Модель сил упругости железа

[VPD]

   Рассмотрим объёмно-центрированную кубическую решётку кристалла железа (Рис.1)
   Катионы железа в соответствии с законом Кулона  взаимодействуют с электронами проводимости, создавая металлическую связь.
   Как видно ( Рис.1), электроны имеют возможность находится вне объёма, занимаемого катионами, на расстояниях (отсчитываемых от их центров) от L₁ = a/2 до  L₂ = a√3/2.
 Максимальная сила, создаваемая  металлической связью одного электрона с одним протоном
 

Fм  =  k e²/L₁²  = 4 k e²/a²  ,

где,  k = 9*10⁹,  Нм²/Кл²- коэффициент пропорциональности ; e, Кл - заряд электрона.
 Зная L₂, несложно найти среднюю силу металлической связи

Fср = 0,57 Fм= 2,28 k e²/a² = 6,4 *10-5, Н (1)

   При растяжении или сжатии кристалла сила Fср будет изменяться, создавая силу упругости, которую найдём, продифференцировав  (1)

Fу = 2Fср ξ = 4,56 k e²ξ/a² =3,2 10^-5ξ, Н,

где,  ξ = Δa/a - относительное изменение размера кристалла под воздействием внешнего давления.
   Сила упругости определяет давление в ячейке кристалла

σм =Fу/s ,

где, s =  a²/2 – площадь ячейки, к которой приложена сила упругости.  В данном случае она равна половине площади  основания ячейки кристалла, поскольку   рассматривается   связь одного электрона с протоном.
   Вторая половина площади находится  ниже плоскости  симметрии  (Рис.1)

σм = Fу/s  = 9,12 k e²ξ/a⁴ =  3,16 10¹¹ξ,  Н/м².

   Для проверки предложенной  модели упругости измерим удлинение Δl железной  проволоки   длиной l = 1м и   диаметром d = 1мм, растягиваемой весом mg , груза массой m = 1 кг (Рис.2)     Получили

σ = 4mg/πd² = 12,5 10⁶,  Н/м²;

ξ= Δl/l = 5 10^-5 (2) .

Поскольку механическое  давление уравновешивается  давлением сил  упругости кристалла железа

σ = σм,

можно   найти расчётное  значение  относительного удлинения

ξ =12,5 10⁶/3,16 10¹¹ = 4 10^-5,

что близко к  опытным данным (2). Лишняя   «сотка»  (цена деления микрометра ровна 10^-5м), скорее всего,   добавляется к результату измерения  за счёт выпрямления неровностей проволоки.
   Выводы. 1. На примере железа получены строгие выражения (и проверенные)  связи электромагнитного  параметра кристаллического твёрдого тела - заряда электрона e с механическим свойством тела - относительным  удлинением ξ.
  2.Предложенным методом можно получить подобные  соотношения для других типов кристаллических решёток.
 3. Электроны проводимости металлов не проникают в катионы ячеек кристаллической решётки. Для токов в проводниках предоставляется всего 26% его объёма (в предположении плотной упаковки катионов).
   

[Олег Владимирович Лавринович]

  Толковый подход.

[VPD]

Толковый подход.

   Спасибо.
   Мне самому понравилось.
   И формулы вполне себе изящные...

[---]

  Катионы железа в соответствии с законом Кулона  взаимодействуют с электронами проводимости...

Сразу ошибка.
В рамках ортодоксальной кулоновской парадигмы..
"Катионы" не взаимодействуют с "электронами проводимости".
"Катионы" вообще не взаимодействуют с "электронами", согласно кулоновскому законодательству.
Здесь, ВПД выдумал собственный "закон Кулона" и взялся от него танцевать.
Окей..
Посмотрим, что он натанцует.

Максимальная сила, создаваемая  металлической связью одного электрона с одним протоном..

"Катионы" благополучно забыты, и "электроны взялись взаимодействовать с "протонами", согласно букварю..
Но, в этом случае, все совсем плохо..
"Электроны проводимости" не могут занимать положения по Рис. 1,
Согласно законодательству Кулона, они неизбежно "упадут" на ближайший "протон"..

Но, как всегда у ВПД все отлично сходится с ответом..

расчётное  значение  относительного удлинения
...
что близко к  опытным данным

[▫]

"Электроны проводимости" не могут занимать положения по Рис. 1,
Согласно законодательству Кулона, они неизбежно "упадут" на ближайший "протон"..

чего не заметил Кулон в своих опытах, так это то, что Электрон насколько хитёр, что никогда такой глупости не сделает...
 

[---]

чего не заметил Кулон в своих опытах, так это то, что Электрон насколько хитёр, что никогда такой глупости не сделает...
 

Это все Хайзенберг, сука!
Придумал, сволочь, неопределенность квантовую координат..
Оставил лазейку для "электрона", уворачиваться от Кулона..

