Energia potenziale positiva e negativa. Energia negativa negli esseri umani

N.K. Gladysheva, IOSO RAO, scuola n. 548, Mosca

Questo problema non è mai stato discusso in modo specifico e dettagliato nei cosiddetti libri di testo stabili. Era considerato troppo difficile per gli studenti delle scuole superiori. Allo stesso tempo, gli studenti (e spesso gli insegnanti) “per impostazione predefinita” credono che l’energia possa essere solo una quantità positiva. Ciò porta a malintesi quando si analizza la conversione dell'energia in vari processi. Ad esempio, come spiegare che quando l'acqua viene bollita, tutta l'energia impartita alla sostanza va ad evaporare, mentre l'energia cinetica media del movimento delle particelle non cambia e l'energia di interazione delle particelle diventa pari a zero? Dove scompare l'energia proveniente dal riscaldatore? Si possono citare molti esempi del genere. Ma è più opportuno non tacere che l'energia dell'interazione tra i corpi può essere sia positiva che negativa. Le difficoltà nel comprendere questa disposizione sono inverosimili. Dopotutto, anche gli studenti delle scuole elementari capiscono che la temperatura ambiente può essere sia positiva che negativa! Inoltre, gli scolari percepiscono abbastanza facilmente l'esistenza, insieme alla scala Kelvin, di altre scale di temperatura (Celsius, Fahrenheit, Reaumur). Pertanto, l'idea che il valore numerico di una certa quantità fisica dipenda da un'origine del suo riferimento scelta convenzionalmente non è incomprensibile per uno studente delle scuole superiori.

Selezione del punto di riferimento dell'energia potenziale

Mostreremo come spiegare agli studenti che nello studio dei fenomeni meccanici, in molti casi, è conveniente scegliere il livello di riferimento dell'energia potenziale in modo che abbia un valore negativo.

L'analisi della trasformazione energetica implica una familiarità più dettagliata degli studenti con le sue forme. Qualsiasi libro di testo riporta che un corpo di massa m, che si muove rispetto ad un sistema di riferimento scelto con una certa velocità v, ha energia cinetica Ekin = mv2/2 in questo sistema. Se in qualche sistema di riferimento il corpo è immobile, la sua energia cinetica è pari a zero. Pertanto, l'energia cinetica di un corpo è chiamata energia del movimento. A differenza di altre caratteristiche del movimento, come la velocità v o la quantità di moto p = mv, l'energia cinetica non è correlata alla direzione del movimento. È una quantità scalare. Si consiglia di invitare gli studenti a dimostrare autonomamente che l'energia cinetica di un corpo e di un sistema di corpi non può essere una quantità negativa.

La natura dell'energia potenziale può essere completamente diversa. Nel caso di un pendolo matematico (un punto materiale di massa m sospeso su un filo inestensibile senza peso di lunghezza l), è associato all’attrazione del carico del pendolo da parte della Terra. È questa interazione gravitazionale che riduce la velocità del carico mentre si muove verso l'alto. Nel caso in cui una pallina da tennis colpisce un muro, l'energia potenziale è associata alla deformazione della pallina. Ciò che hanno in comune l'energia di interazione del carico con la Terra e l'energia di deformazione è che tale energia può essere convertita in energia cinetica e viceversa.

Tuttavia, non tutti i processi sono reversibili. Ad esempio, quando un martello colpisce un pezzo di piombo, l'energia cinetica del martello sembra scomparire senza lasciare traccia: il martello quasi non si riprende dopo l'impatto. In questo caso l'energia cinetica del martello viene convertita in calore e sua successiva dissipazione irreversibile.

Diamo uno sguardo più da vicino al concetto di energia potenziale. La natura dell'energia potenziale è diversa, quindi non esiste un'unica formula per calcolarla. Di tutti i tipi di interazione, incontriamo più spesso l'interazione gravitazionale della Terra e dei corpi situati vicino alla sua superficie, quindi prima di tutto dovremmo soffermarci sulla discussione delle caratteristiche dell'interazione gravitazionale.

Qual è la formula per calcolare l'energia potenziale di interazione della Terra con i corpi situati vicino alla sua superficie? La risposta è suggerita dalle oscillazioni del pendolo. Notare (Fig. 1): i punti B, in cui l'energia cinetica viene completamente convertita in forma latente (potenziale), e il punto A,

dove l'energia cinetica del pendolo è completamente ripristinata, si trovano a diverse altezze sopra la superficie terrestre. Huygens scoprì anche che l'altezza h della salita del pendolo fino al punto B è proporzionale al quadrato della sua velocità v2max nel punto A più basso. Leibniz stimò la quantità di energia latente (potenziale) nei punti B mediante la massa m del pendolo. carico e l'altezza h del suo innalzamento durante le oscillazioni. Misure accurate della velocità massima vmax e dell'altezza h mostrano che l'uguaglianza è sempre soddisfatta:

dove g  10 N/kg = 10 m/s2. Se, secondo la legge di conservazione dell'energia, assumiamo che tutta l'energia cinetica del pendolo nei punti B venga convertita nell'energia di interazione gravitazionale del suo carico con la Terra, allora l'energia di questa interazione deve essere calcolata utilizzando la formula:

Questa formula nasconde un accordo condizionale: la posizione dei corpi interagenti, alla quale l'energia della loro interazione En è convenzionalmente considerata uguale a zero (livello zero), viene scelta in modo tale che in questa posizione l'altezza h = 0. Ma quando si sceglie la livello zero, i fisici sono guidati solo dal desiderio di semplificare la soluzione ai compiti limite. Se per qualche motivo è conveniente assumere che l'energia potenziale in un punto ad altezza h0  0 sia uguale a zero, la formula per l'energia potenziale assume la forma:

Ep = mg(h – h0).

Considera una pietra che cade da un dirupo (Fig. 2). È necessario determinare come cambiano l'energia cinetica Ek della pietra e l'energia potenziale En della sua interazione con la Terra mentre cade. Supponiamo che sul bordo del dirupo (punto A) la velocità della pietra sia zero.

Quando una pietra cade, il suo attrito con l'aria è piccolo, quindi possiamo supporre che non vi sia dissipazione di energia e la sua trasformazione in calore. Di conseguenza, secondo la legge di conservazione dell'energia, quando una pietra cade, la somma dell'energia cinetica e potenziale del sistema di corpi Terra + pietra non cambia, cioè

(Ek+Ep)|B = (Ek+E0)|A.

Notiamo quanto segue.

1. Secondo le condizioni del problema al punto A, la velocità della pietra è zero, quindi Ek| A = 0.

2. È conveniente scegliere il livello zero dell'energia potenziale di interazione tra la pietra e la Terra in modo tale da semplificare al massimo la soluzione del problema. Poiché è indicato un solo punto fisso - il bordo della roccia A - è ragionevole prenderlo come origine e porre Ep| A = 0. Allora l'energia totale (Ek + Ep)|A = 0. Di conseguenza, in virtù della legge di conservazione dell'energia, la somma dell'energia cinetica e potenziale della pietra e della Terra rimane del tutto pari a zero punti della traiettoria:

(Ek + Ep)|B = 0.

La somma di due numeri diversi da zero è uguale a zero solo se uno di essi è negativo e l'altro è positivo. Abbiamo già notato che l'energia cinetica non può essere negativa. Pertanto dall'uguaglianza (Ek + Ep)|B = 0 segue che l'energia potenziale di interazione di una pietra che cade con la Terra è una quantità negativa. Ciò è dovuto alla scelta del livello di energia potenziale zero. Abbiamo preso il bordo della roccia come punto di riferimento zero per la coordinata h della pietra. Tutti i punti attraverso i quali vola la pietra si trovano sotto il bordo della scogliera e i valori delle coordinate h di questi punti sono inferiori allo zero, cioè sono negativi. Di conseguenza, secondo la formula En = mgh, anche l'energia En dell'interazione di una pietra che cade con la Terra deve essere negativa.

Dall'equazione della legge di conservazione dell'energia Ek + En = 0 segue che a qualsiasi altezza h a partire dal bordo della roccia, l'energia cinetica della pietra è uguale alla sua energia potenziale presa con il segno opposto:

Ek = –En = –mgh

(Va ricordato che h è un valore negativo). I grafici della dipendenza dell'energia potenziale Ep e dell'energia cinetica Ek dalla coordinata h sono mostrati in Fig. 3.

È utile anche considerare subito il caso in cui un sasso viene lanciato nel punto A con una certa velocità verticale v0. Nell'istante iniziale l'energia cinetica della pietra è Ek = mv02/2 e l'energia potenziale, per convenzione, è zero. In un punto arbitrario della traiettoria, l'energia totale è uguale alla somma dell'energia cinetica e potenziale mv2/2 + mgh. La legge di conservazione dell’energia si scrive come:

mv02/2 = mv2/2 + mgh.

