Третий опыт с инерционными электронами

[Олег Владимирович Лавринович]

У Ландау и Лифшица том 8 п.63 задача 3. есть формула, где объём проводника входит в явном виде.

Процитируйте, если ей пользуетесь.

[Ost]

   Вам предоставляется возможность проверить своё мнение.
   Наконец сходил в гараж и сделал опыт с разомкнутым витком с конденсатором ёмкостью 82 пФ, подключённым параллельно  входу  щупа осциллографа с собственной ёмкостью около 20пФ.
   Усилие  пружины от 30 до 40Н перед ударом.
   Фото макета
https://disk.yandex.ru/i/jaNevSeLj_ENqg
  Типичная осциллограмма
https://disk.yandex.ru/i/jD40aoeHqCxpeQ
  Расчёт
  e/m = 2πLVfQ/U ≈ 1,57 10¹¹ Кл/кг,
 где, L = 0,5м:  V≈ 5м/с; f = 5 10⁶Гц; Q= 6; U = 310^-3В

Моё мнение не требует проверки, оно не противоречит вашему эксперименту.

Суть в том, что интуитивной подборки условий опыта и применения известной формулы, дающей приблизительный результат, недостаточно.
Формулу надо вывести из физики вашей экспериментальной установки. Только в этом случае опыт приобретёт научный смысл.

[Ost]

Да, точку обнаружил. но дело не меняет.  как вы зарядили емкость  нановольтами до 3 милливольт?

Напряжение на конденсаторе зависит не только от ЭДС, но и от
тока который появляется за время удара, в результате работы ЭДС.
Если импеданс цепи маленький ток получается значительный.

[VPD]

...
Формулу надо вывести из физики вашей экспериментальной установки. Только в этом случае опыт приобретёт научный смысл.

Спасибо. Конечно нужна физическая модель.
  Одна модель есть - токи Стьюарта-Толмэна. Токи, вызываемые ускорением.
  А модели  возникновения ускорений, возникающих при ударе, нет.
  Акустоэлектрический эффект отпадает в силу большой разницы времени существования акустических волн удара и длительности токов  Стьюарта-Толмэна в витке.
   Придётся изучать физику удара...

[VPD]

Процитируйте, если ей пользуетесь.

Вообще то я дал подробную  ссылку.
   Для вращающегося витка со скоростью  Ω и тормозимого до остановки получено
  q = mGWΩ/2πe. где, q - заряд; W - объём кольца; G - проводимость кольца.

[Ost]

Спасибо. Конечно нужна физическая модель.
  Одна модель есть - токи Стьюарта-Толмэна. Токи, вызываемые ускорением.
  А модели  возникновения ускорений, возникающих при ударе, нет.
  Акустоэлектрический эффект отпадает в силу большой разницы времени существования акустических волн удара и длительности токов  Стьюарта-Толмэна в витке.
   Придётся изучать физику удара...

Та же модель, что подтверждается результатом применения формулы \(\displaystyle \frac{e}{m}=\frac{L~V}{q~r}\).
Но эта формула выведена для условий применения идеального интегратора.
В вашем случае требуется изучение условий передачи заряда контуру. Это более сложная задача.

[VPD]

   Если резко ударить молоточком 200гр. по спице витка, неподвижно лежащей на упоре, получается такой сигнал
https://disk.yandex.ru/i/gF0_fTML_woZqA
  Значит, дело только в рывке витка. Начальная его скорость не имеет значение.
 Только резкое ускорение.

[VPD]

...
В вашем случае требуется изучение условий передачи заряда контуру. Это более сложная задача.

  Это мне понятно.
  Найти функцию времени являющейся моделью перехода кинетической  энергии удара в электрическую энергию.

[Олег Владимирович Лавринович]

Вообще то я дал подробную  ссылку.

У меня нет этого тома. И библиотека латвийская уничтожив се русское не может мне предоставить. Если есть у вас электронная версия цитируемой страницы, проше пана.

Для вращающегося витка со скоростью  Ω и тормозимого до остановки получено
  q = mGWΩ/2πe. где, q - заряд; W - объём кольца; G - проводимость кольца.

Это   эмпирика, не включающаяс в себя ускорение.  Как я понимаю, от скорости системы отсчета  физические процессы не зависят

дело только в рывке витка

Дело в ускорении.

[VPD]

У меня нет этого тома. И библиотека латвийская уничтожив се русское не может мне предоставить. Если есть у вас электронная версия цитируемой страницы, проше пана.  Это   эмпирика, не включающаяс в себя ускорение.  Как я понимаю, от скорости системы отсчета  физические процессы не зависят Дело в ускорении.

Ускорение у всех (и Ландау то же) равно 0 - Ω = Ω
  https://scask.ru/c_book_t_phis8.php?id=91

[Дробышев]

Если резко ударить молоточком 200гр. по спице витка, неподвижно лежащей на упоре, получается такой сигнал

Т.е. период колебаний 40 наносекунд.

За эти 40 наносекунд звук в меди распространится максимум на 0,2 мм. Придет в движение участок витка длиной максимум 0,2 мм, а не весь полуметровый виток!

