Technologie, Nauka
Ingerencja fotoelektronów w wodzie
Przesłanka: źródło fotoelektronów.
Poglądowy układ w rozważaniach szkic koncepcji układu technicznego zawiera cztery elementy:
- moduł emisji fotonów,
- moduł emisji fotoelektronów,
- zbiornik z wodą, do którego wprowadzane są fotony czyniące emisję fotoelektronów z przedmiotu,
- moduł wskazujący, że zaszła emisja fotoelektronów w wodzie.
W poprzednich rozważania wskazana została przesłanka w podejrzeniu SNAFU:
Czysta woda ulega autodysocjacji, ma pH = 7, co oznacza, że stężenie jonów H3O+ i OH- wynosi 10^(-7) mola na litr, czyli tych jonów w litrze czystej wody jest od groma: Liczba Awogadro podzielona przez 10 do siódmej potęgi, czyli 6,022*10^(+16). Fotoelektron więc, jak podejrzewam, chętnie przyczepi się do jonu H3O+, zamiast pozostawać swobodnym.
Założenie: "czysta woda" to stan jakości wody, który dla potrzeb przedmiotowych rozważań tak jest określony.
Zatem być może fotoelektrony przyczepią się do jonów H3O+, zamiast pozostawać swobodnymi - jeżeli tak, to jaka ilość fotoelektronów byłaby potrzebna, aby metodą chemiczną wykazać, że wystąpiła ich ingerencja w wodzie?
W opisach efektu fotoelektrycznego wskazywane są dwa modele, które rozróżnię poglądowo jako elektrostatyczny i elektrodynamiczny:
- elektrostatyczny to ten, w którym metalowa płytka jest elektryzowana ujemnie elektronami przed oświetleniem i to te elektrony są czynione fotoelektronami,
- elektrodynamiczny to ten, który związany jest z dwoma elektrodami zanurzonymi w wodzie i przepływem prądu elektrycznego.
Dalej w notce opisane jest ułożenie dotyczące modelu elektrostatycznego - szkic techniczny:
- - źródło emisji fotonów,
- - źródło elektronów, które ulegną emisji fotoelektrycznej,
- - zbiornik z wodą, do którego wprowadzane są fotony czyniące emisję fotoelektronów z metalu,
- - sposób rozpoznania czy zaszła emisja fotoelektronów.
Czy metodą elektrostatyczną można by ułożyć działanie w następującym cyklu naładowania i rozładowania:
- naelektryzowanie płytki metalowa porcją elektronów,
- i wprowadzenie tych elektronów do wody poprzez fotoelektryczne oddzielenie do metalu,
- ponowne naelektryzowanie i fotoelektryczne oddzielenie, czyli n-krotne powtórzenie,
aż do osiągnięcia stanu granicznego, np., zależnego od wzrostu potencjału elektrycznego fotoelektronów w wodzie oraz od objętości zbiornika z wodą tak, aby ilość wprowadzonych do wody fotoelektronów wystarczyła dla chemicznego sposobu wskazania zaistnienia ich obecności, ingerencji, oddziaływania, z jonami pochodzącymi od cząsteczek wody?
Wybór elementów zestawu i wykonania eksperymentu:
- - szkło kwarcowe przepuszcza ultrafiolet, płytki kwarcowe o różnych rozmiarach są dostępne - przykład,
- - lampa kwarcowa jako źródło promieni UV,
- - płytka cynkowa,
- - źródło elektronów: naładowanie elektronami płytki cynkowej (?) - inspiracja , [ Czy byłoby możliwe wykorzystanie maszyny elektrostatycznej do naelektryzowania cyklicznego płytki cynkowej? ]
- - sposób chemiczny rozpoznania czy fotoelektrony przeniknęły do wody (?).
- - płytka cynkowa umieszczona w szczelnym szklanym pojemniku oświetlana promieniami UV,
-
- rysunek:
Rysunek nie zawiera połączenia wskazującego na sposób naelektryzowania płytki cynkowej oraz sposobu chemicznego zbadania wpływu fotoelektronów na wodę.
Opis eksperymentu:
Szklany pojemnik nakryty jest szczelnie płytą kwarcową, która jest oświetlania promieniowaniem UV. W zbiorniku znajduje się czysta woda, w której zanurzona jest naelektryzowana ujemnie płytka cynkowa, na którą pada promieniowanie UV i energia fotonów tego promieniowania sprawia zewnętrzny efekt fotoelektryczny z płytki cynkowej. Fotoelektrony oddziałują z jonami pochodzącymi od cząsteczek wody. Oddziaływanie to czyni taki stan zmian w wodzie, który jest możliwy do poznania metodą chemiczną w tym sensie, że wynikiem eksperymentu jest możliwe stwierdzenie, że zaszła do wody emisja fotoelektronów z metalowej płytki pod wpływem fotonów UV.
Przykład poglądowy: fotoelektrony czynią względnie niewielki nadmiar stężenia określonych jonów pochodzących od cząsteczek wody i ten nadmiar jest możliwy do wykrycia metodą chemiczną.
Ułożenie zawiera nierozpoznane w praktyce fizyczne i chemiczne możliwości realizacji.
ps.
Studium eksperymentu w oparciu o wybrany przykład innowacji.
***
DOPISANE:
Przesłanki w komentarzach wskazują na to, że użycie metalu w wodzie do efektu fotoelektrycznego sprawia reakcje chemiczne z nim.
Czy byłoby możliwe wykorzystanie maszyny elektrostatycznej do naelektryzowania cyklicznego płytki cynkowej?
Sposób:
Kulki (iskierniki) maszyny elektrostatycznej połączone odpowiednio: kulka naelektryzowana ujemnie z płytką metalu, a naelektryzowana dodatnio z uziemieniem (uziemienie - przewód wykonany z przewodnika łączący ciało naelektryzowane z ziemią. W wyniku połączenia ciało naelektryzowane oddaje lub przyjmuje odpowiednią liczbę ładunków ulegając zobojętnieniu (staje się elektrycznie obojętne)). Przy tym dodany dodatkowy układ elektroniczny (na poniższym rysunku poglądowym nie jest wskazany), który by czynił przełączenie automatycznie, tj., rozpoznawałby, że z "kulki ujemnej" następuje odpływ ujemnego ładunku elektrycznego (elektronów), który następuje z powodu efektu fotoelektrycznego z płytki zanurzonej w wodzie. W podanym linku o podejrzeniu, SNAFU nadmienił, że "przy dzisiejszym stanie elektroniki, pomiar nawet bardzo słabych prądów nie przedstawia większych trudności". Chodzi oto wskazanie "nawet bardzo słabych prądów". To jednak dotyczyło rozważań przepływu "elektryczności" pomiędzy elektrodami zanurzonymi w wodzie, zatem może zachodzić istotna różnica w nawiązaniu do iskierników i uziemienia.
Maszyna elektrostatyczna jest dostępna w sprzedaży - przykład.