Qui h può avere valori sia positivi che negativi, il che corrisponde al fatto che la pietra si muove verso l'alto dal punto di lancio o cade al di sotto del punto A. Pertanto, per alcuni valori di h l'energia potenziale è positiva, mentre per altri è negativa. Questo esempio dovrebbe mostrare allo studente la convenzione di assegnare all'energia potenziale un certo segno.

Dopo aver familiarizzato gli studenti con il materiale di cui sopra, è consigliabile discutere con loro le seguenti domande:

1. In quali condizioni l'energia cinetica di un corpo è uguale a zero? energia potenziale del corpo?

2. Spiegare se il grafico di Fig. 1 corrisponde alla legge di conservazione dell'energia del sistema dei corpi Terra + pietra. 3.

3. Come cambia l'energia cinetica di una palla lanciata? Quando diminuisce? sta aumentando?

4. Perché, quando una pietra cade, la sua energia potenziale risulta negativa, ma quando un ragazzo rotola giù da una collina, è considerata positiva?

Energia potenziale di un corpo in un campo gravitazionale

Il passo successivo prevede di introdurre gli studenti all'energia potenziale di un corpo in un campo gravitazionale. L'energia di interazione di un corpo con il campo gravitazionale della Terra è descritta dalla formula En = mgh solo se il campo gravitazionale della Terra può considerarsi uniforme, indipendente dalle coordinate. Il campo gravitazionale è determinato dalla legge di gravitazione universale:

dove R è il raggio vettore tracciato dal centro di massa della Terra (preso come origine) ad un dato punto (ricordiamo che nella legge di gravità i corpi sono considerati puntiformi e immobili). Per analogia con l’elettrostatica, questa formula può essere scritta come:

e chiamiamolo il vettore dell'intensità del campo gravitazionale in un dato punto. È chiaro che questo campo cambia con la distanza dal corpo creando il campo. Quando un campo gravitazionale può essere considerato omogeneo con sufficiente precisione? Ovviamente questo è possibile in una regione dello spazio le cui dimensioni h sono molto minori della distanza dal centro del campo R. In altre parole, se si considera una pietra che cade dall'ultimo piano di una casa, si può tranquillamente ignorare la differenza nel valore del campo gravitazionale ai piani superiore e inferiore. Tuttavia, quando si studia il movimento dei pianeti attorno al Sole, non si può presumere che il pianeta si muova in un campo uniforme e si dovrebbe usare la legge generale della gravitazione.

Puoi ricavare una formula generale per l'energia potenziale dell'interazione gravitazionale tra i corpi (ma non chiedere agli studenti di riprodurre questa conclusione, anche se, ovviamente, dovrebbero conoscere la formula finale). Consideriamo ad esempio due corpi puntiformi stazionari di massa m1 e m2, situati a distanza R0 l'uno dall'altro (Fig. 4). Indichiamo l'energia dell'interazione gravitazionale di questi corpi con En0. Supponiamo inoltre che i corpi si siano spostati leggermente più vicini alla distanza R1. L'energia di interazione di questi corpi è diventata En1. Secondo la legge di conservazione dell’energia:

Ep = Ep1 – Ep0 = Fspinta. s medio,

dove Fspinta cр – il valore della forza gravitazionale media nella sezione s = R1 – R0 del corpo che si muove nella direzione della forza. Secondo la legge di gravitazione universale, l’entità della forza è:

Se le distanze R1 e R0 differiscono poco tra loro, la distanza Rav2 può essere sostituita dal prodotto R1R0. Poi:

In questa uguaglianza En1 corrisponde a corrisponde. Così:

Abbiamo ottenuto una formula che indica due caratteristiche dell'energia potenziale dell'interazione gravitazionale (è chiamata anche energia gravitazionale):

1. La formula stessa contiene già la scelta del livello zero dell'energia potenziale gravitazionale, vale a dire: l'energia dell'interazione gravitazionale dei corpi diventa zero quando la distanza tra i corpi in questione è infinitamente grande. Si noti che questa scelta del valore zero dell'energia dell'interazione gravitazionale dei corpi ha una chiara interpretazione fisica: quando i corpi si muovono infinitamente l'uno dall'altro, praticamente cessano di interagire gravitazionalmente.

2. Poiché qualsiasi distanza reale, ad esempio tra la Terra e un razzo, ovviamente, l'energia dell'interazione gravitazionale con tale scelta di punto di riferimento è sempre negativa.

Nella fig. La Figura 5 mostra un grafico della dipendenza dell'energia dell'interazione gravitazionale del razzo con la Terra dalla distanza tra il centro della Terra e il razzo. Riflette entrambe le caratteristiche dell'energia gravitazionale di cui abbiamo parlato: mostra che questa energia è negativa e aumenta verso lo zero man mano che aumenta la distanza tra la Terra e il razzo.

Energia comunicativa

La conoscenza acquisita dagli studenti che l'energia può essere quantità sia positiva che negativa dovrebbe trovare la sua applicazione nello studio dell'energia di legame delle particelle di una sostanza nei suoi vari stati di aggregazione. Ad esempio, agli studenti può essere offerto il seguente ragionamento qualitativo.

Abbiamo già visto che le particelle di materia si muovono sempre in modo caotico. È stato dotando le particelle della capacità di muoversi in questo modo che siamo riusciti a spiegare una serie di fenomeni naturali. Ma allora perché i tavoli e le matite, i muri delle case e noi stessi non si disperdono in particelle separate?

Dobbiamo supporre che le particelle di materia interagiscono e sono attratte l'una dall'altra. Solo un'attrazione reciproca sufficientemente forte delle particelle può tenerle vicine l'una all'altra nei liquidi e nei solidi e impedire loro di disperdersi rapidamente in direzioni diverse. Ma allora perché le particelle nei gas non stanno vicine le une alle altre, perché si allontanano? A quanto pare, nei gas l'interconnessione delle particelle non è sufficiente a trattenerle.

In meccanica, per valutare l'interazione (connessione) dei corpi, abbiamo utilizzato una quantità fisica come l'energia potenziale dell'interazione. Nella teoria cinetica della materia, la connessione tra le particelle della materia è caratterizzata dall'energia della loro interazione Ec (questa energia non è sempre potenziale). Il fatto che le particelle nei liquidi e nei solidi si tengano tra loro, ma non nei gas, suggerisce che l'energia di legame delle particelle tra loro in questi mezzi è diversa.

Gas. In un gas, la distanza tra le particelle è grande e la loro connessione è debole. Le particelle occasionalmente entrano in collisione tra loro e con le pareti del vaso. Gli urti sono di natura elastica, cioè si conservano l’energia totale e la quantità di moto totale. Negli intervalli tra le collisioni, le particelle si muovono liberamente, cioè non interagire. È ragionevole supporre che l'energia di interazione (legame) delle particelle in un gas sia approssimativamente zero.

Liquido. In un liquido, le particelle vengono avvicinate e parzialmente si toccano. La loro attrazione reciproca è forte ed è caratterizzata dall'energia legante Ecw (acqua). Per staccare una molecola dalla massa del liquido, è necessario eseguire il lavoro A > 0. Di conseguenza, la molecola diventerà libera, come in un gas, cioè la sua energia di legame può essere considerata pari a zero. Secondo la legge di conservazione dell’energia, Ecw (acqua) + A = 0, da cui Ecw ​​(acqua) = –A< 0.

Per determinare il valore numerico dell'energia Eb(acqua) delle particelle nell'acqua, passiamo all'esperimento. Già le osservazioni quotidiane suggeriscono: per far evaporare l'acqua bollente in un bollitore, è necessario bruciare una certa quantità di legna o gas. In altre parole, bisogna lavorare. Utilizzando un termometro, puoi assicurarti che la temperatura dell'acqua bollente e la temperatura del vapore sopra di essa siano la stessa. Di conseguenza, l’energia media del movimento delle particelle nell’acqua bollente e nel vapore è la stessa. L'energia termica trasferita all'acqua bollente dal combustibile viene convertita nell'energia di interazione delle particelle di acqua in evaporazione. Ciò significa che l'energia Eb delle particelle nell'acqua bollente è inferiore a quella del vapore acqueo. Ma in una coppia Ec(coppia) = 0, quindi, l'energia di interazione delle particelle in un liquido è inferiore a zero, cioè negativo.

