Как растёт с температурой сопротивление лампы накала?
Vložit
- čas přidán 14. 05. 2020
- Пытаемся разобраться, почему удельное сопротивление металлов растёт пропорционально абсолютной температуре.
Наш канал с дополнительными материалами
t.me/getaclass_channel
Новосибирский Государственный Университет
www.nsu.ru/n/
Физический факультет НГУ
Тот момент, когда ждал действительно понятного объяснения, а получил 300 формул.
Можно так же но про релеевское рассеивание света в атмосфере. Что именно происходит и как это связанно с длинной волны.
спасибо за видео ролик. Понятней стало.
Все шло к тому, что тетта^2 в какой-то формуле пропорциональна температуре T... И это факт...
замечательно в течении короткого времени ! супер! важное логическая связь между сопротивлением и температуръ! супер!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
"Вместо того, чтобы говорить о движении пучка электронов через материальное тело, можно говорить о распространении через это тело некоторых «катодных» волн. При этом понятие длины свободного пробега утрачивает смысл и заменяется величиной коэффициента рассеяния волн mu. " -- пишут в Френкель Я.И. Введение в теорию металлов 1958 год, стр.95 , и далее "Поскольку длина электронной волны больше, чем междуатомные расстояния, взаимодействие электронов с отдельными атомами не может вызывать их рассеивания;
последнее происходит лишь благодаря флуктуациям плотности, обусловленным тепловым движением атомов в теле." ... т.е. холодная каша из однородных атомов становится из-за теплового движения кашой с комочками !!! и на комочках и рассеиваются электронные волны ! o_O
" сопротивление металла растет по такому же закону, как давление газа при изменении температуры. Давление газа растет
потому, что энергия теплового движения его частиц прямо пропорциональна температуре; сопротивление металла растет
потому, что коэффициент рассеивания электронов в этом металле растет прямо пропорционально температуре. " пишут там же. Т.е. , если гипотетически объединять это с зонной теорией, то получается , что тепловое движение в процессе увеличивает и уменьшает расстояния между атомами, и когда расстояние увеличивается , то уменьшается перекрытие квантовых систем, из-за этого уменьшается количество энергетических уровней, и электрону приходится переходить на другие более далёкие уровни , тратя на это энергию электрического поля ...
оттуда же про сплавы -- "Следует подчеркнуть, что фактором, определяющим дополнительное электрическое сопротивление сплавов, является уменьшение дальнего порядка, а не ближнего порядка, т. е. уменьшение степени правильности в расположении атомов обоего сорта по узлам решетки, а не степени правильности в чередовании разных атомов. Последнее обстоятельство существенной роли для сопротивления не играет."... т.е. электропроводность получается настолько низкоэнергетический волновой процесс, что на него влияют только очень крупные вещи. В электронной микроскопии эта крупнота как я понял порядка 100 амстренгов (там отражение линейное и практически упругое)
@@RobotN001 , если всё вокруг представлять как волны, то многие явления здорово вписывается в поведение волн.
В ролике с ультразвуком, например, тоже самое. Просто звуковая волна, это ЧМ модуляция (частицы воздуха - это высокочастотные волны, а ультразвук это низкочастотная модуляция), тогда фольга это тоже набор стоячих электромагнитных волн.
Но так как длинны волн очень сильно отличаются, то и взаимодействие этих волн довольно слабое, то есть взаимодействие стоячей звуковой волны и фольги.
@@Olexsy952 не, там скорее из-за высокой плотности фольги коэффициент отражения звука весьма высок. а если бы скачок плотности уменьшить , обклеив фольгу сначала плотной пластмассой, потом пенопластом например, а потом аэрогелем, то коэффициент отражения стал бы сильно меньше ))) в оптике также просветляющие покрытия на линзы наносят )
@@RobotN001 , так и оптика про волны, явление дифракция например.
Звучит бредово, но объяснеие хорошо укладывается в поведение волн.
Все скорости привыкли сравнивать со скоростью света, мол преодолеть скорость света нельзя, а почему свет? Свет это элекромагнитная волна, значит уместно говорить об ЭМП. Может нужно сравнивать со скоростью распространения напряжённости электрического поля (ЭМП), а не со скоростью света?
Скорости одинаковые, но зато так интереснее получается.
Со светом, эффект Доплера например, объясняет красное смещение от далёких звёзд, которые удаляются вместе с расширением вселенной.