[VPD]

Сразу ошибка.
В рамках ортодоксальной кулоновской парадигмы..
"Катионы" не взаимодействуют с "электронами проводимости".
"Катионы" вообще не взаимодействуют с "электронами", согласно кулоновскому законодательству.
Здесь, ВПД выдумал собственный "закон Кулона" и взялся от него танцевать.
Окей..
Посмотрим, что он натанцует.

"Катионы" благополучно забыты, и "электроны взялись взаимодействовать с "протонами", согласно букварю..
Но, в этом случае, все совсем плохо..
"Электроны проводимости" не могут занимать положения по Рис. 1,
Согласно законодательству Кулона, они неизбежно "упадут" на ближайший "протон"..

Но, как всегда у ВПД все отлично сходится с ответом..

   Это в вас разбушевался незнайка.
   Металлы наиболее прочные материалы и эту прочность им придаёт металлическая связь: связь протона (а он часть катиона) и любого из электронов проводимости. Из-за нелокальности электронов (они не "привязаны" к конкретному катиону) атомы склеены электронным газом.
   Связь свободных электронов и катионов - электрическая.  Других связей за пределами ядра атома нет. Гравитация - пренебрежительно мала.
   Вообще то это основы, азы, банальности.
   Поэтому верное физическое понимание модели плюс верное математическое её описание дают результат, совпадающий с опытом.
 Современная физика и математика, если они освоены, впитаны исследователем,  дают возможность решать практические задачи весьма точно.
   Что, собственно, и заставляет верить  полученным до нас знаниям.
   Сие этой статьёй я, в очередной раз, и показал. Учите физику и математику - верный путь в науку!
   Многие эту простую истину осознать не в состоянии. Беда их.
   

[Иван Горемыкин]

атомы склеены электронным газом.

Наверное очень хороший клей, а из чего его делают?

[---]

Металлы наиболее прочные материалы...

Алмазу напрячься! 

и эту прочность им придаёт металлическая связь..

А почему "металлическая связь" такая прочная?
- Да потому что сделана из прочного металла..

:...атомы склеены электронным газом.

При этом "прочно склеенный с атомами "электронный газ " свободно перемещается по кристаллу, стоит только приложить к нему немного ЭДС..

   Связь свободных электронов и катионов - электрическая.

ВПД, походя, изобрел новый вид взаимодействия "электрические"..
НЕ путать с кулоновскими.. 

Катионы железа в соответствии с законом Кулона  взаимодействуют с электронами

ВПД не помнит то, что писал сутками ранее.
Склероз, однако..

[VPD]

Алмазу напрячься! 
А почему "металлическая связь" такая прочная?
- Да потому что сделана из прочного металла..
При этом "прочно склеенный с атомами "электронный газ " свободно перемещается по кристаллу, стоит только приложить к нему немного ЭДС..
ВПД, походя, изобрел новый вид взаимодействия "электрические"..
НЕ путать с кулоновскими.. 

ВПД не помнит то, что писал сутками ранее.
Склероз, однако..

  Всё не по существу.
   Ответ  показывает отсутствие знаний.
   Если хотите возразить по делу - напишите статью, где вы рассчитаете удлинение проволоки другим, своим способом, без применения кулоновского, то есть, электрического взаимодействия.
    Расчёт, совпадающий с измерениями - это аргумент.  Как это сделал я и показал всем.
А у вас здесь - полная хрень, с примесью демагогии.

[---]

... напишите статью, где вы рассчитаете удлинение проволоки другим, своим способом, без применения кулоновского, то есть, электрического взаимодействия....

Пuздец..
ВПД!
Голубчик!
Эти статьи все давно написаны..
И собраны в одной книжке..

СОПРОМАТ - называется..

НО, зачем советскому кандидату навук про такое знать? 

И еще.
Ва  конечно, все равно..
Но, Прочность, Твердость и Эластичность это разное..

Измеряя (если можно так назвать) удлинение стальной проволоки под нагрузкой, вы выясняли не прочность, и не твердость, но, лишь эластичность (жесткость)..
Измерили предельно безграмотно..

[VPD]

Пuздец..
ВПД!
Голубчик!
Эти статьи все давно написаны..
И собраны в одной книжке..

СОПРОМАТ - называется..

НО, зачем советскому кандидату навук про такое знать? 

И еще.
Ва  конечно, все равно..
Но, Прочность, Твердость и Эластичность это разное..

Измеряя (если можно так назвать) удлинение стальной проволоки под нагрузкой, вы выясняли не прочность, и не твердость, но, лишь эластичность (жесткость)..
Измерили предельно безграмотно..

  Понятно, расчёта нет и не будет.
  В сопромате моей формулы нет. Даже похожей.
 Идеи о применении закона Кулона, есть, конечно. Физика давно поняла электромагнитный характер сил упругости. А  вот конкретных формул нет.
  У меня результат оригинальный  и проверенный.
  Переть на него можно только со своим или сопроматовским (квантовомеханическим, теоретико-полевым и др.) расчётом.
   Всё остальное болтовня...

[---]

  Понятно, расчёта нет и не будет.

