Elektr(yunoncha elektrondan – amber, chunki amber yorug'lik jismlarini o'ziga tortadi) yoki tok faqat 1800 yilda, italyan fizigi tomonidan qo'llanila boshlandi. Alessandro Juzeppe Antonio Anastasio Volta dunyodagi birinchi akkumulyatorni ixtiro qildi va shu tariqa elektr energiyasining birinchi ishonchli doimiy manbasini taqdim etdi.
Ammo elektr energiyasi qanday paydo bo'ladi?
Atrofdagi hamma narsa inson ko'ziga ko'rinmaydigan mayda zarrachalar - atomlardan iborat. Atom kichikroq zarralardan iborat: markazda yadro, elektronlar esa uning atrofida aylanadi. Yadro neyron va protonlardan tashkil topgan. Yadro atrofida aylanadigan elektronlar manfiy zaryadga (-), yadrodagi protonlar esa musbat zaryadga (+) ega. Odatda atomdagi elektronlar soni yadrodagi protonlar soni bilan bir xil bo'ladi, shuning uchun atomning zaryadi yo'q - u neytraldir.
Ayrim atomlarda bitta elektron yetishmasligi mumkin. Ular musbat zaryadga (+) ega va boshqa atomlardan elektronlarni (-) torta boshlaydi. Va bularda, boshqa atomlar, elektronlar o'z orbitalaridan uchib ketishadi, harakat traektoriyasini o'zgartiradilar. Elektronlarning bir atomdan ikkinchisiga o'tishi energiya hosil qiladi. Bu energiya elektr deb ataladi.
Uylarimizdagi elektr energiyasi qayerdan keladi?
Biz elektr energiyasini yirik elektr stansiyalaridan olamiz. Elektr stansiyalarida generatorlar - energiya manbaida ishlaydigan yirik mashinalar mavjud. Odatda, manba issiqlik energiyasi bo'lib, u suvni (bug ') isitish orqali olinadi. Va suvni isitish uchun ko'mir, neft, tabiiy gaz yoki yadro yoqilg'isidan foydalaning. Suv qizdirilganda hosil bo'ladigan bug 'turbinaning ulkan pichoqlarini harakatga keltiradi, bu esa o'z navbatida generatorni ishga tushiradi.
Energiyani katta balandlikdan tushgan suvning kuchi yordamida olish mumkin: to'g'onlardan yoki sharsharalardan (gidroenergetika).
Jeneratörlar uchun quvvat manbai sifatida siz shamol kuchidan yoki Quyoshning issiqligidan foydalanishingiz mumkin, lekin ular tez-tez murojaat qilmaydi.
Bundan tashqari, ishlaydigan generator ulkan magnit yordamida mis simlar orqali o'tadigan elektr zaryadlari (oqim) oqimini hosil qiladi. Elektr energiyasini uzoq masofalarga uzatish uchun kuchlanishni oshirish kerak. Buning uchun transformatordan foydalaning - kuchlanishni oshirish va kamaytirish mumkin bo'lgan qurilma. Endi yuqori quvvatga ega (10 000 voltgacha va undan ko'p) elektr energiyasi er ostidagi yoki havoda baland bo'lgan ulkan kabellar bo'ylab o'z manziliga harakat qilmoqda. Kvartiralar va uylarga kirishdan oldin elektr quvvati boshqa transformatordan o'tadi, bu uning kuchlanishini pasaytiradi. Endi foydalanishga tayyor elektr energiyasi simlar orqali kerakli ob'ektlarga o'tadi. Amaldagi elektr energiyasining miqdori devor va zamin orqali o'tadigan simlarga biriktirilgan maxsus hisoblagichlar bilan tartibga solinadi. har birini elektr energiyasi bilan ta'minlash 
uyda yoki kvartirada xona. Elektr, yorug'lik va televizor tufayli turli xil maishiy texnika ishlaydi.