Le misurazioni effettuate con i calorimetri mostrano che per far evaporare 1 kg di acqua bollente alla normale pressione atmosferica, ad esso devono essere trasferiti circa 2,3  106 J di energia. Parte di questa energia (circa 0,2  106 J) viene spesa in modo che il vapore acqueo risultante possa spostare le particelle d'aria da uno strato sottile sopra la superficie del liquido. Il resto dell'energia (2,1  106 J) va ad aumentare l'energia di legame delle particelle d'acqua durante la loro transizione da liquido a vapore (Fig. 6). I calcoli mostrano che 1 kg di acqua contiene 3,2 × 1025 particelle. Dividendo l'energia 2,1  106 J per 3,2  1025, otteniamo: l'energia di legame Eb di ciascuna particella d'acqua con altre particelle durante la sua transizione dallo stato liquido a vapore aumenta di 6,6  10–20 J.

Solido. Per sciogliere e trasformare il ghiaccio in acqua, è necessario eseguire un lavoro o trasferire una certa quantità di calore al ghiaccio. Energia di legame delle molecole d'acqua nella fase solida Eb< 0, причем эта энергия по модулю больше, чем энергия связи молекул воды в жидкой fase. Quando il ghiaccio si scioglie, la sua temperatura rimane 0 °C; L'acqua che si forma durante la fusione ha la stessa temperatura. Pertanto, per trasferire una sostanza dallo stato solido a quello liquido, è necessario aumentare l'energia di interazione delle sue particelle. Per sciogliere 1 kg di ghiaccio che ha già iniziato a sciogliersi sono necessari 3,3  105 J di energia (Fig. 7). Quasi tutta questa energia viene utilizzata per aumentare l'energia di legame delle particelle durante la loro transizione dal ghiaccio all'acqua. Condividere l'energia

3,3  105 J per numero di 3,2  1025 particelle contenute in 1 kg di ghiaccio, troviamo che l'energia di interazione Eb delle particelle di ghiaccio è 10–20 J inferiore a quella dell'acqua.

Quindi, l'energia di interazione delle particelle di vapore è zero. Nell'acqua l'energia di legame di ciascuna delle sue particelle con le altre particelle è circa 6,6  10–20 J inferiore a quella del vapore, cioè Eb(acqua) = –6,6  10–20 J. Nel ghiaccio, l'energia di legame di ciascuna particella con tutte le altre particelle di ghiaccio è 1,0  10–20 J inferiore rispetto all'acqua (e di conseguenza 6,6  10– 20 J + 1,0  10–20 J = 7,6  10–20 J in meno rispetto al vapore acqueo). Ciò significa che nel ghiaccio Ec(ghiaccio) = –7,6  10–20 J.

La considerazione delle caratteristiche dell'energia di interazione delle particelle di una sostanza in vari stati di aggregazione è importante per comprendere la trasformazione dell'energia durante le transizioni di una sostanza da uno stato di aggregazione a un altro.

Diamo, in particolare, esempi di domande a cui gli studenti ora possono rispondere senza troppe difficoltà.

1. L'acqua bolle a temperatura costante, assorbendo energia dalla fiamma di un bruciatore a gas. Cosa succede quando ciò accade?

A) Aumenta l'energia di movimento delle molecole d'acqua;

B) aumenta l'energia di interazione delle molecole d'acqua;

C) l'energia di movimento delle molecole d'acqua diminuisce;

D) l'energia di interazione delle molecole d'acqua diminuisce.

(Risposta: B.)

2.Quando si scioglie il ghiaccio:

A) l'energia cinetica di un pezzo di ghiaccio aumenta;

B) l'energia interna del ghiaccio aumenta;

C) l'energia potenziale di un pezzo di ghiaccio diminuisce;

D) l'energia interna del ghiaccio diminuisce.

(Risposta: B.)

Finora abbiamo considerato l'energia di interazione tra i corpi che si attraggono a vicenda. Quando si studia l'elettrostatica, è utile discutere con gli studenti la questione se l'energia di interazione delle particelle è positiva o negativa quando si respingono. Quando le particelle si respingono, non è necessario impartire loro energia per allontanarsi l'una dall'altra. L'energia di interazione viene convertita nell'energia di movimento delle particelle volanti e diminuisce fino a zero all'aumentare della distanza tra le particelle. In questo caso l'energia di interazione è una quantità positiva. Le caratteristiche identificate dell’energia di interazione possono essere consolidate discutendo i seguenti temi:

1. L'energia dell'interazione tra due palline di carica opposta è positiva o negativa? Giustifica la tua risposta.

2. L'energia dell'interazione tra due palline con carica simile è positiva o negativa? Giustifica la tua risposta.

3. Due magneti si avvicinano l'uno all'altro con poli simili. L'energia della loro interazione aumenta o diminuisce?

L'energia della comunicazione nel microcosmo

Secondo i concetti della meccanica quantistica, un atomo è costituito da un nucleo circondato da elettroni. Nel sistema di riferimento associato al nucleo, l'energia totale dell'atomo è la somma dell'energia del movimento degli elettroni attorno al nucleo, dell'energia dell'interazione Coulomb degli elettroni con un nucleo carico positivamente e dell'energia dell'interazione Coulomb di elettroni tra loro. Consideriamo il più semplice degli atomi: l'atomo di idrogeno.

Si ritiene che l'energia totale di un elettrone sia uguale alla somma dell'energia cinetica e dell'energia potenziale dell'interazione di Coulomb con il nucleo. Secondo il modello di Bohr, l'energia totale di un elettrone in un atomo di idrogeno può assumere solo un certo insieme di valori:

dove E0 è espresso in termini di costanti mondiali e di massa dell'elettrone. È più conveniente misurare i valori numerici di E(n) non in joule, ma in elettronvolt. I primi valori ammessi sono:

E(1) = –13,6 eV (energia della terra, stato più stabile dell'elettrone);

E(2) = –3,4 eV;

E(3) = –1,52 eV.

È conveniente contrassegnare l'intera serie di valori consentiti dell'energia totale di un atomo di idrogeno con trattini sull'asse verticale dell'energia (Fig. 8). Le formule per calcolare i possibili valori dell'energia degli elettroni per gli atomi di altri elementi chimici sono complesse, perché Gli atomi hanno molti elettroni che interagiscono non solo con il nucleo, ma anche tra loro.

Gli atomi si combinano per formare molecole. Nelle molecole, il quadro del movimento e dell'interazione degli elettroni e dei nuclei atomici è molto più complesso che negli atomi. Di conseguenza, l'insieme dei possibili valori dell'energia interna cambia e diventa più complesso. I possibili valori dell'energia interna di qualsiasi atomo e molecola hanno alcune caratteristiche.

Abbiamo già chiarito la prima caratteristica: l’energia di un atomo è quantizzata, cioè può assumere solo un insieme discreto di valori. Gli atomi di ciascuna sostanza hanno il proprio insieme di valori energetici.

La seconda caratteristica è che tutti i possibili valori E(n) dell'energia totale degli elettroni negli atomi e nelle molecole sono negativi. Questa caratteristica è associata alla scelta del livello zero di energia di interazione tra gli elettroni di un atomo e il suo nucleo. È generalmente accettato che l'energia di interazione di un elettrone con un nucleo sia zero quando l'elettrone viene rimosso a grande distanza e l'attrazione di Coulomb dell'elettrone sul nucleo è trascurabile. Ma per strappare completamente un elettrone dal nucleo, è necessario dedicare del lavoro e trasferirlo al sistema nucleo + elettrone. In altre parole, affinché l'energia di interazione tra un elettrone e un nucleo diventi zero, deve essere aumentata. E questo significa che l'energia iniziale dell'interazione tra l'elettrone e il nucleo è inferiore a zero, cioè negativo.

La terza caratteristica è che quelli realizzati in Fig. 8, i segni dei possibili valori dell'energia interna di un atomo terminano con E = 0. Ciò non significa che l'energia del sistema elettrone + nucleo non possa, in linea di principio, essere positiva. Ma quando raggiunge lo zero, il sistema cessa di essere un atomo. Infatti, al valore E = 0, l'elettrone viene rimosso dal nucleo e al posto dell'atomo di idrogeno ci sono un elettrone e un nucleo che non sono collegati tra loro.

Se l'elettrone distaccato continua a muoversi con energia cinetica Ek, allora l'energia totale del sistema di particelle non più interagenti ione + elettrone può assumere qualsiasi valore positivo E = 0 + Ek.

Problemi da discutere

1. Quali componenti costituiscono l'energia interna di un atomo?

2. Perché abbiamo considerato l'energia di un atomo usando solo l'esempio dell'atomo di idrogeno?

3. Quali conclusioni sulle caratteristiche dell'energia interna di un atomo derivano dal suo modello quantomeccanico?

4. Perché consideriamo negativa l'energia interna di un atomo o di una molecola?

5. L'energia di un gruppo ione + elettrone può essere positiva?

La familiarità con l'energia interna di un atomo non solo consoliderà la conoscenza sulla possibilità di valori negativi di energia potenziale, ma spiegherà anche una serie di fenomeni, ad esempio il fenomeno dell'effetto fotoelettrico o l'emissione di luce da parte degli atomi. Infine, le conoscenze acquisite permetteranno agli studenti di discutere una questione molto interessante riguardante l'interazione dei nucleoni nel nucleo.