Я вообще не физик, это у меня сейчас воображение разыгралось.
Ща поищу почитать на эту тему
Отличное видео!!!
Возможно, я невнимательно слушал, но после вывода формул я не увидел объяснения, почему же это происходит. Касьянов в своем учебнике подобные формулы в конце комментирует так: удельное сопротивление зависит от температуры, так как от температуры зависит эффективный радиус атома (из-за увеличения амплитуды его колебаний). Соответственно, вероятность встретиться с таким атомом у электрона растет.
Что не понятно... с высокой вероятностью мало кто правдиво ответит. Кто-то промолчит а кто-то похвалит (так и не поняв) чтобы показаться умнее. А кто-то понимает и похвалит честно - но скорее всего основному населению непонятно все, где замешаны формулы. Вы можете легко говорить что "число таких пролетов надо в квадрат возвести". Однако это отнюдь не очевидно. Чтобы понять сказанное надо n-раз посмотреть на сказанное и хорошо подумать почему в квадрат... Не интуитивно. И это получится только в случае если ты знаешь как так получается :) Если нет - я долго бился над формулой Циолковского. Несколько месяцев (не то чтобы сутки напролет каждый день... в свободное время но все-же). Небольшой недостаток матчасти - все. Все выводы резко непонятны.
А по теории... есть одна проблема с физикой для ее понимания. Формулы это хорошо но тут надо разобраться зачем это все мы делаем.
Если для того чтобы что-то посчитать - да. Абстракции штука хорошая и формулы что-то показывают. Проверил - работает. Как-то там себе объяснил. Но это не приближает к пониманию как так получается если представить на шариках.
Мы рождены в реальном мире. Толкнешь шарик - он покатился. Все ясно и понятно. Механика сравнительно легко дается людям. Если они вообще хотят что-то понять.
Но когда дело доходит до абстракций... Объяснение потери энергии при свечении принимается на веру но проверить это возможности нет. Ну светится и бог с ним, почему он должен замедляться ? :) Это в любом случае будет вызывать непонимание. Веру, но не понимание.
=======================================
UPD: недавно вы говорили о свойствах познания помнится. И утверждалось что есть некая сфера нашего знания и мы выходим за ее границы чтобы оказаться в сфере новых знаний. Я думаю наоборот. Мы окружаем сферой неизвестное - а когда оно уже находится внутри сферы - нам легче его понять и исследовать. Сначала нужен математический аппарат - а потом уже мы будем считать яблоки. Сначала нужно понять основные концепции - а потом уже подсознательно мы чувствуем знание.
Пример: я не знаю досконально до байта что находится внутри Windows. Наверное никто не знает :) Но я занимался разработкой драйверов ядра и кое-что я знаю. Тоесть я знаю в общем как оно работает. Такой себе черный ящик. Я ему даю на вход одно - получаю другое. Ящик напичкан механизмами под завязку но зная общее и имея отвертку - я знаю где открутить и посмотреть в деталях как оно работает. Новичок обычно приходит в ужас. Нужно много чего понять основного в работе этого механизма чтобы уже смеясь обращаться к частностям.
Еще пример. Автомобиль. Я люблю знать из чего состоят вещи и я очень плохо следую правилам. Мне можно 100 раз рассказать как надо нажимать - я буду сопротивляться. Нужно один раз понять. Я не знаю как работает рулевое управление но зато знаю двигатель, сцепление, коробку и... ну в общем все что относится к движению. Некоторое время я думал что знаю Все - но вот оказалось не знаю про рулевое управление. Фе. Что за беда ? :) Это уже сущая мелочь. Т.е. психологически я понимаю все что нужно чтобы смело копать дальше если мне надобно.
Тут Вы вывели что то на подоби спора - что раньше появилось, курица или яйцо? Одни говорят, что без математики сложно понять явления, а другим математику сложно без понятного примера. Мне например, матиматические зависимости то понятны, но научится видеть в этом языке само явление сложно. Наверно нужно пробовать понять явление вместе с матиматикой, но не так стремительно, как тут
@@Olexsy952 Это не спор, просто действительно с высоты сложнее понять что внизу творится. Я новеньким пионерам бывает выдаю простые задачки чтобы они хоть как-то отбивали вложенную в них денежку но... по факту оказывается что для них эта задачка очень даже непростая :) Борщанул немного. Тоесть сложно иногда понять что вызывает сложности.