Agar sizga fizika yoki matematika bo'yicha muammolarni hal qilishda yordam kerak bo'lsa, onlayn o'qituvchilar har doim sizga yordam berishga tayyor. Talaba istalgan vaqtda va istalgan joyda onlayn o'qituvchidan yordam so'rashi va maktab o'quv dasturining istalgan mavzusi bo'yicha maslahat olishi mumkin. O'qitish maxsus ishlab chiqilgan dasturiy ta'minot orqali amalga oshiriladi. Malakali o'qituvchilar uy vazifasini bajarishda, tushunarsiz materialni tushuntirishda yordam beradi; GIA va imtihonga tayyorgarlik ko'rishga yordam bering. Talaba tanlangan repetitor bilan uzoq vaqt davomida mashg'ulotlar o'tkazishni o'zi tanlaydi yoki faqat ma'lum bir vazifani bajarishda qiyinchiliklar mavjud bo'lgan aniq vaziyatlarda o'qituvchining yordamidan foydalanadi.
sayt, materialni to'liq yoki qisman nusxalash bilan, manbaga havola talab qilinadi.
- Evropada hozir hech kim pianino chalamaydi,
elektr bilan o'ynang.
- Siz elektr toki bilan o'ynay olmaysiz - bu sizni elektr toki urishi bilan o'ldiradi.
- Va ular rezina qo'lqopda o'ynashadi ...
-E! Siz rezina qo'lqop kiyishingiz mumkin!
"Mimino"
G'alati... Ular elektr toki bilan o'ynashadi, lekin negadir u qandaydir oqim bilan o'ldiradi... Oqim elektrda qayerdan keladi? Va bu oqim nima? Salom azizim! Keling, buni aniqlaylik.
Xo'sh, birinchi navbatda, nima uchun rezina qo'lqoplarda elektr toki bilan o'ynash mumkinligidan boshlaylik, lekin, masalan, temir yoki qo'rg'oshinda - bu mumkin emas, garchi metall kuchliroq bo'lsa? Gap shundaki, kauchuk elektr tokini o'tkazmaydi, lekin temir va qo'rg'oshin o'tkazadi va shuning uchun zarba beradi. To‘xta-to‘xta... Biz noto‘g‘ri yo‘nalishda ketyapmiz, aylanaylik... Ha... Koinotimizdagi hamma narsa eng kichik zarrachalar – atomlardan iborat ekanligidan boshlash kerak. Bu zarralar shunchalik kichikki, masalan, inson sochi eng kichik vodorod atomidan bir necha million marta qalinroq. Atom ikkita asosiy qismdan iborat (1.1-rasmga qarang) - musbat zaryadlangan yadro, o'z navbatida yadro atrofida ma'lum orbitalarda aylanadigan neytronlar va protonlar va elektronlardan iborat.
1.1-rasm – Elektronning tuzilishi
Atomning umumiy elektr zaryadi har doim (!) nolga teng, ya'ni atom elektr neytraldir. Elektronlar atom yadrosi bilan juda kuchli bog'lanishga ega, ammo agar siz biron bir kuch qo'llasangiz va atomdan bir yoki bir nechta elektronni (masalan, isitish yoki ishqalanish orqali) "chiqarib yuborsangiz", atom musbat zaryadlangan ionga aylanadi. , chunki uning yadrosining musbat zaryadining qiymati qolgan elektronlarning manfiy umumiy zaryadining kattaligi kattaroq bo'ladi. Va aksincha - agar atomga biron bir tarzda bir yoki bir nechta elektron qo'shilsa (lekin sovutish yo'li bilan emas ...), u holda atom manfiy zaryadlangan ionga aylanadi.
Har qanday elementning atomlarini tashkil etuvchi elektronlar o'zlarining xarakteristikalari bo'yicha mutlaqo bir xil: zaryad, o'lcham, massa.
Endi har qanday elementning ichki tarkibiga nazar tashlasangiz, elementning butun hajmini atomlar egallamasligini ko'rishingiz mumkin. Har doim, har qanday materialda ham manfiy zaryadlangan, ham musbat zaryadlangan ionlar mavjud bo'lib, "manfiy zaryadlangan ion-atom-musbat zaryadlangan ion" ni o'zgartirish jarayoni doimo davom etadi. Ushbu transformatsiya jarayonida erkin elektronlar - atomlar yoki ionlarning hech biri bilan bog'liq bo'lmagan elektronlar hosil bo'ladi. Ma'lum bo'lishicha, turli moddalarda bu erkin elektronlarning soni har xil.