È stato stabilito che il nucleo atomico è costituito da nucleoni (protoni e neutroni). Un protone è una particella con una massa 2000 volte maggiore della massa di un elettrone, che trasporta una carica elettrica positiva (+1). Come è noto dall’elettrodinamica, le cariche dello stesso segno si respingono. Pertanto, l'interazione elettromagnetica allontana i protoni. Perché il nucleo non si sfalda nelle sue parti componenti? Già nel 1919, bombardando i nuclei con particelle α, E. Rutherford scoprì che per far uscire un protone dal nucleo, la particella α deve avere un'energia di circa 7 MeV. Si tratta di diverse centinaia di migliaia di volte più energia di quella necessaria per rimuovere un elettrone da un atomo!

Come risultato di numerosi esperimenti, è stato stabilito che le particelle all'interno del nucleo sono collegate da un tipo di interazione fondamentalmente nuovo. La sua intensità è centinaia di volte maggiore dell'intensità dell'interazione elettromagnetica, motivo per cui viene chiamata interazione forte. Questa interazione ha una caratteristica importante: ha un breve raggio d'azione e “si accende” solo quando la distanza tra i nucleoni non supera i 10–15 m, questo spiega le piccole dimensioni di tutti i nuclei atomici (non più di 10–14 m).

Il modello protone-neutrone del nucleo consente di calcolare l'energia di legame dei nucleoni nel nucleo. Ricordiamo che secondo le misurazioni è pari a circa –7 MeV. Immaginiamo che 4 protoni e 4 neutroni si combinino per formare un nucleo di berillio. La massa di ciascun neutrone è mn = 939,57 MeV e la massa di ciascun protone è mp = 938,28 MeV (qui utilizziamo il sistema di unità accettato nella fisica nucleare, in cui la massa non è misurata in chilogrammi, ma in unità di energia equivalenti, ricalcolato utilizzando la relazione di Einstein E0 = mc2). Di conseguenza, l'energia di riposo totale di 4 protoni e 4 neutroni prima che si combinino in un nucleo è 7511,4 MeV. L'energia a riposo del nucleo Be è 7454,7 MeV. Può essere rappresentato come la somma dell'energia di riposo dei nucleoni stessi (7511,4 MeV) e dell'energia di legame dei nucleoni tra loro Eb. Ecco perché:

7454,7 MeV = 7511,4 MeV + Ev.

Da qui otteniamo:

Ep = 7454,7 MeV –7511,4 MeV = –56,7 MeV.

Questa energia è distribuita su tutti gli 8 nucleoni del nucleo di berillio. Di conseguenza, ciascuno di essi rappresenta circa –7 MeV, come risulta dagli esperimenti. Abbiamo nuovamente scoperto che l'energia di legame delle particelle reciprocamente attratte è una quantità negativa.

Nel nostro mondo frenetico, è quasi impossibile mantenere un'aura armoniosa, entrando costantemente in uno scambio di questioni sottili con persone e oggetti.

L'energia negativa in una persona appare a causa della distruzione di vibrazioni positive, pensieri errati o influenza di persone e oggetti dell'altro mondo. Ma non aver paura dei problemi nel biocampo, perché la negatività può essere spostata o trasformata, quindi ricorrere a metodi per proteggere le questioni sottili.

Perché una persona perde energia?

Nella maggior parte dei casi, il flusso di vitalità è associato all’estremo attaccamento dell’individuo agli eventi del passato. Stiamo parlando dei cosiddetti legami creati dall'energia di altre persone, significativi per il soggetto, e costantemente sostenuti anche da emozioni negative.

Di solito, una persona ritorna spesso a situazioni stressanti e circostanze negative nella sua vita. Le preoccupazioni e i dubbi ossessivi sono sentimenti che richiedono molta energia, quindi il biocampo si indebolisce. I principali tipi di stati che consumano più energia sono:

Sentirsi dispiaciuti per se stessi e per gli altri

Il desiderio di non tradire gli altri e di prendersi costantemente cura di loro, così come il desiderio di proteggersi in ogni situazione, portano alla perdita di un'enorme vitalità.

La pietà non è amore, quindi non riempie l'aura con energia fresca e pura. Il sacrificio e il costante desiderio di aiutare sono semplicemente una forma di scambio energetico ineguale.

Risentimento

I ricordi associati a eventi ingiusti nei confronti della persona stessa molto spesso disturbano l'anima e la mente. Pensare costantemente alle situazioni richiede molto tempo ed energia.

Inoltre, proiettare emozioni negative sul tuo aggressore è un modo sicuro per ricevere la stessa cosa in cambio, e anche in un volume maggiore. Lo stesso vale per la sete di vendetta, quando una persona spende energie per sviluppare un piano di ritorsione malvagia.

Sentimenti di vergogna, senso di colpa o umiliazione

Il ricordo di essere stato usato o fatto male è associato all'irreparabilità della situazione, è spaventoso e fastidioso.

Una persona è arrabbiata con se stessa, quindi non solo uccide i flussi di energia positiva, ma riempie anche il biocampo con questioni negative.

Invidia

Questa emozione non solo ti impedisce di goderti le gioie della vita, ma rovina anche l'energia di un'altra persona che è diventata oggetto di invidia. Di conseguenza, entra in gioco la legge del karma e la persona affoga nella propria negatività e nelle proprie esperienze. Il tempo è sprecato in sogni vuoti piuttosto che in obiettivi reali.

Alcune delle emozioni che sorgono sono associate non tanto a persone reali, ma a oggetti del mondo materiale. Molto spesso una persona è costretta a separarsi da alcuni oggetti, oggetti di valore, denaro. Quando pensa costantemente alle sue perdite, si arrabbia con se stesso e con gli altri, spreca energia 24 ore al giorno. Allo stesso tempo, i suoi pensieri non lo lasciano nemmeno nel sonno, quindi il biocampo non si aggiorna di notte.

Ci sono molti altri motivi per cui una persona manca di energia.

  • In primo luogo, lo stile di vita gioca un ruolo, perché se un individuo fa qualcosa che non gli piace, soffre costantemente.
  • In secondo luogo, sopprimere sul nascere le proprie esperienze emotive ha un impatto negativo sul biocampo. A volte l’energia può fluire via a causa del fatto che i confini della comunicazione interpersonale di una persona vengono spostati. Alcune persone possono diventare portatrici croniche di un'aura pesante perché hanno molti traumi psicologici, compresi quelli che hanno origine dall'infanzia e dai rapporti con i genitori.

Classificazione dei deflussi energetici

Alcuni esoteristi classificano le ragioni del deflusso di energia in base al livello del corpo umano che influenzano:

  • L'energia viene sottratta all'involucro fisico dalle posture curve e curve, dalla forte scioltezza dei movimenti, dall'imitazione esterna di altre persone, così come dalle malattie, dalla tensione muscolare, dai movimenti improvvisi e spontanei e dalla danza aggressiva.
  • Il doppio etereo manca di vitalità a causa della respirazione impropria, della mancanza di comunicazione con la natura e della diminuzione del tono generale.
  • Il corpo astrale perde energia a causa di emozioni negative, pessimismo e depressione. Qui influiscono anche conflitti interni, desideri contrastanti, dipendenze e attaccamenti e disturbi del sonno.
  • Il deflusso delle forze vitali a livello dello strato mentale dell'aura avviene a causa di un flusso caotico di pensieri, frequente immersione nel mondo dei sogni e chiacchiere inutili.

Perché appare un'aura negativa nelle stanze? Qui possono influire questioni sottili dei precedenti proprietari di appartamenti, nonché tracce energetiche di morte e malattia. Qualsiasi spazio conserva il messaggio negativo delle persone malvagie e dei vampiri energetici. Ha senso ripulire il biocampo di una casa o di un ufficio dopo grandi scandali e conflitti.

Esseri negativi nell'aura

Tra le entità malvagie che scelgono come habitat un'aura indebolita o un grumo di negatività, esiste una loro classificazione.

La presenza di tale formazione nel biocampo può essere giudicata dalla comparsa di escrescenze e tumori non solo nel corpo energetico, ma anche nel corpo fisico.