У многих людей нет понимания как перейти от цифр к яблокам. То-есть они умеют делать страшные вещи с формулами и крутят их как кубик не особо страдая от этого. Но что означает эта формула - частенько не понимают. Для них это как трах-тибидох :) Кручу-верчу-всо узнат хачу. Почему там квадрат ? А черт его знает. Зачем мы тут интегрируем ? Понятия не имею. Откуда синус ? Пфф... а почему-бы и нет. Даже школьные задачки математики вызывают проблемы. Одно дело посчитать интеграл - другое дело "Вася идет по движущемуся эскалатору со скоростью ....". Вот там где Вася - уже некоторые начинают страдать, хотя они неплохо умеют играться формулами.
Кроме того у формул математики есть интересное свойство: видоизменение. Т.е. ты сидишь и что-то придумал. Ты это записал, потом где-то что-то сократил, немного упростил, поменял ньютоны на килограммы... и это уже совсем другая формула. Тому кто разбирает непонятно как она работает. А ведь надо как минимум понимать что там к чему, что означает этот синус. Представить что обратная пропорциональность означает "когда одно растет - другое уменьшается" грубо говоря. Ну это-то в целом понимают но уже чуть дальше и все. Приплыли. Помимо этого буков в алфавите не так уж много - и тогда начинаются вопросы что тут вообще происходит :)
================
Пардоньтесъ за длиннопосты. Мне просто не сложно написать пару километров текста и я это делаю довольно быстро... :) Некоторые думают что это я с ума схожу тут и неистово что-то доказываю. Это не так немного :)
UPD: и да. По возможности, если можно обойтись без математики - это будет гораздо понятнее. Но... невозможно обойтись без математики когда мы переходим к абстракциям. Хочешь посмотреть на силу Кориолиса ? Нет проблем. Моторчик, старая грампластинка и мячик от пинг-понга. Смотри. Потом мы потихоньку показываем что вот такие дескоть силы действуют (хотя силы строго говоря никакие не действуют. Силы введены для понимания и упрощения и в реальности они не очень-то существуют :) ). Дальше-больше. И когда мы приходим к предмету, который пощупать нельзя - все. Тут ну никак без математики. Потому что.... ТАДАМ.... потому что мы понятия не имеем что это вообще такое, как оно работает и откуда взялось. Мы видим только явления, порождаемые этим фотоном. Нельзя взять фотон и побуцать его немного.
Вот видимо к этому надо как-то стремиться. К объяснению что тут происходит примерно. А стремясь к этому - возможно мы наконец узнаем что это за штука такая, фотон. Но вот в этом и проблема. Формулами мы можем что-то сказать. А показать на кубиках - уже нет. Оно никак не сочетается с кубиками. Соответственно... надо как-то научить переходить от формулы к яблокам хотя-бы на каком-то уровне. И когда вся испытуемая группа скажет "Ааааа !!! Я понял !" - это успех. Реальный. Потрогать можно каждого по макушке и похвалить себя от души :)
@@Olexsy952 задумался даже над вопросом о "понимании". Что значит "я понял ?". Вот подшипник на пластинке движется криволинейно, вот на крутящейся этой хреновине от микроволновки горошек убегает. Еще что-то... и когда накопится некоторое количество наблюдений - БИНГО ! Я понял ! На самом деле ты еще ничего не понял но если возьмешь формулу, подумаешь немного, что-то посчитаешь - ты это поймешь гораздо легче чем если ты не видел всех этих эффектов. Поэтому есть такое мнение что очень важны именно опыты. Опыты, опыты и опыты над одним и тем же явлением. Для того чтобы ты смирился с тем что как-то так вот оно и работает. Чтобы поставить тебя перед суровым унитазом реальности. Вот смотри дорогой. Вот так оно работает и тут и тут и здесь. А теперь - если хочешь узнать почему - вот тебе формула.
Не то чтобы это было идеально - но когда человек неоднократно убедился и увидел что как-то так происходит - он уже легче "понимает". Ведь наше "понимание" - это тоже непростая вещь. Что это такое ? Что значит "я понял ?" :) Я смирился, осознал, верю, могу предсказать, не верю что может быть иначе, для меня это обыденно. Как-то так...
@@Olexsy952 еще наверное одну штуку поясню для порядка.