Shuningdek, fizika kursidan ma'lumki, har qanday zaryadlangan jism atrofida (hatto elektron kabi arzimas) ko'rinmas elektr maydoni deb ataladigan narsa mavjud bo'lib, uning asosiy xarakteristikalari kuch va yo'nalishdir. Maydon har doim musbat zaryad nuqtasidan manfiy zaryad nuqtasiga yo'naltirilganligi shartli ravishda qabul qilinadi. Bunday maydon, masalan, ebonit yoki shisha tayoqni junga ishqalashda paydo bo'ladi, bu jarayonda xarakterli yoriqni eshitish mumkin, bu hodisani keyinroq ko'rib chiqamiz. Bundan tashqari, shisha tayoqchada musbat zaryad, ebonitda esa manfiy zaryad hosil bo'ladi. Bu shunchaki bir moddaning erkin elektronlarini boshqasiga (shisha tayoqchadan junga va jundan ebonit tayoqchaga) o'tishni anglatadi. Elektronlarning uzatilishi zaryadning o'zgarishini anglatadi. Ushbu hodisani baholash uchun maxsus jismoniy miqdor mavjud - marjon deb ataladigan elektr miqdori va 1Cl \u003d 6,24 10 18 elektron. Ushbu nisbatga asoslanib, bitta elektronning zaryadi (yoki u elementar elektr zaryadi deb ataladi) quyidagilarga teng bo'ladi: 
Xo'sh, bu barcha elektronlar va atomlarning bunga nima aloqasi bor ... Lekin bunga nima aloqasi bor. Agar siz erkin elektronlar ko'p bo'lgan materialni olib, uni elektr maydoniga joylashtirsangiz, unda barcha erkin elektronlar maydonning ijobiy nuqtasi yo'nalishi bo'yicha harakatlanadi va ionlar - kuchli atomlararo (interionik) bog'larga ega bo'lganligi sababli - material ichida qoladilar, garchi nazariy jihatdan ular zaryadi ion zaryadiga qarama-qarshi bo'lgan maydonning o'sha nuqtasiga o'tishlari kerak. Bu oddiy tajriba bilan isbotlangan.
Ikki xil material (kumush va oltin) bir-biriga ulangan va bir necha oy davomida elektr maydoniga joylashtirilgan. Agar materiallar orasidagi ionlarning harakati kuzatilgan bo'lsa, u holda aloqa nuqtasida diffuziya jarayoni sodir bo'lishi kerak edi va kumushning tor zonasida oltin, oltinning tor zonasida kumush hosil bo'ladi, lekin bu sodir bo'lmadi, bu "og'ir" ionlarning harakatsizligini isbotladi. 2.1-rasmda elektr maydonidagi musbat va manfiy zarrachalarning harakati ko'rsatilgan: manfiy zaryadlangan elektronlar maydon yo'nalishiga qarshi, musbat zaryadlangan zarrachalar esa maydon yo'nalishi bo'yicha harakatlanadi. Biroq, bu faqat biron bir materialning kristall panjarasiga kirmagan va atomlararo aloqalar bilan bog'lanmagan zarralar uchun to'g'ri keladi. 
1.2-rasm - Elektr maydonidagi nuqtaviy zaryadning harakati
Harakat shu tarzda sodir bo'ladi, chunki xuddi zaryadlar itaruvchi va qarama-qarshi zaryadlar o'ziga tortadi: zarrachaga doimo ikkita kuch ta'sir qiladi: tortuvchi kuch va itaruvchi kuch.
Demak, zaryadlangan zarralarning tartibli harakati elektr toki deb ataladi. Qiziqarli fakt bor: dastlab (elektron kashf etilishidan oldin) elektr toki aniq musbat zarralar tomonidan hosil qilingan deb ishonishgan, shuning uchun oqim yo'nalishi musbat zarrachalarning "ortiqcha" dan "minus" ga harakatiga mos keladi. , lekin keyinchalik buning aksi aniqlandi, ammo oqim yo'nalishini bir xil qoldirishga qaror qilindi va bu an'ana zamonaviy elektrotexnikada saqlanib qoldi. Demak, bu aslida aksincha! 
1.3-rasm – Atomning tuzilishi
Elektr maydoni, garchi u intensivlikning kattaligi bilan tavsiflangan bo'lsa-da, lekin har qanday zaryadlangan jism atrofida hosil bo'lishi mumkin. Misol uchun, agar bir xil shisha va ebonit tayoqchalari junga surtilsa, ular atrofida elektr maydoni paydo bo'ladi. Elektr maydoni har qanday ob'ekt yaqinida mavjud bo'lib, ular qanchalik uzoqda joylashganidan qat'i nazar, boshqa ob'ektlarga ta'sir qiladi.Lekin ular orasidagi masofa ortib borishi bilan maydon kuchi kamayadi va uning qiymatini e'tiborsiz qoldirishi mumkin, shuning uchun ikki kishi yonma-yon turib, bir oz kuchga ega bo'ladi. zaryad, garchi ular elektr maydonini yaratsalar ham va ular orasida elektr toki o'tadi, lekin u juda kichikki, hatto maxsus qurilmalar yordamida uning qiymatini aniqlash qiyin.