Qualsiasi piccola entità attrae forme pensiero simili, il che porta al completo riempimento del guscio di negatività, a un cambiamento nel comportamento umano e alla distruzione degli organi. È interessante notare che queste creature hanno l'abitudine di stabilirsi non solo nelle persone, ma anche nei locali residenziali. A causa loro, l'atmosfera a casa si deteriora bruscamente, in ufficio si osserva una cattiva aura e si verificano incidenti sul lavoro.

Le principali strutture di informazione energetica aliena del mondo sottile sono:

  • Spirito bugiardo- un'entità che porta a una grave depressione ed è pericolosa a causa della comparsa di falsi pensieri ed emozioni. Spesso si aggrappa all'aura di chi comunica con persone inclini ai rischi. Questi sono, ad esempio, i tossicodipendenti, gli accaniti giocatori di casinò e gli appassionati di scommesse.
  • Lucifero- la formazione di un mondo ultraterreno di origine ultraterrena. Molto spesso appare nel biocampo durante la luna piena o la luna nuova. Segni dell'essenza sono attacchi di rabbia, forte lussuria, sete di discussioni, violenza e sesso. Queste vibrazioni possono presentarsi come un'altra formazione, una falsa entità. Per sbarazzarti della creatura, devi pentirti dei peccati delle vite passate.
  • Archimania- strutture di avidità e potere. Per il proprietario di tale essenza, il livello dei valori spirituali diminuisce a causa del desiderio di ricchezza materiale.
  • ufo- una struttura energetica di ossessione che nasce nel biocampo al momento di un sogno di viaggiare su un'astronave. I portatori di questa formazione hanno strani segni sui loro corpi, cicatrici e ferite. Puoi sbarazzarti dell'essenza solo in 75-80 sessioni di pulizia dell'aura.
  • Entità antireligiosa- una struttura aliena che interferisce con la partecipazione alle cerimonie religiose. Allo stesso tempo, nella testa di una persona sorgono le ragioni più incredibili per cui non può andare in chiesa o comunicare con un sacerdote.
  • Bloccante dei nervi- un'essenza energetica che migliora le conseguenze di qualsiasi situazione stressante. Il collo o la schiena di una persona iniziano a far male, si osservano anche emicrania e tic facciali costanti. Se un individuo ha subito una profonda tragedia personale, il programma “Grief” può affezionarsi a lui.
  • Autoprogrammazione- questa è un'entità che si forma da sola, senza la guida di influenze esterne. Di solito questa struttura è attratta da un flusso di pensieri costante di tipo negativo. Ciò potrebbe essere dovuto a difficoltà finanziarie, problemi nella vita personale, ecc. Secondo il criterio del meccanismo di formazione, esiste anche una struttura aliena, creata consapevolmente da altre persone e introdotta nel biocampo mediante un rituale magico. Allo stesso tempo, è necessario evidenziare separatamente quelle entità che provengono da stregoni o streghe.
  • Struttura antincendio o aerea- energia umana distruttiva causata dal frequente contatto con gli elementi del fuoco o dell'aria. Di solito si trova nei forti fumatori. L'entità attacca durante la luna piena ed è particolarmente attratta dal sottile guscio ferito. I segni principali sono sovraeccitazione e attacchi di rabbia.
  • Sanguisuga- una neoplasia aliena attratta dalle radiazioni a bassa vibrazione dei pensieri umani. Di solito penetrano a causa dell'eterno desiderio di essere ricchi e di successo, perché la personalità allo stesso tempo rallenta nello sviluppo spirituale.
  • Segno di terra Cancroè un'entità esterna causata dalla golosità e dai rapporti sessuali eccessivi. Durante la luna piena attacca coloro che non sanno come affrontare la vita e porta a squilibrio emotivo, sentimenti di paura e debolezza fisica. Se questa struttura prevale sull’aura, la persona sarà pallida o avrà la carnagione terrosa. Vibrazioni di questo tipo tendono a provocare il cancro.
  • Rettile- generazione di energia generata da cattivi pensieri, desideri vili. Provoca depressione, agitazione, pianto, disturbi del sonno, aggressività e pensieri suicidi. Il tipo più comune di tale creatura è la larva, che cerca di rafforzare le cattive abitudini in una persona, ad esempio le manie di grandezza.
    Le larve nel cuore provocano gelosia e invidia, e le larve sul lato destro sono attratte dal cosiddetto 13° mondo marrone e sono considerate le più pericolose a causa dello sviluppo di malattie sconosciute nel corpo umano.

Sotto il soffitto della stanza ci sono piccoli volantini e film che raramente comunicano con l'individuo, ma si nutrono dell'energia dei suoi affari. I sigilli energetici possono essere trovati in qualsiasi spazio cieco senza luce solare diretta o ventilazione. Si nascondono ad un'altezza di 2-3 metri.

Alcuni volantini entrano nelle aperture dell'appartamento durante la ristrutturazione. Dal punto di vista del danno reale, i più pericolosi nella stanza sembrano essere creature energetiche a strisce senza testa, che sono fonti di malattie infettive.

Energie negative che colpiscono gli esseri umani

In alcuni casi, l’aura diventa gravemente deformata e l’energia comincia a fluire via quando viene esercitata un’influenza magica cosciente sul biocampo dell’individuo. Inoltre, le entità energetiche dell'altro mondo possono aderire a un guscio sottile indebolito. Le informazioni negative che le persone si trasmettono possono essere suddivise in diversi tipi:

Malocchio

La procedura per riempire il corpo astrale dell'aura con informazioni negative provenienti dall'esterno. Allo stesso tempo, la nuova energia ha una connotazione emotiva, solitamente distruttiva. Il malocchio interrompe il funzionamento dello strato astrale, bloccando il corpo eterico.

Questa esposizione è particolarmente pericolosa per i bambini piccoli che non sanno come difendersi.

Di conseguenza, sviluppano infezioni allo stomaco e malattie della pelle. Per quanto riguarda gli adulti, le spiacevoli conseguenze del malocchio compaiono dopo pochi mesi. Queste sono paure irragionevoli, incertezza, incubi, dolore al cuore e alla parte bassa della schiena.

Danno

Questa è un'informazione negativa e un'influenza energetica che utilizza un incantesimo speciale. Qui il corpo mentale riceve un coagulo sotto forma di forme pensiero negative.

Il danno può essere causato dall'invidia, ma non da un parente stretto. Questo viene fatto anche da stregoni, sensitivi e streghe.

Incantesimo d'amore o cospirazione

Questo è un flusso di energia che porta a varie malattie fisiche e disturbi mentali. Questi flussi di informazioni non sono utili se non viene affrontata la causa del problema. Altrimenti, una persona semplicemente si irrita o si stanca, soffre di isteria e mania di persecuzione, mostra aggressività e non vuole vivere.

Eventuali malattie vengono spinte ancora più in profondità nei processi vitali del corpo.

Dannazione

L'energia più distruttiva con un messaggio negativo. Questa forma di influenza colpisce il corpo causale, la materia più sottile responsabile del karma. La maledizione è molto potente e malvagia perché vuole distruggere una persona interrompendo la sua connessione con le forze cosmiche. In questo caso, anche l'involucro fisico e il corpo mentale vengono distrutti.

C'è anche una maledizione generazionale: informazioni ereditarie nel subconscio con un atteggiamento fortemente negativo e stress emotivo. Ben 7 generazioni possono soffrire di questa energia e avere malattie ereditarie. La maledizione ancestrale danneggia il Vero Sé e il campo astrale.

Rilascio di energia negativa su una persona

L'interruzione energetica a seguito di un'influenza umana accidentale o intenzionale può sempre essere avvertita non solo nella fase iniziale, ma anche al momento della trasmissione dei flussi negativi. In questo caso la fonte della negatività non deve necessariamente essere in contatto diretto con il portatore dell'aura. Pertanto, è così importante ascoltare i tuoi sentimenti interiori e la tua intuizione.

Vale la pena notare che il trasferimento di energia negativa non è sempre fine a se stesso; a volte è semplicemente un effetto collaterale di uno scambio energetico unidirezionale.

In particolare, i vampiri energetici o le persone i cui canali della forza vitale sono bloccati a causa di danni, si sforzano di ricevere energia sana dagli altri. Di conseguenza, cedono automaticamente parte della loro energia deformata.

Ma in un modo o nell'altro, scaricare i coaguli difettosi è una procedura spiacevole ed è meglio prevenirla in anticipo.

Come determinare che ti vengono trasmessi segnali negativi nel biocampo

Una persona si impone in una conversazione

Parla dei suoi problemi, esige pietà e compassione. A volte, per motivi di attenzione, può iniziare a comportarsi in modo provocatorio o addirittura aggressivo. Volendo liberarsi della propria negatività, l'individuo piange nel suo giubbotto e vuole ricevere consigli. Una persona vuole coinvolgere il suo futuro donatore in difficoltà e problemi.