Я как-то написал программку которая вычисляет положение луны. Я для нее так и не удосужился написать GUI чтобы реально две планеты было и Солнце... но бывает я ее запущу - Луна должна быть у меня где-то в 20 градусах от угла дома. Выглядываю - и мать ее она там и находится !!! Это прекрасно :)
Я думаю и сам товарищ Щетников, проводя опыты, испытывает что-то подобное. Очень важно иметь подтверждение формулам. Очень важно. И так же важно проверить их на прочность самостоятельно. Любая обезьяна подобравшая камень обнюхает его, ударит им несколько раз о дерево. Прочный. Хорошо. Это хороший камень. Верю.
@@0xREX , ну я воспринимал всё так же как Вы, и сейчас тоже. Мне нужно с чем то сравнить, что бы включить воображение, формулы обычно пропускал, оставлял на потом, особенно длинные.
Вот Ваш пример с двигателем внутреннего сгорания:
Как глубоко вы пытались понять какие то решения инженеров? Я вот на пример пытался понять, почему 4 клапана лучше на цилиндр, чем 2. В начале примеры для понимания были не очень очевидны. Зато простенькая математическая зависимость в формуле для кинетической энергии помогла, где скорость в квадрате. Вывод: два более лёгкие клапана на впуск или выпуск лучше для бо́льших оборотов, чем один. К сожалению в моей голове длинные формулы не помещаются для понимания, а если оперировать кубиками, то как то что то проясняется. Вообщем курица и яйцо появились одновременно, но мысленно я долго боролся с этой диллемой.
Есть канал Veritasium, вот пример, что курица произошла раньше, они популярно на пальцах делают объяснение, без длинной математики. Если въехал что они показали, думаю с формулой проблем не должно быть, если честно, до формул я обычно не добираюсь, для меня физика просто увлечение, ну или развечение, с работой связана косвено, Вам с программированием физических взаимодействий математика скорее нужна, чем мне.
“пролетая "а" электрон отклоняться на характерный угол теста"
Тут не очень понятно. Приходиться додумываю.
И зачем приравняли тетта_n именно к единице. Я думаю, что понимаю, но мне кажется это было лишнее. Лучше было акцентировать внимание на том, что такое "электрон забывает" и как это связано с длиной свободного пробега. А то называете его свободным и тут же говорите о каких-то отклонениях при взаимодействиях.
"забывает" насколько я понял это тогда, когда он значительно отклонился от угла тета
9:16 В-общем, грубо говоря: электроны "сталкиваются" (рассеиваются) не с атомами-шариками, а с областями-шарами, внутри которых атомы совершают тепловые колебания. Эти области увеличиваются пропорционально температуре.
Мужик ты крутой, так держать.
Немного не понял соотношение масс протона и электрона...в вольфраме у ядра атома болтается тоже не один электрон.
Рассуждения понятны, и четное число ошибок в знаке заряда электрона (а он разгоняется в направлении, прлтивоположном вектору напряженности поля, но и ток определяется как движение положительного заряда ) не портит впечатление, тем более, что приводит к правильной формуле.
Прекрасно...ну тогда вопрос, а почему в полупроводнике (кремний, германий) наоборот с нагревом падает сопротивление?
в полупроводнике изначально мало носителей заряда, поэтому их увеличение при нагреве снижает сопротивление. вроде про это где-то уже говорили, толи при рассказе о позисторах, толи про транзисторы... не помню
Андрей Иванович, а на взаимодействие электрона с атомами (с оболочками) дополнительные время же тоже тратится? Или нет? Или эта задержка на столько мала, что ей можно пренебречь?
(ответить может конечно же не только Андрей Иванович)
В дрейфе это уже учитывается иначе надо вводить еще что-то
берешь настоящее объяснение с рассеиванием электронов на фононах и из всех математических операций оставляешь только умножение и деление... получается загадочно. Если предположить, что электрон просто останавливается, столкнувшись с атомом, что тоже правдоподобно, то получается корневая зависимость от температуры. И это (неправильное) рассмотрение ничем не хуже, чем представленное.
Ещё интуитивно кажется, что плотность свободных электронов может тоже зависеть от температуры.
Короче, надо было в процессе рассуждений последовательно вычленять те величины, которые не изменяются (или практически не изменяются) в ходе эксперимента.