Shunday qilib, bu qanday xarakteristikasi - elektr maydon kuchi haqida ko'proq gapirish vaqti keldi. Hammasi 1785 yilda frantsuz harbiy muhandisi Sharl Avgustin de Kulonning harbiy xaritalarni chizishdan chalg'ib, ikkita nuqta zaryadining o'zaro ta'sirini tavsiflovchi qonunni chiqarganligidan boshlanadi:
Vakuumdagi ikkita nuqtaviy zaryadning o'zaro ta'sir kuchi moduli ushbu zaryadlar modullarining mahsulotiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va ular orasidagi masofaning kvadratiga teskari proportsionaldir.
Biz nima uchun bunday bo'lganini ko'rib chiqmaymiz, shunchaki janob Kulonning so'zini qabul qilamiz va ushbu qonunga rioya qilish uchun ba'zi shartlarni kiritamiz:
- nuqtaviy zaryadlar - ya'ni zaryadlangan jismlar orasidagi masofa ularning o'lchamidan ancha katta - ammo shuni isbotlash mumkinki, ikkita hajmli taqsimlangan zaryadning sferik simmetrik kesishmaydigan fazoviy taqsimotlar bilan o'zaro ta'sir qilish kuchi o'zaro ta'sir kuchiga teng. sferik simmetriya markazlarida joylashgan ikkita ekvivalent nuqta zaryadlari;
- ularning harakatsizligi. Aks holda, qo'shimcha effektlar kuchga kiradi: harakatlanuvchi zaryadning magnit maydoni va boshqa harakatlanuvchi zaryadga ta'sir qiluvchi tegishli qo'shimcha Lorentz kuchi;
- vakuumdagi o'zaro ta'sir.
Matematik jihatdan qonun quyidagicha yozilgan: 
bu erda q 1, q 2 - o'zaro ta'sir qiluvchi nuqta zaryadlarining qiymatlari,
r - bu zaryadlar orasidagi masofa,
k - atrof-muhit ta'sirini tavsiflovchi qandaydir koeffitsient.
Quyidagi rasmda Kulon qonunining grafik izohi ko'rsatilgan. 
1.4-rasm - Nuqtaviy zaryadlarning o'zaro ta'siri. Coulomb qonuni
Shunday qilib, ikki nuqtaviy zaryad o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchi bu zaryadlarning ko'payishi bilan ortadi va zaryadlar orasidagi masofaning oshishi bilan kamayadi va masofaning ikki marta oshishi kuchning bir marta kamayishiga olib keladi. to'rtdan. Biroq, bunday kuch nafaqat ikkita zaryad o'rtasida, balki zaryad va maydon (va yana elektr toki!) o'rtasida ham paydo bo'ladi. Xuddi shu maydon turli zaryadlarga boshqacha ta'sir qiladi deb taxmin qilish mantiqan to'g'ri bo'ladi. Shunday qilib, maydon va zaryad o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchining ushbu zaryadning kattaligiga nisbati elektr maydonining kuchi deb ataladi. Zaryad va maydon statsionar bo'lishi va vaqt o'tishi bilan ularning xususiyatlarini o'zgartirmasligi sharti bilan. 
bu erda F - o'zaro ta'sir kuchi,
q - zaryad.
Bundan tashqari, yuqorida aytib o'tilganidek, maydonning yo'nalishi bor va bu o'zaro ta'sir kuchining yo'nalishiga ega ekanligidan kelib chiqadi (bu vektor miqdori: bir xil nomdagi zaryadlar tortadi, qarama-qarshi zaryadlar qaytariladi).
Men ushbu qo'llanmani yozganimdan so'ng, men do'stimdan uni o'qishni, uni baholashni so'radim. Bundan tashqari, men unga ushbu materialning mavzusi bo'yicha mening fikrimcha bitta qiziqarli savol berdim. U noto'g'ri javob berganida hayron bo'lganimni tasavvur qiling. Bu savolga ham javob berishga harakat qiling (u dars oxiridagi vazifalar bo'limida joylashgan) va sharhlarda o'z nuqtai nazaringizni bildiring.