Un noioso monologo e lamentele possono arrivare non solo durante gli incontri personali, ma anche al telefono. A volte le persone possono parlare con una voce cantilenante o, al contrario, sussurrare e sibilare per apparire minacciosi.

Critico disimpegnato

Succede anche la strategia opposta: questa è la posizione di un critico distaccato. Di solito una persona del genere è lontana da te, ma poi inizia a trovare difetti, la sua calma viene interrotta da una tempesta emotiva.

Alcune di queste persone cercano di irritare deliberatamente le loro vittime, utilizzando quei canali di influenza ai quali la persona reagirà in modo più sensibile. Ad esempio, puoi urlare a uno studente uditivo e fare commenti a uno studente visivo sul suo aspetto.

Un incontro personale

Se l'incontro è personale, nel trasmettere negatività la persona assumerà sicuramente una posa minacciosa. Il contatto visivo diretto funge anche da ponte energetico molto importante.

A queste persone piace sbattere le porte e toccare costantemente i propri vestiti, soprattutto se sono vestiti in modo provocante per attirare l'attenzione visiva.

Entrare in contatto corporeo

Una parte importante dell'alleviamento dei flussi negativi è se la vittima e il portatore di negatività sono cinestetici. Una persona non solo può toccarsi le braccia, il viso, le spalle, ma anche calpestare la gamba e spingere. È probabile anche il lancio di oggetti verso il futuro donatore.

Se incontri, ad esempio, una zingara, potrebbe anche strapparti un capello o metterti tra le mani un qualsiasi piccolo oggetto per poi riprenderlo.

Come resistere al trasferimento di energia negativa e non diventare donatore di sana vitalità contro la tua volontà? È meglio non ascoltare la persona, interrompere la conversazione, sedersi e rimanere sempre calmi. A volte ha senso cambiare la tua immagine per non attirare l'attenzione dei vampiri energetici. È anche utile immaginare una protezione immaginaria a specchio attorno al corpo. Durante la comunicazione forzata, puoi allontanarti mentalmente da un interlocutore pericoloso, entrando nel mondo delle tue fantasie.

Se tu stesso hai bisogno di scaricare energia negativa, non dirigerla verso un oggetto vivente, piuttosto usa il potere degli elementi. Puoi guardare lo scorrere del fiume, dissolvere in esso i tuoi pensieri, la pioggia e la fiamma di una candela. È utile fare bagni di sale, incantare pietre, bruciare trucioli di legno nel fuoco, immaginare imbuti con negatività che vanno nel terreno.

In che modo un'aura pesante influisce sull'interlocutore?

Il portatore di un biocampo negativo esaurisce notevolmente tutti coloro che lo circondano, anche con una comunicazione fugace e dolce. Se la comunicazione è prolungata, sorge un sentimento di malinconia, malinconia, depressione e mancanza di fiducia nelle proprie forze.

Potrebbe esserci una sensazione di solitudine, aggressività infondata e pensieri suicidi. Di notte la persona sarà tormentata dagli incubi.

La cosa peggiore dell'influenza dell'energia pesante è che attira all'interlocutore tutti i tipi di piccoli fallimenti e grandi problemi. Pertanto, molte persone iniziano immediatamente a provare paura, ansia inspiegabili e pericolo imminente al momento della comunicazione.

A livello fisico si fa sentire anche la pesante energia dell'interlocutore. Di solito una persona inizia a sentire mal di testa, strana pressione e formicolio in diverse parti del corpo. Il petto si comprime e il cuore fa male. A volte ti senti come se avessi il raffreddore, con febbre e sudore sulla fronte. Spesso iniziano attacchi asmatici, mancanza di respiro e picchi di pressione sanguigna. La conseguenza di un'improvvisa perdita di forza dovuta alla pressione energetica dell'aura di qualcun altro è sonnolenza, singhiozzo e sbadigli.

L'energia negativa in una persona diventa spesso motivo di disagio per se stesso e per le persone che lo circondano. Pertanto, vale la pena diagnosticare regolarmente la propria aura per coaguli negativi e cercare di guardare il mondo con una prospettiva positiva, inviando al mondo solo buone intenzioni e pensieri.

5. Stati con energia negativa. Elettrone positivo

Le equazioni della teoria di Dirac presentano proprietà speciali, consentendo soluzioni corrispondenti agli stati di una particella la cui energia può essere negativa. Un elettrone in uno di questi stati deve avere delle proprietà piuttosto strane. Per aumentare la sua velocità, è necessario togliergli energia. E, al contrario, per fermarlo, bisogna dargli un po' di energia. In un esperimento, un elettrone non si è mai comportato in modo così strano. Era quindi del tutto legittimo credere che gli stati con energia negativa, la cui esistenza è consentita dalla teoria di Dirac, non siano effettivamente realizzati in natura. Si potrebbe dire che in questo senso la teoria dà troppo, almeno a prima vista.

Il fatto che le equazioni di Dirac ammettano la possibilità dell'esistenza di stati ad energia negativa è senza dubbio una conseguenza della loro natura relativistica. Infatti, anche nella dinamica relativistica dell'elettrone, sviluppata da Einstein nel quadro della teoria della relatività ristretta, si rivela la possibilità del movimento con energia negativa. Tuttavia, a quel tempo la difficoltà nella dinamica di Einstein non era molto seria, perché, come tutte le teorie precedenti, presupponeva che tutti i processi fisici fossero continui. E poiché la massa propria dell’elettrone è finita, ha sempre un’energia interna finita secondo il principio relativistico dell’equivalenza di massa ed energia. Poiché questa energia interna non può scomparire, non possiamo passare continuamente da uno stato con energia positiva a uno stato con energia negativa. Pertanto, l’ipotesi di continuità dei processi fisici esclude completamente questo tipo di transizione.

Basta quindi supporre che nell'istante iniziale del tempo tutti gli elettroni siano in stati con energia positiva per vedere che lo stato rimane sempre lo stesso. La difficoltà diventa molto più seria nella meccanica di Dirac, poiché si tratta della meccanica quantistica, che consente l’esistenza di transizioni discrete nei fenomeni fisici. Si può facilmente vedere che le transizioni tra stati con energia positiva e negativa non solo sono possibili, ma dovrebbero anche verificarsi abbastanza spesso. Klein ha fornito un esempio interessante di come un elettrone con energia positiva, entrando in una regione in cui opera un campo in rapido cambiamento, può lasciare questa regione in uno stato con energia negativa. Di conseguenza, il fatto che un elettrone con energia negativa non fosse mai stato scoperto sperimentalmente si rivelò molto pericoloso per la teoria di Dirac.

Per aggirare questa difficoltà, Dirac ebbe un’idea molto ingegnosa. Notando che, secondo il principio di Pauli, di cui parleremo nel prossimo capitolo, non può esserci più di un elettrone in uno stato, ipotizzò che nello stato normale del mondo circostante tutti gli stati con energia negativa siano occupati da elettroni. Ne consegue che la densità degli elettroni con energia negativa è la stessa ovunque. Dirac ipotizzò che questa densità uniforme non potesse essere osservata. Allo stesso tempo, ci sono più elettroni di quelli necessari per riempire tutti gli stati con energia negativa.

Questo eccesso è rappresentato da elettroni con energia positiva, che è ciò che possiamo osservare nei nostri esperimenti. In casi eccezionali, un elettrone con energia negativa può, sotto l'influenza di una forza esterna, trasformarsi in uno stato con energia positiva. In questo caso, appare istantaneamente l'elettrone osservato e contemporaneamente si forma una lacuna, uno spazio vuoto, nella distribuzione degli elettroni con energia negativa. Dirac dimostrò che tale lacuna può essere osservata sperimentalmente e dovrebbe comportarsi come una particella con massa pari a quella dell'elettrone e carica uguale ad essa, ma di segno opposto. Lo considereremo come un antielettrone, un elettrone positivo. Questo buco formato inaspettatamente non può esistere a lungo. Sarà riempito con un elettrone con energia positiva, che subirà una transizione spontanea verso uno stato vuoto con energia negativa, accompagnato da radiazioni. Dirac spiegò così l'inosservabilità degli stati con energia negativa e allo stesso tempo predisse la possibilità, seppure rara ed effimera, degli elettroni positivi.

Indubbiamente l'ipotesi di Dirac era molto semplice, ma a prima vista sembrava alquanto artificiale. È possibile che un gran numero di fisici rimarrebbero piuttosto scettici a questo riguardo se l’esperimento non dimostrasse immediatamente l’esistenza degli elettroni positivi, le proprietà caratteristiche dei quali Dirac aveva appena predetto.