Так что никакими инерционными электронами 25-мегагерцовые колебания не обуславливаются. А скорее обуславливаются разрядом статического электричества.

[VPD]

Т.е. период колебаний 40 наносекунд.

За эти 40 наносекунд звук в меди распространится максимум на 0,2 мм. Придет в движение участок витка длиной максимум 0,2 мм, а не весь полуметровый виток!

Так что никакими инерционными электронами 25-мегагерцовые колебания не обуславливаются. А скорее обуславливаются разрядом статического электричества.

  А как вы объясните факт того, что импульс тока,  который  сейчас мы обсуждаем, появляется через 350 мкс после момента удара.
  Как может быть такая  задержка электростатики?
   Вместе с тем, эти 350 мкс как раз время движения звука от места удара до центра витка = 7см .
   Скорость волны в винипласте 2000м/с.
   Кроме того, если стучать слабо - сигнала от витка нет.
   Как  электростатика связана с силой удара?
   Электризация обычно бывает от трения и искровые разряды её в виде электромагнитного импульса распространяются со скоростью света.

[Дробышев]

А как вы объясните факт того, что импульс тока,  который  сейчас мы обсуждаем, появляется через 350 мкс после момента удара.
  Как может быть такая  задержка электростатики?

Посмотрел на последнее фото установки, свои возражения пока снимаю.

[Олег Владимирович Лавринович]

Вместе с тем, эти 350 мкс как раз время движения звука от места удара до центра витка = 7см .

А зачем ему идти до центра? Достаточно  до обода витка дойти, чтоб начать действовать на виток.

Электризация обычно бывает от трения

от изгибной деформации тоже.

Скорость волны в винипласте 2000м/с.

У вас поперечная волна сперва в фторопласте а уж потом в виниле, не так ли? рычаг фторопластовый, вы писали.  https://dpva.ru/Guide/GuidePhysics/Sound/SolidsSoundSpeed/в похожих пластиках поперечная волна распостраняется со скоростями от 500 мсек(Полиэтилен) до 1100. (нейлон, полиметакрилат). Фторопласт мягкий , его свойства варьируют  в зависимости от метода пресования и термообработки.  у вас именно поперечная  изгибная волна, возможно, волна сдвига. там точно  скорости в пластике нельзя предсказать. Но, сомневаюсь, не 2000 м / секунду. Надо мерить на образце.

[Олег Владимирович Лавринович]

Только резкое ускорение.

что значит, резкое ускорение? чем оно отличается от не резкого?

[Ost]

что значит, резкое ускорение? чем оно отличается от не резкого?

Резкое ускорение приводит к ударному возбуждению контура на собственной частоте.

[VPD]

А зачем ему идти до центра? Достаточно  до обода витка дойти, чтоб начать действовать на виток.

  Я то же так думал, измерения говорят, что только волна достигшая центра  действует.  Объяснения этому у меня нет .

У вас поперечная волна сперва в фторопласте а уж потом в виниле, не так ли? рычаг фторопластовый, вы писали. 

Да. 3 см фторопластовый участок. Наверно заменю для порядка.
  Займусь заменой материалов установки для выяснения их влияния.
  Одно уже можно точно сказать - магнитных воздействий нет. Ведь при ударе вообще нет заметного на глаз движения витка в пространстве. Виток разомкнут и не меняет своего  положения- нет изменений потоков через контур..

[Ost]

  Я то же так думал, измерения говорят, что только волна достигшая центра  действует.  Объяснения этому у меня нет .  Да. 3 см фторопластовый участок. Наверно заменю для порядка.
  Займусь заменой материалов установки для выяснения их влияния.
  Одно уже можно точно сказать - магнитных воздействий нет. Ведь при ударе вообще нет заметного на глаз движения витка в пространстве. Виток разомкнут и не меняет своего  положения- нет изменений потоков через контур..

В системе две механические частоты. Первая связана с ударом и зависит от массы ударника и его упругости.
Вторая связана со скоростью звука в материале. Создаётся впечатление, что нарастающее ускорение удара
резко гасится амплитудой звуковой волны в материале. И это приводит к ударному возбуждению контура.

[VPD]

  Вот так выглядит электростатическая наводка на виток при касании его пальцем https://disk.yandex.ru/i/Is0ubbXKSNsoiQ
  А  вот так при касании металлическим предметом. Сигнал настолько большой, что переходит во второй, полностью отключённый от макета, канал осциллографа.
https://disk.yandex.ru/i/f0ttXnVRi-hLGg
  Начал интересоваться теорией удара. Оказалось, что скорость перемещения деформации металлов намного меньше скорости звука в нём.
 

[Ost]

При боковом ударе по фторопластовому стержню в нём возникает бегущая волна поперечной деформации,
которая имеет форму "вмятины". С другой стороны стержня появляется бегущая выпуклость,
которая и ударяет по крепёжной конструкции кольца, когда дойдёт до него. Кольцо приобретает импульс за короткое время.
Возможно это и есть причина ударного возбуждения контура. Возможно образование ударной волны на оси крепления
как у кнута, что усиливает эффект.