Va nihoyat, maydon zaryadni kosmosning bir nuqtasidan ikkinchisiga o'tkazishi mumkinligi sababli, u energiyaga ega va shuning uchun ishlay oladi. Elektr tokining ishlashini ko'rib chiqishda bu haqiqat biz uchun kelajakda foydali bo'ladi.
Bu birinchi darsni yakunlaydi, lekin bizda hali ham javobsiz savol bor, nima uchun rezina qo'lqoplarda oqim o'ldirmaydi. Keling, keyingi darsga intriga sifatida qoldiramiz. E'tiboringiz uchun rahmat, tez orada ko'rishguncha!
- Aytaylik, Moskvaning qahramon shahrida ma'lum bir savdo nuqtasi bor, bu sizning uyingizda bo'lgan eng keng tarqalgan savdo nuqtasi. Keling, biz simlarni Moskvadan Vladivostokgacha cho'zdik va Vladivostokda lampochkani uladik deb faraz qilaylik (yana chiroq butunlay oddiy, xuddi shu narsa endi men uchun va siz uchun xonani yoritadi). Umuman olganda, bizda nima bor: Vladivostokdagi ikkita simning uchiga ulangan lampochka va Moskvadagi rozetka. Keling, "Moskva" simlarini rozetkaga kiritamiz. Agar biz juda ko'p turli xil sharoitlarni hisobga olmasak va Vladivostokdagi lampochka yonib ketgan deb taxmin qilsak, Moskvadagi rozetkada bo'lgan elektronlar lampochkaning filamentiga tushadimi yoki yo'qligini taxmin qilishga harakat qiling. Vladivostok? Lampochkani rozetkaga emas, balki batareyaga ulasak nima bo'ladi?
Har doim shunday: agar bog'bon yomg'irdan xursand bo'lsa, sayyoh bu nomaqbul yomg'irni la'natlaydi. Quyosh qiziydi - va yana kimdir o'zini yaxshi his qiladi, lekin kimdir yo'q. Afsuski, dunyoda ideal yo'q va hammani rozi qilish mumkin emas.
Neytron kashf etilishidan oldin fiziklar atom yadrosi proton va elektronlardan iborat deb o'ylashgan. Bu nazariyotchilarni juda xafa qildi - ularning hisob-kitoblari oxiriga yetmadi. Ammo boshqa tomondan, yadrolarning radioaktiv beta parchalanishini o'rgangan tajribachilar butunlay xotirjam edi. Ular elektronlar qayerdan kelgani haqida bosh qotirishlari shart emas edi.
Neytron o'zining tashqi ko'rinishi bilan hamma narsani ostin-ustun qildi. Endi nazariyotchilar quvonishdi, chunki yadro tuzilishining neytron-proton modeli ularning barcha qiyinchiliklarini bartaraf etdi. Ammo quvonch radioaktivlikni o'rganish bilan shug'ullanganlar tomon bir qarashda so'ndi va so'ndi. Ular yagona, ammo o'ta qiyin savolga javob talab qilishdi: agar ular bo'lmasa, yadrolarning beta-parchalanishida elektronlar qayerdan keladi?
Haqiqatan ham, yadro tuzilishining bunday ajoyib oddiy rasmidan voz kechish va bir qadam orqaga qaytish kerakmi? Haqiqatan ham, nihoyat aniq ufqlarni ko'rib, bir-biriga mos kelmaydigan tushunarsiz faktlarning qo'rqinchli tubsizligiga yana sho'ng'ish mumkinmi?
Aniq savol: elektronlar yadroda qayerdan keladi? - fiziklarni oldinga ulkan qadam tashlashga majbur qildi. Ehtimol, elektronlarning tan olinishi bilan qadamdan kam emas.
Yigirma uch asr muqaddam Demokrit atomlar olamiga bo‘linmaslik, o‘zgarmaslik xususiyatini bergan. 19-asrning eng oxirida fiziklar bu belgini atomlardan yirtib tashlashdi va hech ikkilanmasdan uni elementar zarrachalarga o'tkazishdi! Fiziklar uchun materiyaning g'ishtlarini odatiy xotirjam va ishonchli yorliqsiz tasavvur qilish juda qiyin edi.