у полупроводников действительно так
Ничего не понятно, но очень интересно =)
Я все понял кроме угла отклонения, но так уж и быть, поверю) или подумаю об этом позже)
Как объяснить сложную вещь просто, не потеряв при этом того о чём хотел рассказать. Задача та ещё. Мне кажется кратчайший путь лежит через описание предельного случая, то есть "Сверхпроводимость" и некоторые исторические факты открытия волновой природы электрона. Правда всё это разрастётся в уже не простое объяснение, но всё-таки если поверить в ряд аксиом, то всё получится.
Как я понял, имеется в виду следующее: летит электрон от атома к атому, отклоняется из-за поля атома. Из-за нагрева характеристики поля меняются, например, уменьшается какая-нибудь (абстрактная, магнитная, электромагнитная, не важно) сила поля атома, что ведёт за собой изменение траектории полёта, конкретно: угол увеличивается. Так как угол увеличился в сторону от конца провода, то электрону сложнее достичь этого конца.
Интуитивно понятно, что увеличение сопротивления связано с колебательным движением атомов.
Кажется, объяснений могут быть несколько (не точно) 🙂
Вы когда-нибудь слышали о ТКС(температурном коэфф.сопротивления)?
Посмотрите его для вольфрама.
Учтите,что температура нити накала порядка 2500°.Посчитайте.
А. И ещё у вас одна и та же буква обозначает разные значения. Это n. В рамках одного рассуждения одно обозначение для разных величин - кто плохо
Мне непонятно следущее. Сначала переменная тета - это угол поворота скорости электрона за n столкновений. А потом, переменная тета - это есть "характерная флуктуация положения атома". Но это совсем разные вещи. Мне кажется, следует принять без вывода, что сечение рассеяния электрона пропорционально квадрату амплитуды колебаний атома (что можно интуитивно понять), ну а квадрат амплитуды колебаний атома пропорционален температуре в силу равнораспределения энергии по степеням свободы - это в школе известно.
@@schetnikov Строго говоря сечение равно нулю в бесконечной периодической решетке покоящихся атомов. Может быть, стоит рассказать о том, что электрон в твердом теле, о котором мы говорим - это квазичастица, а не элетрон, который в кинескопе?
Отличный пример настоящего инженерного (читай, практического) простого решения некой достаточно сложной задачи. Но остался вопрос. Ладно, тета в квадрате пропорциональна температуре. Но там ещё скорость в числителе. А кто сказал, что она постоянна?
Понял примерно так:
Сопротивление возникает из за отклонения электрона от своего движения под действием электрического поля. Отклонение возникает из за того, что после столкновения с атомом решётки тот передаёт электрону часть импульса. Поперечная составляющая переданного импульса, а значит и отклонение, тем больше, чем больше была кинетическая энергия атома решётки.
Если совсем грубо, то атомы толкают движущиеся электроны вбок. И чем больше температура тела, чем больше кинетическая энергия атомов, тем сильнее атомы отклоняют электроны от своего движения, что приводит к росту сопротивления.
А u не зависит от T? Мы учились что чем больше T теи больше u, соответственно и сопротивлкние больше.
@@schetnikov Но есть же, например, теория электронного газа, где мы считаем электроны в решентке идеальным газом
Вот в Вашей модели электроны разгоняются между столкновениями. А когда и из-за чего они замедляются? Ведь в конце концов должна установиться какая-то конкретная дрейфовая скорость.
То есть, в целом, не особо понятно почему мы так легко и непренуждённо пишем начальную формулу V=a*t.
они могут и не замедляться, а просто менять направление движения. И вот если они через n взаимодействий поменяли направление на 90 градусов, то это обзывается релаксацией импульса. При высокой температуре фононов много и релаксация происходит быстрее, т.е. подвижность ограничена рассеянием на фононах.
@@101picofarad от чего ж тогда греется металл ?
@@schetnikov
Ну, хорошо. Электроны теряют скорость из-за неупругого столкновения с атомами в кристаллической решётке металла. Тогда рассмотрим установившееся дрейфовое движение электронов. Надо полагать, что скорость, которую электрон получает вследствие ускорения электрическим полем, в среднем, в точности компенсируется потерей кинетической энергии из-за неупругих столкновений. А почему же мы тогда это колебание значения скорости отождествляем непосредственно с дрейфовой скоростью электрона в наших рассуждениях?
@@schetnikov , а если есть ртуть например? про фонноны нашёл, что они удобны для рассмотрения "коллективного характера теплового движения атомов в кристалле". т.е. если рассматривается эффект Пельтье например. Чем например плазмоны не устраивают в качестве мишеней для неупругих столкновений ? Они активно работают у всех металлов, и у ртути, судя по характеру отражения света.
