Контактна різниця потенціалів
Виникнення різниці потенціалів при контакті пар різних металів, металів та напівпровідників, пар напівпровідників.
Взагалі навряд чи можна знайти в літературі гідне пояснення цього ефекту.
Навіть у сьогоднішньому Інтернеті на місці цієї статті зазвичай стоїть прочерк. Вікіпедія.
У прийнятій сьогодні версії контактна різниця потенціалів обумовлюється роботою виходу електронів із провідника з меншим її значенням у провідник із більшим її значенням.
У Ейнштейна трохи інакше все це виглядає. Робота виходу у вакуум. Претензій до цієї роботи виходу і так багато. Вона має на увазі наявність електричного поля між електродами, які розділені вакуумним проміжком. І один із електродів або підігрівається, або опромінюється зовнішнім випромінюванням. Тут виходить, що і без електричного поля можлива ця робота виходу, причому з одного металу в інший, наприклад.
Та ще підігрів катода виключено і зовнішнє випромінювання виключено, оскільки явно декларується термодинамічна рівновага у зоні контакту. Докази існування подібної роботи виходу, а точніше переходу електрона ні досвідченого, ні теоретичного немає і тому заява є просто голослівним.
Так само і до пояснення фотоефекту від Ейнштейна треба підходити як до явної фізмати фантазії див. ФОТОЕФЕКТ
Наведена формула для контактної різниці потенціалів використовує значення роботи переміщення електричного заряду з електростатики, що є явно натягнутим.
Подивимося на визначення та побачимо:
Загалом, маємо автоматичне, явно необґрунтоване перенесення явища фотоефекту (емісії) на явище контактної різниці потенціалів.
Причому способів «вибивання» електронів із металу всього три.Перший - опромінення світлом, другий спосіб - це нагріти джерело (катод до свічення). (Термоелектронна емісія). Третій спосіб це докласти таку різницю потенціалів на малій відстані, десятки кіловольт, що виникне автоемісія.
На цьому теорія якось і затикається, не пояснивши, звідки ця робота з нічого виникає, тобто, по суті, квантова теорія безсила пояснити і виникнення даного ефекту, і, наприклад, ефекту появи різниці потенціалів при терті різних тіл. (Трибоелектрика).
З випадком трибоелектричного ефекту встановлено хоч якісь закономірності та визначено ряди.
«Речовини можна розмістити в трибоелектричні ряди, в яких попереднє тіло електризується позитивно, а наступне негативно. ряд Фарадея: (+) хутро, фланель, слонова кістка, пір'я, гірський кришталь, флінтглас, паперова тканина, шовк, дерево, метали, сірка (-). Для діелектриків, розташованих у трибоелектричний ряд, спостерігається зменшення твердості (ряд Гезехуса: (+) алмаз (твердість 10), топаз (8), гірський кришталь (7), гладке скло (5), слюда (3), кальцит (3) , сірка (2), віск (1) (-)); для металів характерно зростання твердості. У рідких діелектриків позитивний заряд набуває речовина з більшою діелектричною проникністю або більшим поверхневим натягом.
Електризація тіл, що труться, тим більше, чим більша їх поверхня. Пил, що ковзає поверхнею тіла, з якого вона утворилася (мармур, скло, сніговий пил), електризується негативно.
При просіюванні порошків через сито вони заряджаються.
Трибоелектрика у твердих тіл пояснюється переходом носіїв заряду від одного тіла до іншого. У металах та напівпровідниках трибоелектрика обумовлена переходомелектронів від речовини з меншою роботою виходу Ф до речовини з більшою Ф. При контакті металу з діелектриком трибоелектрика виникає з допомогою переходу електронів з металу в діелектрик. При терті двох діелектриків трибоелектрика обумовлена дифузією електронів та іонів. Істотну роль може грати також різне нагрівання тіл при терті, що викликає перехід носіїв з локальних неоднорідностей більш нагрітої поверхні ("справжнє" трибоелектрика). Причиною трибоелектрики може бути також механічне видалення окремих ділянок поверхні піроелектриків або п'єзоелектриків.
Трибоелектрика рідин пов'язана з появою подвійних електричних шарів на поверхні розділу двох рідких середовищ або на межах рідина - тверде тіло. При терті рідин про метали в процесах течії або розбризкування при ударі трибоелектрика виникає за рахунок поділу зарядів на межі метал - рідина. Електризація при терті двох рідких діелектриків - наслідок існування подвійних електричних шарів на поверхні розділу рідин з різними діелектричними потенціалами. Рідина з великим заряджається позитивно, і з меншим - негативно (правило Коена). Руйнуванням подвійних електричних шарів на межі рідина - газ пояснюється трибоелектрика при розбризкуванні рідин внаслідок удару об поверхню твердого діелектрика або поверхню рідини (електризація у водоспадах). Трибоелектрика призводить до небажаного накопичення електричних зарядів у діелектриках (наприклад, у синтетичній тканині).»