Kvant mexanikasining asoschisi V.Geyzenberg birinchi bo'lib yadro haqidagi jumboqni yechdi. U yadrodagi neytron ba'zan proton va elektron va neytrinoga aylanishi mumkinligini taxmin qildi. Proton yadroda qoladi, qolgan "tug'uvchi" zarralar esa uni tark etadi. Tashqi tomondan, bunday transformatsiya radioaktiv beta parchalanishiga o'xshaydi.
Shunday qilib, elektronlar qaerdan keladi! Mikrodunyo tadqiqotchilari birinchi marta elementar zarrachalarning o'zaro konvertatsiya qilinishini aniqladilar.
Keyinchalik ma'lum bo'lishicha, neytron yadrodan tashqarida 12 daqiqadan ko'p bo'lmagan vaqt davomida yashaydi va proton, elektron va neytrinoga aylanadi. Erkin proton bilan bunday narsa sodir bo'lmaydi. Ammo radioaktiv yadroda energiya holati shundayki, hatto barqaror proton ham neytron, pozitron va neytrinoga aylanishi mumkin. Elementar zarracha - pozitron nomi bilan radioaktiv yadro hayotidagi bu hodisa pozitron parchalanishi deb atala boshlandi.
Bu yangi zarracha - pozitron nima?
Bu yangi va bizga uzoq vaqtdan beri tanish bo'lganga o'xshaydi. Bu elektronning aniq nusxasi, faqat elektr zaryadining teskari belgisi bilan. Agar yadrolarning pozitron parchalanishi haqida bir necha so'z kerak bo'lsa, bu haqda hech narsa aytilmaganga o'xshaydi.
Lekin yoq. Bu zarracha elementar zarralar fizikasi tarixida alohida o'rin tutadi. Pozitronning kashf etilishi antizarralar olamiga eshik ochdi. Bu bizga materiyaning yana bir xususiyatini ko'rsatdi - uning vaznli shakldan energiya shakliga o'tish qobiliyati!
Hammasi 1931 yilda Kembrij universitetining yosh nazariyotchi fizikasi Pol Dirak elektronning harakatini tavsiflovchi tenglamani olganligidan boshlandi. Tez orada u bu tenglamaning ikkita yechimi borligini, ya'ni elektrondan tashqari yana bitta zarrachani tasvirlash uchun mos ekanligini aniqladi. Ma'lum bo'lishicha, bu zarracha elektronga mutlaqo o'xshash, ammo musbat elektr zaryadiga ega bo'lishi kerak.
O'sha paytda - va bu qirq yildan ko'proq vaqt oldin sodir bo'lgan - hech kim antizarralar haqida eshitmagan va fiziklarga ma'lum bo'lgan yagona musbat zaryadlangan zarracha proton edi. Ammo proton katta massasi tufayli Dirak tenglamasining ikkinchi yechimiga mos kelmadi.
Avvaliga bu faqat matematik qiziqish bo'lib tuyuldi. Ammo ikkinchi yechimni istisno qilishga bo'lgan barcha urinishlar hech narsaga olib kelmadi. Ikki narsadan biri: yo Dirak nazariyasi noto'g'ri, yoki tabiatda musbat zaryadlangan elektron mavjud.
Dirakning bashorati shu qadar g'ayrioddiy ediki, hatto eng buyuk olimlar ham buni darhol qabul qilishmadi. Masalan, Landau bor-yo'g'i 30 yil o'tib shunday dedi: "Kim Dirak bir necha yil ichida fan uchun bu xonada bo'lganlarning butun umri davomida qilgan ishlaridan ko'ra ko'proq ish qilganini kim ta'kidlaydi?"
Bir yil o'tgach, 1932 yilda kosmik nurlarda pozitron topildi. Bulutli kamerada ular faqat elektronga tegishli bo'lishi mumkin bo'lgan, ammo ijobiy zaryadga ega bo'lgan zarrachalar izlarini topdilar.
Bulut kamerasi yordamida kosmik nurlarni o'rganishda tajribachilar 1927 yilda sovet fizigi D. Skobeltsyn tomonidan taklif qilingan usuldan foydalanganlar. Bulutli kamera elektromagnit qutblari orasiga joylashtirilgan. Bu nafaqat elementar zarrachaning izini ko'rish, balki energiyani o'lchash va kamera bo'ylab uchib o'tadigan mikrokosmos vakilining magnit maydondagi egriligi bo'yicha elektr zaryadining belgisini aniqlash imkonini berdi. Bulutli kamerada olingan fotosuratlarda elektron va pozitronning izlari qarama-qarshi yo'nalishda og'ishayotgani aniq ko'rindi.