@@dv0rec2 да, если просто взять электрон и поместить его в поле Е, то он будет двигаться с ускорением, пока его скорость не превысит скорость света ), но в реальности из-за наличия механизмов рассеяния энергии электрона его скорость все же ограничена некоторой величиной V дрейфа и где-то тут возникает зависящий много от чего коэффициент пропорциональности между проводимостью и полем, т.е. подвижность.
Т.е. скорость дрейфа ограниченна интенсивностью трат на рассеяние и обычно рассеяние зависит от поля - большее поле приводит к вовлечению большего количества механизмов и центров рассеяния, по этому зависимость дрейфовой скорости от поля имеет насыщение.
Т.е. когда говорят о конкретной дрейфовой скорости, то имеют ввиду что это скорость в конкретном материале при конкретных условиях в присутствии свойственных этому материалу механизмов рассеяния.
Рассеивание электронов, на флуктуациях атома,- это для какого класса? Спасибо за объяснение. Иначе, бы никогда не догадался.
если ро писать начиная с другого конца, то хвостик добавляется к букве очень легко и непринуждённо, и ро перестаёт походить на латинскую р ))
Вы случайно не озвучивали книги? Уж очень голос хорош и похож
А после рассеивания, електрон ещё существует или как волна света рассеивается на большем пространстве ?
))))) существует конечно
Не понятно, почему вам показалось странным, линейное увеличение удельного сопротивления металлов с ростом температуры, но ведь даже классическая теория электропроводности, дает прирост в степени 1/2 только за счет тепловой скорости электронов. Если учесть,что не все электроны могут принимать энергию, то есть перейти от модели идеального для них, к статистике Ферми-Дирака и учесть, что электронный газ в металлах вырожден, то рассеяние на фононах как раз и дает в широкой области температур линейную зависимость, почти до температуры плавления материала. Вопрос же нелинейности при приближении к температуре плавления вольфрама, раскаление "до бела" металла, и тут рост удельного более, чем линейный влияет увеличение количества дефектов структуры кристаллической решетки, что вызывает нарушение периодичности поля в кристалле и увеличения влияния квантового рассеяния электронной волны на характерных собственных дефектах кристалла.
Говоря о реальном положении дел... Сдаётся, что одно только "тета-квадрат пропорционально температуре" не даст 10-15-и кратного увеличения сопротивления, ибо эта модель описывает рост степени теплового рассеяния электронов на кристаллической решётки. Однако, как бы мы не играли с геометрией сечения, структура решётки, а с ней и"тета-квадрат пропорционально температуре" не поменяется. Но при этом, уменьшим длину нити накала в 2 раза и увеличим сечение в 2 раза и эта нить накала сразу изменит свою температуру на многократно более низкую, ибо уменьшится сопротивление проводника. Как так-то, ведь "тета-квадрат пропорционально температуре" никуда не делось, оно даже не изменилось. Понятно, что длина нити накала и геометрия её сечения оказывают достаточное влияние, чтобы омметр давал разницу в 10-15 раз между холодной и нагретой нитью. Но, на сколько точно изготавливаются нити накала? Не получится ли так, что взяв десять ламп одного производителя, из одной серии, равной мощности мы получим 10 разных показателей сопротивления нагретых и холодных ламп, словно мы сняли отпечатки 10-и разных пальцев. При этом, эти измерения должны оказаться или в пределах погрешностей оборудования и тогда можно будет сказать, что перед нами 9 копий одной лампочки, или же вне этих погрешностей и тогда перед нами 10 совершенно разных ламп, выглядящих одинаково.
Почему такая мысль меня посетила? Двойная спираль вольфрамового сплава, из которой делают нити накала осветительных ламп имеет достаточно сложную структуру, чтобы обеспечить идеальную повторяемость было достаточно трудозатратно. С другой стороны, это сравнительно простое изделие осветительная лампа накаливания требует такой повторяемости, поскольку светимость нити зависит от потребляемой мощности. А эта мощность в свою очередь зависит от тепловых характеристик самой нити - она должна быстро саморазогреваться до температуры ~3000К, при этом не разрушаться при этой температуре и в то же время обладать достаточной проводимостью, чтобы процесс излучения фотонов в видимом диапазоне протекал условно непрерывно. Условно, потому что источник переменного тока даст пульсации яркости нити на частоте источника. С постоянным током этих пульсаций само собой не будет, но лампа должна быть рассчитана именно на работу при постоянном токе.