Разумеется "расчета" не будет..
Логичнее связывать эластичность материалов с числом голубиных какашек на тротуаре
Только, законченный кандидат навук станет связывать коэффициент удлинения проволоки с "прочностью металлических  электронов проводимости, приклееных к протонам..

ВПД, голубчик!
У вас перепутан вход с выходом.(с)

В науке, принято, сначала предъявить теорию..
А затем проверить практикой..
Вы же, взяли готовый практический результат и подогнали под него свою бредятину..

[VPD]

Разумеется "расчета" не будет..
Логичнее связывать эластичность материалов с числом голубиных какашек на тротуаре
Только, законченный кандидат навук станет связывать коэффициент удлинения проволоки с "прочностью металлических  электронов проводимости, приклееных к протонам..

ВПД, голубчик!
У вас перепутан вход с выходом.(с)

В науке, принято, сначала предъявить теорию..
А затем проверить практикой..
Вы же, взяли готовый практический результат и подогнали под него свою бредятину..

  Раз расчёта нет, то до свидания!
   Ваши бла, бла оставьте для неучей.
   Нормально подготовленные люди сразу поймут, что я сделал приличное  исследование.
   Удачно применил  классическую электродинамику к квантовым объектам.
   Есть такой приём теоретической физики.    Впрочем, это я для подготовленных.
   

[VPD]

   Тут некто --- пытается выдать мою работу, как подгонку теории под измерительный результат.
   Возможно он так и делает.
   Но я шёл прямым путём.
   Когда я сделал установку с растягиваемой стальной проволокой и впервые положил килограммовую чушку в пакет с грузом (Рис.2) и увидел, как стрелка микрометра показала приращение 5...6 соток, то подумал - случайность.
   Но когда вторая килограммовая чушка передвинула  стрелку микрометра ещё на 5 делений, то понял, что я, возможно первый человек, увидевший механический результат упругой "работы" одного электрона.
   Было это в гараже. Я побежал к соседу другу хвастаться увиденным "чудом".
   В общем, получил радость, не частую для 80-ти летнего человека.

[---]

   Но я шёл прямым путём...

Да.
Именно так и подгоняются результаты под нужжный ответ.
ПРямо и бескомпромиссно:

1. Ставится "точка, из которой выйти (электрические связи катионов металлически связанных с электронами, приклеенными к протонам и прочий бред)..
2. Ставится "точка, в которую нужно прийти (взятые из справочника по СОПРОМАТУ значения модуля упругости стали..)"
3. Проводится ПРЯМАЯ линия из Точки 1 в Точку 2..
Прямая как струна линия из невероятной мешанины из совершенной самопальной галиматьи, и болезненного бреда..

 

[VPD]

Да.
Именно так и подгоняются результаты под нужжный ответ.
ПРямо и бескомпромиссно:

1. Ставится "точка, из которой выйти (электрические связи катионов металлически связанных с электронами, приклеенными к протонам и прочий бред)..
2. Ставится "точка, в которую нужно прийти (взятые из справочника по СОПРОМАТУ значения модуля упругости стали..)"
3. Проводится ПРЯМАЯ линия из Точки 1 в Точку 2..
Прямая как струна линия из невероятной мешанины из совершенной самопальной галиматьи, и болезненного бреда..

 

    Мозг учёного работает не столь примитивно.
   Очевидность возникает потом, как результат огромной  работы, иногда мыслительной работы  всей жизни.
  Но очевидность, которую  ---  нарисовал в виде прямой от А до В, возникла же  у него только  после того, как он  увидел мой результат. Не наоборот...
   Это  "очевидность" обывателя. А может - завистника, не желающего оценить чужую работу.
   Для понимающего - мой подход  не тривиален и интересен на будущее.
  Все необходимые данные очень давно были известны, однако только я один понял, как  найти заряд электрона через удлинение железной проволочки. В этом и состоит блеск новой мысли!
    Например, телескоп,  известный   до Галилея, только он первым догадался направить на Юпитер и Луну.
   Открыл не только спутники Юпитера и лунные кратеры, но и новую науку.

[Юрий C.]

 Рассмотрим объёмно-центрированную кубическую решётку кристалла железа (Рис.1)

А при какой температуре вы всё это рассматриваете?
И сходится ли результат при температуре 1500С?

[Олег Владимирович Лавринович]

Физика давно поняла электромагнитный характер сил упругости. А  вот конкретных формул нет.

Откуда взяться формулам, если нет даже вменяемой модели связи атомов в теле. Все какие-то частные  паллиативы. Ядра  в отрицательной шубе это сферичекие конденсаторы, они внешне нейтральны. . и никакими обменами электронов  их не заставить висеть друг от друга на дистанции. Говорим связь электрическая    , а как именно, пасс.А в 19 веке на Солнце горел уголь.

[Олег Владимирович Лавринович]

А при какой температуре вы всё это рассматриваете?
И сходится ли результат при температуре 1500С?

Ну ,Вы и металлург!