Tajriba nazariyani tasdiqladi. Yigirma sakkiz yoshli Pol Dirak Nobel mukofoti sovrindorlari ro'yxatiga qo'shildi.
Pozitron kashf etilgandan so'ng, savol tug'ildi: har bir elementar zarrachada "aksi aks ettirish" mavjud emasmi? Tajribachilar kosmik nurlarda antiprotonni izlay boshladilar. Elektron-pozitron juftligi Dirak nazariyasini tasdiqlagandek tuyuldi. Ammo yo'q, yo'q, ha va tabiat tomonidan faqat bu zarralar uchun istisno qilish fikri paydo bo'ldi.
“1955-yilda antiprotonni bashorat qilish va uning kuzatuvi oʻrtasidagi vaqt oraligʻi juda uzun edi, – dedi akademik Ya.Zeldovich, – baʼzi nazariyotchilar esa bunga chiday olmadi – keyingi yillarda antiprotonlarsiz nazariya yaratishga urinishlar boʻldi. ."
Dirakning bashoratidan atigi chorak asr o'tgach, Emilio Segre va Ouen Chemberlen boshchiligidagi bir guruh amerikalik olimlar antiprotonni kashf etdilar. Bir yil o'tgach, antineytron ham topildi.
Pozitron uchini ushlagan fiziklar dastlab sekin, keyin esa tezroq va tezroq tarmoqni antizarrachalar bilan tortib olishni boshladilar. Va endi hech kim har bir elementar zarraning o'z soyasiga - mos keladigan antizarraga ega ekanligiga shubha qilmaydi.
Bulut kamerasidagi pozitronlarning izlarini o‘rganar ekan, fiziklar bir-biriga duch kelgan elektron va pozitron o‘zaro “yo‘q qilish” – yo‘q qilishini darhol aniqladilar.
Tabiat uchun qo'rqadigan hech narsa yo'q edi - shu bilan birga u hech narsani yo'qotmadi. Ikkala zarrachaning massasi boshqa turdagi materiyaga - energiyaga aylandi, uning miqdorini Albert Eynshteynning taniqli formulasi E \u003d mc 2 yordamida osongina hisoblash mumkin.
"Zamonaviy fizikaning bu natijasi, - deb yozgan edi Nobel mukofoti sovrindori Maks Laue, - tabiatshunoslik taraqqiyoti olib kelgan eng ajoyib narsadir".
Moddaning elementar g'ishtlari qanchalik g'alati bo'lib chiqdi! Hatto proton va elektron kabi barqaror zarralar ham antizarralari bilan birga «yo'qolib» qolishi mumkin edi. Beixtiyor o‘yga kirib ketdi: qanday qilib bunday mo‘rt materialdan yasalgan qadimiy qoyalar bizning davrimizga qadar saqlanib qolgan?
Ammo hamma narsa shundaki, elementar zarralar faqat radioaktiv yadrolarning o'ziga xos sharoitlarida va antizarralar bilan to'qnashganda o'zgarishlarga tayyorligini ko'rsatadi. Biz uchun ochiq bo'lgan dunyo hududida radioaktiv yadrolarga qaraganda beqiyos barqaror yadrolar mavjud. Va biz katta miqdordagi antizarralar yo'qligi tufayli yo'q bo'lib ketishdan xalos bo'lamiz.
Bu savol karamga o'xshaydi, siz uni ochasiz, ochasiz, lekin u hali ham "fundamental" dumdan uzoqda. Savol, ehtimol, bu sopi bilan bog'liq bo'lsa-da, siz hali ham barcha karamni engishga harakat qilishingiz kerak.
Yuzaki qarashda, oqimning tabiati oddiy ko'rinadi: oqim zaryadlangan zarralar harakatlanayotganda sodir bo'ladi. (Agar zarracha harakat qilmasa, u holda oqim yo'q, faqat elektr maydoni bor.) Oqimning mohiyatini tushunishga harakat qilib, tok nimadan iboratligini bilmay, biz oqimga mos keladigan yo'nalishni tanladik. musbat zarralarning harakat yo'nalishi. Keyinchalik ma'lum bo'ldiki, manfiy zarralar teskari yo'nalishda harakat qilganda, aniq bir xil ta'sirga ega bo'lmagan oqim paydo bo'ladi. Bu simmetriya oqim tabiatining ajoyib tafsilotidir.