Это вот весь это вывод формул, вы ожидали увидеть в коментариях к тому видео с экспериментом..? ))
theta^2 ~ T , но откуда этот "факт" ((( не понятно (
11:41 почему тэта эн равна 1?
@@schetnikov то есть мы просто приняли удобное число за угол забывания?
Здравствуте, Андрей.
Со школьной скамьи у меня складывается впечатление, что все эти названные коэффициенты (например "время релаксации электрона") -- это не что иное как "поправка на ветер", которую никто толком объяснить не может, но в опытах эта поправка подтверждается раз за разом. Т.е. закон физики подтверждён, формула работает в установленных условиях, но объяснить суть этого коэффициента наука не может.
Теперь об электроне. Вот он "летит" и вдруг у него есть волновая функция. Это ровно оттуда же. Так электрон упругая частица, которая может столкнуться, как бильярдный шар, с атомами или их оболочками или это всё же электромагнитная волна, которая в принципе "столкнуться" не может. Она может изменить направление своего распространения, испытав отражение или преломление в электронной оболочке атома (если использовать модель атома Резерфорда-Бора)? Упругое столкновение -- это потеря части (или всего) импульса. Отражение или преломление электромагнитной волны происходит без потери импульса.
Снова к электрону, если создать простую схему с источником питания (переменного напряжения достаточной частоты для возникновения скин-эффекта) достаточной мощности (нет-нет не мегаватты, много-много меньше, достаточной для раскаления проволочки диаметром в 0.01мм, там 3-5 ватт за глаза хватит) и активным сопротивлением (медная/алюминиевая/металлическая проволочка), то можно получить домашний источник ионизирующего бета-излучения? Ведь у электронов будет достаточно энергии для покидания кристаллической решётки проводника ещё и с учётом того, что на границе "проводник-внешняя среда" этих электронов (из-за скин-эффекта) будет просто вагон и маленькая тележка. Но ведь этого не происходит.
Вот эта каша у меня со школы, институт с достоинством выполнил свою работу, т.е. добавил ещё каши, но ничего не объяснил. И как-то грустно за науку становится. Вон БАК построили и что? Что там получено? Ничего? Снова дополнительная порция каши? Эххх...
И снова за звук. Скажите своему монтажёру, чтобы не так сильно его вычищал автоглушилкой. Пусть птицы тихонько поют и машины чуть шумят, они не мешают. А вот "булькающий" голос, полученный в результате работы этой автошумоподавилки через некоторое время начинает напрягать. Птицы с машинами лучше, привычнее что ли.
Спасибо.
@@schetnikov , вот программа, устраняющая шум при записи голоса, на основе нейросети, которая появилась буквально недавно. Работает очень круто, голос слышно хорошо, ничего не буькает, эта программа способна подавить шум пылесоса или даже перфоратора работающего рядом с микрофоном, без искажения голоса!
Найдите и попробуйте.
czcams.com/video/P-q9GdBdUfM/video.html
@@schetnikov Да, возможно у камеры есть встроенное ПО для снижения внешнего шума (аудиокомпрессор, программа для сужения динамического диапазона звука). Может и настройка для пользователя имеется, не спорю.
@@Olexsy952 , она виснет часто. и вроде требует RTX карточек, не?
@@RobotN001 , х.з. может, спросил у сотрудника, говорит что уже на старом железе не работает, Nvidiа что то поменяли, наверно сделают отдельную прогу для старого железа, но это не точно
Такие объяснения из множества шагов надо пробовать воспроизвести самостоятельно. Сначала себе, а потом кому-нибудь рассказать. Иначе останутся смутные воспоминания.
Я услышал просто "рассеяние электронов пропорционально температуре, а это мы объяснять не будем". Не могу сказать что возня с деталями того, что между этим фактом и выводом о сопротивлении имеет в моем видении большое кпд. По мне тут главное 1привязка температуры к неоднородностям, 2привязка неоднородностей к рассеянию, так что имхо больше половины понимания оставлено заметенным под ковер :(
@@aleksandr_berdnikov Полноценное объяснение, как в университетском курсе физики, было бы непостижимо сложным для неподготовленного зрителя. То ли сложно, то ли невозможно свести это к популярной простоте, не потеряв существенных деталей. Порадуемся, что хоть что-то поняли)
@@andreykuznetsov7442 я бы разобрался с состоянием понимания этого явления современной физикой и либо нашел способ помахать об нём руками так, чтобы опираться на более базовые утверждения, уже никак не связанные конкретно с этим явлением, либо пришел к выводу что такого обьяснения поблизости не видать и не ставил бы это как вопрос "почему..." (чтобы потом ответить "ПАТАМУШТА!"). Что, замечу, вовсе не исключает возможности поговорить о тех деталях, что были обсуждены в видео.
