还记得我们的秒表吗?没错由于地球每24小时自转360度,所以t /α=24×3600/360就是α的数值,因此我们的半径也就可以知道了。

将重力加速度和地球半径带入(1)式,我们就可以近似得到地球的质量。

再次强调下,这种方法只是我给大家提供的一种自己测量地球质量的简单方法,并不是说古代就是用这种方法测量的。同样这种方法虽然有误差,但是计算出的结果误差并没有那么大。

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