Zarrachalar qayerda harakatlanishiga qarab, oqimning tabiati ham har xil. Hozirgi materialning o'zi boshqacha:
- Metalllarda erkin elektronlar mavjud;
- Metall va seramika supero'tkazgichlarda - elektronlar ham;
- Suyuqliklarda, kimyoviy reaksiyalar paytida yoki qo'llaniladigan elektr maydoni ta'sirida hosil bo'lgan ionlar;
- Gazlarda - yana ionlar, shuningdek elektronlar;
- Ammo yarimo'tkazgichlarda elektronlar erkin emas va "rele" ni harakatga keltirishi mumkin. Bular. Bu harakat qila oladigan elektron emas, balki u mavjud bo'lmagan joy - "teshik". Bunday o'tkazuvchanlik teshik o'tkazuvchanligi deb ataladi. Turli xil yarim o'tkazgichlarning tirqishlarida bunday oqimning tabiati barcha radioelektronikamizni amalga oshirishga imkon beradigan effektlarni keltirib chiqaradi.
Oqim ikki ko'rsatkichga ega: oqim kuchi va oqim zichligi. Zaryadlar oqimi bilan, masalan, shlangdagi suv oqimi o'rtasida o'xshashlikdan ko'ra ko'proq farqlar mavjud. Ammo oqimning bunday ko'rinishi ikkinchisining mohiyatini tushunish uchun juda samarali. Supero'tkazuvchilardagi oqim zarrachalar tezligining vektor maydonidir (agar ular bir xil zaryadga ega zarralar bo'lsa). Ammo biz oqimni tavsiflashda odatda bu tafsilotlarni hisobga olmaymiz. Biz bu oqimni o'rtacha hisoblaymiz.
Agar biz faqat bitta zarrachani (tabiiy zaryadlangan va harakatlanuvchi) olsak, u holda zaryad va vaqtning ma'lum bir momentidagi oniy tezlik mahsulotiga teng bo'lgan oqim aynan shu zarracha joylashgan joyda mavjud bo'ladi. Ivasi duetining "Pivo vaqti keldi" qo'shig'ida qanday bo'lganini eslang: "... iqlim og'ir va dushman astral bo'lsa, poezd ketib, barcha relslarni olib ketsa ..." :)
Shunday qilib, biz boshida aytib o‘tilgan o‘sha dumga yetib keldik. Nima uchun zarrachada zaryad bor (harakat bilan hamma narsa aniq ko'rinadi, lekin zaryad nima)? Zaryadni tashuvchi eng asosiy zarralar (endi aniq:) bo'linmas ko'rinadi) elektronlar, pozitronlar (antielektronlar) va kvarklardir. Qamoqqa olinganligi sababli bitta kvarkni tortib olish va o'rganish mumkin emas, elektron bilan bu osonroq ko'rinadi, lekin u ham juda aniq emas. Hozirgi vaqtda oqim kvantlanganligi aniq: elektronning zaryadidan kam zaryadlar yo'q (kvarklar faqat umumiy zaryadi bir xil yoki nolga teng bo'lgan adronlar shaklida kuzatiladi). Zaryadlangan zarrachadan alohida elektr maydoni faqat magnit maydon bilan birgalikda, kvanti foton bo'lgan elektromagnit to'lqin sifatida mavjud bo'lishi mumkin. Ehtimol, elektr zaryadining tabiatini qandaydir izohlash kvant fizikasi sohasida yotadi. Misol uchun, u bashorat qilgan va yaqinda kashf etgan Xiggs maydoni (bozon bor, maydon bor) bir qator zarralar massasini tushuntiradi va massa zarrachaning tortishish maydoniga qanday munosabatda bo'lishini o'lchovidir. Ehtimol, zaryad bilan, elektr maydoniga javob o'lchovida bo'lgani kabi, shunga o'xshash voqea ham oshkor bo'ladi. Nima uchun massa bor va nima uchun to'lov bor - bular biroz bog'liq savollar.
Elektr tokining tabiati haqida ko'p narsa ma'lum, lekin eng muhimi hali ma'lum emas.