Infatti, nel 1932, prima i sottili esperimenti di Anderson, e poi di Blackett e Occhialini, scoprirono che il decadimento degli atomi sotto l'influenza dei raggi cosmici produce particelle che si comportano esattamente come gli elettroni positivi. Sebbene fosse ancora impossibile affermare in modo assolutamente rigoroso che la massa delle nuove particelle fosse uguale alla massa dell'elettrone e che la loro carica elettrica fosse uguale e opposta in segno a quella dell'elettrone, esperimenti successivi resero sempre più evidente questa coincidenza. probabile. Inoltre, si è scoperto che gli elettroni positivi tendono a scomparire rapidamente (annichilarsi) quando entrano in contatto con la materia e l'annichilazione è accompagnata dalla radiazione. Gli esperimenti di Thibault e Joliot-Curie sembravano non lasciare dubbi su questo tema.

Le circostanze eccezionali in cui compaiono gli elettroni positivi e la loro capacità di annichilarsi, accorciandone la vita, sono proprio le proprietà che Dirac aveva previsto. La situazione si è quindi rivelata opposta: l'esistenza di soluzioni delle equazioni di Dirac con energia negativa non solo non le mette in discussione, ma, al contrario, mostra che tali equazioni prevedevano l'esistenza e descrivevano le proprietà delle equazioni positive elettroni.

Dobbiamo tuttavia ammettere che le idee di Dirac sui buchi portano a serie difficoltà per quanto riguarda le proprietà elettromagnetiche del vuoto. È probabile che la teoria di Dirac verrà riformata e stabilirà una maggiore simmetria tra entrambi i tipi di elettroni, con il risultato che l'idea delle lacune, insieme alle difficoltà ad essa associate, verrà abbandonata. Allo stesso tempo, non c’è dubbio che la scoperta sperimentale degli elettroni positivi (ora chiamati positroni) rappresenti una nuova e notevole conferma delle idee alla base della meccanica di Dirac. La simmetria tra entrambi i tipi di elettroni, stabilita come risultato di uno studio più approfondito di alcune caratteristiche analitiche delle equazioni di Dirac, è di grande interesse e senza dubbio giocherà un ruolo importante nell'ulteriore sviluppo delle teorie fisiche.

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Si crede spesso che esistano due energie vitali antagoniste che possono distruggersi a vicenda. Si ritiene che una persona sia solitamente carica di energia vitale positiva e quando riceve una carica di energia vitale negativa, si ammala, può ammalarsi o addirittura morire del tutto in un altro mondo.

È così?

Questo approccio, da un punto di vista fisico, contiene contraddizioni. Ad esempio, una persona che trasporta energia vitale negativa deve in qualche modo isolarla dall'energia positiva, altrimenti queste due energie interagiranno tra loro e la persona che trasporta energia vitale negativa dovrà soffrire per prima.

In generale, se l'energia vitale negativa e positiva è distribuita nello spazio che ci circonda, allora dovrebbero distruggersi a vicenda, formando spazi senza vita.

Se l'energia vitale negativa viene generata da qualcosa, allora è della stessa natura dell'energia vitale positiva, che viene generata dalla stessa cosa, ma agisce in modo tale da far perdere energia vitale al corpo.

In generale dobbiamo considerare la questione in modo più ampio.

Qualsiasi perdita di energia vitale da parte dell'organismo influisce negativamente sul benessere e sulla salute in generale. Le perdite possono verificarsi per vari motivi.

1. Sovraccarico fisico.
2. Sovraccarico di stress.
3. Sovraccarico mentale.
4. Malattie.
5. Vampirismo energetico.
6. Programmazione mentale aperta.
7. Programmazione mentale nascosta.

In caso di sovraccarico fisico, stressante e mentale, tutto è chiaro: questo è l'uso diretto dell'energia vitale per lo scopo previsto e il consumo porta ad una diminuzione delle riserve. Le malattie portano anche alla perdita di energia vitale.

Le malattie possono essere una conseguenza di una combinazione di circostanze (lesioni, infezioni e le loro conseguenze, predisposizione genetica), oppure una manifestazione di una carenza di energia vitale, cioè una conseguenza di uno qualsiasi dei restanti sei punti o delle loro combinazioni.

Nel caso del vampirismo energetico, parte dell'energia vitale viene ritirata a favore del vampirismo energetico. Di conseguenza, c'è meno energia vitale nel corpo umano. Di conseguenza, la tua salute peggiora e aumenta il rischio di malattie.

I metodi di programmazione mentale aperta e nascosta sono molto pericolosi.

Se consideriamo i metodi di programmazione mentale aperta, vengono solitamente utilizzati nel processo di comunicazione umana. Questi sono metodi psicologici ordinari per influenzare la sfera mentale di una persona.

Qualsiasi comunicazione tra due persone è una programmazione mentale reciproca. Questa programmazione mentale può avere effetti sia positivi che negativi a seconda dell’atteggiamento che le persone hanno quando comunicano. Se vieni elogiato ed esprimi sinceramente simpatia e sostegno, allora è naturale che l'effetto sulla tua sfera mentale sarà positivo.

Se vieni rimproverato, criticato, umiliato, dimostrato di essere incompetente, ciò introduce nella tua sfera mentale elementi negativi di programmazione, che hanno un effetto distruttivo su di essa e portano alla perdita di energia vitale.

La programmazione mentale aperta, che si realizza attraverso il contatto diretto tra le persone, non è mai pura, basata solo su formule verbali. Le parole sono la chiave dell'interazione risonante del subconscio.

La parola pronunciata, sia nel subconscio di chi parla che in quello di chi ascolta, evoca immagini simili che interagiscono a livello subconscio, stabilendo un contatto mentale subconscio, portando allo scambio di energia vitale. Quanto più numerose e luminose vengono generate tali immagini, tanto più forte è il contatto a livello subconscio, tanto più intenso avviene lo scambio di energia.

Se un attacco psicologico viene effettuato con una forte espressione emotiva e verbale, ciò porta all'introduzione di programmi distruttivi nella coscienza e nel subconscio della vittima dell'attacco, che, con un'esposizione regolare, possono danneggiare seriamente la psiche e portare a catastrofici perdite di energia. L'esempio più semplice di un programma così distruttivo è il proverbio: "se dici a una persona cento volte che è un maiale, allora la centounesima volta grugnirà".

Un attacco simile può essere effettuato senza contatto psicologico diretto. La creazione di un programma mentale distruttivo e la sua introduzione nella sfera mentale della vittima viene effettuata utilizzando tecniche rituali, ipnotiche e di altro tipo. Come risultato di questa implementazione si verificano sia perdite generali di energia vitale che blocchi della stessa che sono responsabili di alcune aree della coscienza o degli organi interni del corpo.

Di solito tali blocchi di programma distruttivi sono chiamati energia negativa. Naturalmente, un nome del genere è logicamente errato. Questi programmi distruttivi possono essere facilmente definiti programmazione negativa.

Tale programmazione è estremamente pericolosa per la persona che compone tali programmi, poiché se commette errori, lui stesso può diventare vittima di tale programmazione. Questi programmi possono proiettare la loro azione sul programmatore secondo il principio: “non scavare una buca per qualcun altro, ci cadrai dentro tu stesso”.

N.K. Gladysheva, IOSO RAO, scuola n. 548, Mosca

Questo problema non è mai stato discusso in modo specifico e dettagliato nei cosiddetti libri di testo stabili. Era considerato troppo difficile per gli studenti delle scuole superiori. Allo stesso tempo, gli studenti (e spesso gli insegnanti) “per impostazione predefinita” credono che l’energia possa essere solo una quantità positiva. Ciò porta a malintesi quando si analizza la conversione dell'energia in vari processi. Ad esempio, come spiegare che quando l'acqua viene bollita, tutta l'energia impartita alla sostanza va ad evaporare, mentre l'energia cinetica media del movimento delle particelle non cambia e l'energia di interazione delle particelle diventa pari a zero? Dove scompare l'energia proveniente dal riscaldatore? Si possono citare molti esempi del genere. Ma è più opportuno non tacere che l'energia dell'interazione tra i corpi può essere sia positiva che negativa. Le difficoltà nel comprendere questa disposizione sono inverosimili. Dopotutto, anche gli studenti delle scuole elementari capiscono che la temperatura ambiente può essere sia positiva che negativa! Inoltre, gli scolari percepiscono abbastanza facilmente l'esistenza, insieme alla scala Kelvin, di altre scale di temperatura (Celsius, Fahrenheit, Reaumur). Pertanto, l'idea che il valore numerico di una certa quantità fisica dipenda da un'origine del suo riferimento scelta convenzionalmente non è incomprensibile per uno studente delle scuole superiori.