Вище дано нібито пояснення виникнення явища. Енциклопедичне видання. Але що не середа, то різні причини і жодної єдності. Логіка повністю відсутня хоча б з цією роботою виходу. Електростатикатягне у себе принцип поділу зарядів у провідниках, що теж є вигадкою. Див Електростатика
А що таке діелектричний потенціал? Навіть в енциклопедії не знайдете цього терміну тлумачення.
Є діелектрична проникність. По суті підміна понять. Розподіл на провідники та діелектрики цілком умовно, а тому логічніше використовувати поняття провідності чи опору, щоб усе було в одному ключі. Але електростатика навіть у таких дрібницях вносить свій лепту, що заплутує. Знову ж таки діелектрична проникність вакууму постійна і вважається величиною абсолютною. У фізиці сама назва "діелектрична проникність ваккуму" не має сенсу; мабуть мається на увазі електрична постійна "епсілон нульове" = 8,85 * 10 ^ (-12) ф / м, яка з'являється в системі СІ, як елемент свавілля. В інших системах це одиниця.
Діелектрична проникність середовища величина безрозмірна при цьому.
Як же бути з самим поняттям вакууму, який він ступеня розрядження.
Що стосується тертя різних тіл енергії витрачається набагато менше, ніж за ейнштейновской роботі виходу, це очевидно. Тим більше очевидна трохи енергії необхідної при контакті двох шматків різних провідних матеріалів. Звідки ж тут береться енергія для здійснення горезвісної роботи виходу, де навіть і тертя немає.
З цими ефектами досить сильно перегукується ефект Зеєбека. Виникнення термоедсу при нагріванні контакту різних металів.
Висновок напрошується саме собою з трибоелектричного ефекту.
Чим менш щільний один із учасників, тим більший потенціал і без тертя він уже має. Сам дотик двох різних за густиною середовищ вже означає обмін енергією. Твердість має прямузалежність від густини.
А це камінь у електростатику. Немає електрично нейтральних тіл. І наявність контактної різниці потенціалів цьому прикладу. Напрямок струму від менш щільного до щільнішого. Більш щільне середовище природне і енергійніше за рахунок більшої маси на одиницю об'єму, внутрішня енергія відносного спокою. Даний потенціал офіціоз видає за позитивний (плюс), хоча логічніше вважати його негативним, за аналогією до термодинаміки. Друга причина це контакт рухомого середовища з відносно нерухомим. Тертя це теж передача енергії і причому цілком певним способом. Надто вже просто відв'язатися суто механічними причинами, що викликають відрив яких там електронів та іонів. Обмін йде між конкретними атомами з конкретними розмірами та конкретною щільністю. А атоми, чим можуть обмінюватися енергією? Не шматками свого власного тіла. І не плювками електронами. Є цілком відомий механізм - це випромінювання енергії, світла, як електромагнітної природи. квантовою мовою це обмін квантами. Але квантова механіка цього рівня не доросла. Їй не зрозуміти, що будь-який рух будь-чого викликає обмін енергією, а будь-який обмін енергією викликає рух. Ось у чому подвійність. Немає руху без витрат енергії. І весь обмін енергією зводиться до єдиного механізму шляхом обміну випромінюваннями різної щільності, швидкості. Важливо зрозуміти цей основний принцип, а далі все йде як по маслу, навіть використовуючи деякі елементи квантової механіки. Все, що рухається в одному напрямку, прагне зблизитися і навпаки відштовхується, якщо напрямки протилежні. І це головна ідея.
Немає в природі та однополюсності. Чогось більше, чогось менше і не більше. І отже більше завждинамагається поєднатися з меншим і ні з ким не ділитися в ідеалі. Природа сама за себе постаралася і придумала замкнутий обмінний цикл, який призводить без обміну енергією до тривіальної і банальної смерті.
Все стоїть якщо не рухається, і рухається і у великому і малому: одним способом випромінюючи, а іншим отримуючи енергію випромінювання – кругообіг знаєте.
Так от: чим більше рух усередині середовища, тим вона має більший потенціал по відношенню до середовища нерухомого. Так пилова хмара завжди енергійніша, ніж просто повітря. Так діє і нагрівання одного з тіл, що контактуються.
І ми це знаємо на прикладах із атмосферною електрикою. Ще енергійніша така хмара, якщо всередині йдуть інтенсивні процеси обміну енергією (внутрішнє тертя), і ще енергійнішим воно стає якщо тертя не тільки з повітрям але і з більш щільними рідинами і твердими речовинами.
В основному контактна різниця потенціалів обумовлена різницею в щільності хоч якось матеріалів, що помітно проводять електричний струм. Атомна (молярна) щільність визначає і щільність тіл, які з цих атомів.