@@aleksandr_berdnikov Имеете в виду, если бы вы были на месте автора, то есть вели образовательный ютуб-канал?
@@andreykuznetsov7442 да
Это не объяснение, а подгон математики под ситуацию.
Наконец-то увидел честный вывод теории Друде. В школе и на сборах всегда колдовали с длинами и скоростями и выводили что попало. Единственное, что не совсем сразу понял, почему нас интересует именно расстояние, когда угол существенно меняется, но потом понял, что это и есть длина свободного пробега
Когда я первый раз измерил сопротивление лампочки, и увидел что оно в 10 раз меньше ожидаемого мною, то я понял почему лампочки всегда перегорают в момент включения.
А вот сопротивление нихрома, к примеру, очень слабо зависит от температуры...
Думал, ролик про это.
Электрон, пролетая над гнездом кукушки, забывает своё хозяйство, а тау на ум пошло...на тау Ките условия не те, там нет атмосферы , там душно!
*Ничего не понял, но очень интересно!*
И всё-таки, почему сопротивление выросло так сильно. Если зависимость прямо пропорциональная , то если увеличения сопротивления в 14 раз, то и температура должна была увеличиться в 14 раз. Неужели же температура нити накаливания должна быть 4000К. По факту они имеют 2500-3000К. Видимо зависимость совсем не прямолинейная. 25-30% не мало
Потому, что была изложена упрощенная модель. В реальности там есть еще много других механизмов рассеяния.
@@michaelpovolotskyi3295 да, это я понимаю. Но каким бы ни были механизмы потери энергии данное обоснование, если оно справедливо, должно было бы хорошо описывать эксперимент. Мне этим и понравилось данные объяснение, что, ну во-первых, оно не абстрактное, как то, которые знал я. А во-вторых, опирается на обобщённое комплексные понятие потока электронов через кристаллическую решётку. Какими бы ни были способны потери энергии, зависимость "проводимость - поток" остаётся неизменной, просто по определению. Андрей Иванович так и сказал в видео, что в рамках данного рассуждения мы принимаем как факт, что квадрат отклонения прямо пропорционален температуре. Всё остальное в рассуждении никак не зависит от механизмов и каналов потери энергии. Вот и получается, что если Q^2 прямо пропорционально Т, то в контексте данного рассуждения и R должно быть прямо пропорционально Т.
Надеюсь вы поняли мою не очень хорошо сформулированную мысль.
@@sibedir Все гораздо сложнее. Для электрического сопротивления важна не столько потеря энергии, сколько изменение среднего по ансамблю электрнов вектора скорости. Описывать происходящее со всеми электронами одним эффекивным сечением рассеяния - это приближение. Оно хорошее, потому что качественно описывает явление. Но оно не претендует на количественное описание. Это примерно, как скорость, с которой средний житель города Н. ездит по дороге. Можно ли на основании одного этого числа предсказать число ДТП с точностью 1%? Не думаю.
Да нет, Андрей Иванович, это я понял. Мне просто стало интересно, эта "приближённость" по всему рассуждению "размыта" или же где-то больше. Я почему-то подозреваю, что утверждение Q^2~T допустимо только в ограниченном диапазоне температур. Потому что при очень низких температурах, близких к сверх проводимости, это очевидно не так. Возможно, думаю я, что и при температурах близких к температуре плавания отклонения от прямолинейной зависимости тоже резко возрастает.
@@michaelpovolotskyi3295 тут не в точности дело. Конечно же считать сопротивление по этим формулам не стоит. Вопрос в качественной оценке: линейная зависимость или нет. Какая (какие) из предпосылок могут качественно повлиять на результат.
Без понимания границ применимости модели, которая явно имеет границы применимость, нельзя сказать, что мы с помощью этой модели хоть что-то поняли.
Сами же попросили рассказать, что и где вызывает сложности в понимании )))