Selezione del punto di riferimento dell'energia potenziale

Mostreremo come spiegare agli studenti che nello studio dei fenomeni meccanici, in molti casi, è conveniente scegliere il livello di riferimento dell'energia potenziale in modo che abbia un valore negativo.

L'analisi della trasformazione energetica implica una familiarità più dettagliata degli studenti con le sue forme. Qualsiasi libro di testo riporta che un corpo di massa m, che si muove rispetto ad un sistema di riferimento scelto con una certa velocità v, ha energia cinetica Ekin = mv2/2 in questo sistema. Se in qualche sistema di riferimento il corpo è immobile, la sua energia cinetica è pari a zero. Pertanto, l'energia cinetica di un corpo è chiamata energia del movimento. A differenza di altre caratteristiche del movimento, come la velocità v o la quantità di moto p = mv, l'energia cinetica non è correlata alla direzione del movimento. È una quantità scalare. Si consiglia di invitare gli studenti a dimostrare autonomamente che l'energia cinetica di un corpo e di un sistema di corpi non può essere una quantità negativa.

La natura dell'energia potenziale può essere completamente diversa. Nel caso di un pendolo matematico (un punto materiale di massa m sospeso su un filo inestensibile senza peso di lunghezza l), è associato all’attrazione del carico del pendolo da parte della Terra. È questa interazione gravitazionale che riduce la velocità del carico mentre si muove verso l'alto. Nel caso in cui una pallina da tennis colpisce un muro, l'energia potenziale è associata alla deformazione della pallina. Ciò che hanno in comune l'energia di interazione del carico con la Terra e l'energia di deformazione è che tale energia può essere convertita in energia cinetica e viceversa.

Tuttavia, non tutti i processi sono reversibili. Ad esempio, quando un martello colpisce un pezzo di piombo, l'energia cinetica del martello sembra scomparire senza lasciare traccia: il martello quasi non si riprende dopo l'impatto. In questo caso l'energia cinetica del martello viene convertita in calore e sua successiva dissipazione irreversibile.

Diamo uno sguardo più da vicino al concetto di energia potenziale. La natura dell'energia potenziale è diversa, quindi non esiste un'unica formula per calcolarla. Di tutti i tipi di interazione, incontriamo più spesso l'interazione gravitazionale della Terra e dei corpi situati vicino alla sua superficie, quindi prima di tutto dovremmo soffermarci sulla discussione delle caratteristiche dell'interazione gravitazionale.

Qual è la formula per calcolare l'energia potenziale di interazione della Terra con i corpi situati vicino alla sua superficie? La risposta è suggerita dalle oscillazioni del pendolo. Notare (Fig. 1): i punti B, in cui l'energia cinetica viene completamente convertita in forma latente (potenziale), e il punto A,

dove l'energia cinetica del pendolo è completamente ripristinata, si trovano a diverse altezze sopra la superficie terrestre. Huygens scoprì anche che l'altezza h della salita del pendolo fino al punto B è proporzionale al quadrato della sua velocità v2max nel punto A più basso. Leibniz stimò la quantità di energia latente (potenziale) nei punti B mediante la massa m del pendolo. carico e l'altezza h del suo innalzamento durante le oscillazioni. Misure accurate della velocità massima vmax e dell'altezza h mostrano che l'uguaglianza è sempre soddisfatta:

dove g  10 N/kg = 10 m/s2. Se, secondo la legge di conservazione dell'energia, assumiamo che tutta l'energia cinetica del pendolo nei punti B venga convertita nell'energia di interazione gravitazionale del suo carico con la Terra, allora l'energia di questa interazione deve essere calcolata utilizzando la formula:

Questa formula nasconde un accordo condizionale: la posizione dei corpi interagenti, alla quale l'energia della loro interazione En è convenzionalmente considerata uguale a zero (livello zero), viene scelta in modo tale che in questa posizione l'altezza h = 0. Ma quando si sceglie la livello zero, i fisici sono guidati solo dal desiderio di semplificare la soluzione ai compiti limite. Se per qualche motivo è conveniente assumere che l'energia potenziale in un punto ad altezza h0  0 sia uguale a zero, la formula per l'energia potenziale assume la forma:

Ep = mg(h – h0).

Considera una pietra che cade da un dirupo (Fig. 2). È necessario determinare come cambiano l'energia cinetica Ek della pietra e l'energia potenziale En della sua interazione con la Terra mentre cade. Supponiamo che sul bordo del dirupo (punto A) la velocità della pietra sia zero.

Quando una pietra cade, il suo attrito con l'aria è piccolo, quindi possiamo supporre che non vi sia dissipazione di energia e la sua trasformazione in calore. Di conseguenza, secondo la legge di conservazione dell'energia, quando una pietra cade, la somma dell'energia cinetica e potenziale del sistema di corpi Terra + pietra non cambia, cioè

(Ek+Ep)|B = (Ek+E0)|A.

Notiamo quanto segue.

1. Secondo le condizioni del problema al punto A, la velocità della pietra è zero, quindi Ek| A = 0.

2. È conveniente scegliere il livello zero dell'energia potenziale di interazione tra la pietra e la Terra in modo tale da semplificare al massimo la soluzione del problema. Poiché è indicato un solo punto fisso - il bordo della roccia A - è ragionevole prenderlo come origine e porre Ep| A = 0. Allora l'energia totale (Ek + Ep)|A = 0. Di conseguenza, in virtù della legge di conservazione dell'energia, la somma dell'energia cinetica e potenziale della pietra e della Terra rimane del tutto pari a zero punti della traiettoria:

(Ek + Ep)|B = 0.

La somma di due numeri diversi da zero è uguale a zero solo se uno di essi è negativo e l'altro è positivo. Abbiamo già notato che l'energia cinetica non può essere negativa. Pertanto dall'uguaglianza (Ek + Ep)|B = 0 segue che l'energia potenziale di interazione di una pietra che cade con la Terra è una quantità negativa. Ciò è dovuto alla scelta del livello di energia potenziale zero. Abbiamo preso il bordo della roccia come punto di riferimento zero per la coordinata h della pietra. Tutti i punti attraverso i quali vola la pietra si trovano sotto il bordo della scogliera e i valori delle coordinate h di questi punti sono inferiori allo zero, cioè sono negativi. Di conseguenza, secondo la formula En = mgh, anche l'energia En dell'interazione di una pietra che cade con la Terra deve essere negativa.

Dall'equazione della legge di conservazione dell'energia Ek + En = 0 segue che a qualsiasi altezza h a partire dal bordo della roccia, l'energia cinetica della pietra è uguale alla sua energia potenziale presa con il segno opposto:

Ek = –En = –mgh

(Va ricordato che h è un valore negativo). I grafici della dipendenza dell'energia potenziale Ep e dell'energia cinetica Ek dalla coordinata h sono mostrati in Fig. 3.

È utile anche considerare subito il caso in cui un sasso viene lanciato nel punto A con una certa velocità verticale v0. Nell'istante iniziale l'energia cinetica della pietra è Ek = mv02/2 e l'energia potenziale, per convenzione, è zero. In un punto arbitrario della traiettoria, l'energia totale è uguale alla somma dell'energia cinetica e potenziale mv2/2 + mgh. La legge di conservazione dell’energia si scrive come:

mv02/2 = mv2/2 + mgh.

Qui h può avere valori sia positivi che negativi, il che corrisponde al fatto che la pietra si muove verso l'alto dal punto di lancio o cade al di sotto del punto A. Pertanto, per alcuni valori di h l'energia potenziale è positiva, mentre per altri è negativa. Questo esempio dovrebbe mostrare allo studente la convenzione di assegnare all'energia potenziale un certo segno.

Dopo aver familiarizzato gli studenti con il materiale di cui sopra, è consigliabile discutere con loro le seguenti domande:

1. In quali condizioni l'energia cinetica di un corpo è uguale a zero? energia potenziale del corpo?

2. Spiegare se il grafico di Fig. 1 corrisponde alla legge di conservazione dell'energia del sistema dei corpi Terra + pietra. 3.

3. Come cambia l'energia cinetica di una palla lanciata? Quando diminuisce? sta aumentando?

4. Perché, quando una pietra cade, la sua energia potenziale risulta negativa, ma quando un ragazzo rotola giù da una collina, è considerata positiva?

Energia potenziale di un corpo in un campo gravitazionale

Il passo successivo prevede di introdurre gli studenti all'energia potenziale di un corpo in un campo gravitazionale. L'energia di interazione di un corpo con il campo gravitazionale della Terra è descritta dalla formula En = mgh solo se il campo gravitazionale della Terra può considerarsi uniforme, indipendente dalle coordinate. Il campo gravitazionale è determinato dalla legge di gravitazione universale.

 

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