¿Existe algún tipo de efecto de la gravedad para los electrones que se mueven en un conductor que forma electricidad?

Sí, pero es muy pequeño en la Tierra. La gravedad de la superficie de la Tierra tiene un efecto de aproximadamente [matemática] -5.6 \ veces 10 ^ {- 11} [/ matemática] [matemática] \ matemática {V} [/ matemática] por metro en un electrón. Compare eso con el campo eléctrico de 30 V / m cerca de una batería de 1.5V de 2 pulgadas de largo. Para algo tan ligero como un electrón, incluso las pequeñas fuerzas eléctricas son enormes en comparación con la gravedad.

Para una pequeña gota de aceite con un par de electrones de carga, las fuerzas eléctricas y gravitacionales pueden ser similares: https://en.wikipedia.org/wiki/Oi…. Pero una gota de petróleo es muchos órdenes de magnitud más pesada que un electrón.

Detalles:

Si dejo caer un electrón un voltio, libero una energía de 1 electrón voltio (1 eV) ~ [matemática] 1.6 \ veces 10 ^ {- 19} \ mathrm {julios}. [/matemáticas]

Si dejo caer un electrón un metro en la gravedad de la Tierra, libero una energía de [math] mgh \ simeq (9.1 \ times 10 ^ {- 31} \ mathrm {kg}) (9.8 \ mathrm {m / s} ^ 2) (1 \ mathrm {m}) \ simeq 8.9 \ times 10 ^ {- 30} J \ simeq 5.6 \ times 10 ^ {- 11} \ mathrm {eV}. [/matemáticas]

Entonces el “voltaje de gravedad” aumenta [matemática] -5.6 \ veces 10 ^ {- 11} \ matemática {V} [/ matemática] por metro para un electrón cerca de la superficie de la Tierra. Ese es el voltaje por metro que se necesita para elevar un electrón contra la gravedad de la Tierra.

Entonces, si estoy mirando electrones que caen 100 km en la gravedad de la Tierra (algo relacionado con los satélites, tal vez), la cantidad de potencial eléctrico que podría obtener de ese potencial gravitacional es aproximadamente

[matemática] V = (5.6 \ veces 10 ^ {- 11} \ matemática {eV / m}) (10 ^ 5 \ matemática {m}) = 5.6 [/ matemática] microvoltios.

Puede medir un voltaje tan pequeño en un entorno cuidadosamente controlado … pero estoy bastante seguro de que se perdería entre las cosas eléctricas y magnéticas mucho más grandes que suceden en 100 km de atmósfera.

¡Pero!

Los iones también llevan carga, y son mucho más pesados ​​que los electrones. Solo ionizado [matemática] O_2 [/ matemática] tiene aproximadamente 64,000 masas de electrones, por lo que su “voltaje de gravedad” es aproximadamente [matemática] 3.6 \ veces 10 ^ {- 6} [/ matemática] V / metro. Más de cien kilómetros eso es 0.36 V. Probablemente todavía sea demasiado bajo para medir (en comparación con los efectos de fondo), pero es algo. Habrá una pequeña corriente eléctrica atmosférica debido a la caída de iones.

A medida que carga objetos más masivos, en algún momento la gravedad se vuelve más importante que las fuerzas eléctricas. Por ejemplo, no le preocupa que las fuerzas eléctricas lo eleven, incluso si ha estado frotando sus pies en la alfombra y hay una tormenta eléctrica.

En algún lugar en el medio hay una escala de masa donde tendrías que considerar tanto la gravedad como las fuerzas eléctricas. Pero en la Tierra esa masa es mucho más grande que un electrón. Supongo que una gota de aceite con una carga de un electrón es correcta. https://en.wikipedia.org/wiki/Oi…

No más que una tira de alambre de cobre desnudo en reposo. Los electrones apenas se mueven en CC mientras que en CA cambian de un lado a otro a 60Hz (para 120 redirecciones separadas / seg). El movimiento de electrones en el alambre de cobre no es electricidad, solo una parte de la imagen más grande. La creencia de que los electrones y su movimiento constituyen la electricidad es un mito moderno. Y el término singular electricidad es inexacto. El proceso involucra campos e y b, protones, electrones, materiales conductores, incl. Tierra. La velocidad a la que se enciende una bombilla, digamos con CC, después de cerrar el circuito es ~ velocidad de la luz. El mar de electrones en movimiento en un cable de cobre de una simple lámpara que funciona con baterías, tal vez dos pies de cable conectado a una batería, tomará minutos en recorrer el circuito. Mientras tanto, la energía del campo electrónico alcanzará el filamento (usando una bombilla tradicional, por ejemplo) a ~ C y dejará la bombilla como calor. No regresa energía de campo electrónico a la batería. Mientras tanto, los electrones avanzan lentamente, interactuando con los protones (es decir, el voltaje).

Todas las partículas fundamentales, dentro de una matriz de cobre, involucradas con la electricidad, están unidas por impulsos más fuertes que la gravedad, incluso cuando no están involucradas en la conductividad eléctrica.

En un planeta normal donde la gravedad es increíblemente débil en comparación con la fuerza electromagnética, la fuerza que actúa sobre un electrón debido a su carga excede masivamente la fuerza de gravedad que actúa sobre su pequeña masa. Por lo tanto, la fuerza de la gravedad sobre un electrón se ignora con seguridad.

Dicho esto, hay situaciones en las que la fuerza ejercida por la gravedad podría exceder masivamente la fuerza ejercida por el electromagnetismo en un electrón. A través del horizonte de eventos de un agujero negro, por ejemplo. En esta situación, esperaría que un conductor no pueda realizar una carga (suponiendo que los cables no hayan sido borrados en su totalidad para este experimento).

¡Espero que esto responda a su pregunta!

No te confundas con los intelectuales de largo aliento. Esta es una respuesta simple; si. La fuerza de gravedad entre dos objetos con masa depende de la distancia entre esos objetos:

Fuerza de gravedad = (G * m1 * m2) / d ^ 2

Entonces, la masa muy pequeña de un electrón experimenta la fuerza de gravedad con CUALQUIER otra masa, y viceversa, pero es excepcionalmente pequeña debido a la masa excepcionalmente pequeña de un electrón.

Los átomos existen en parte porque las fuerzas eléctricas unen el núcleo con carga positiva y los electrones con carga negativa. Si esta fuerza eléctrica es mayor que la gravedad (obviamente es, o no tendríamos átomos, solo masas individuales que vuelan hacia la masa más grande alrededor), entonces los electrones permanecen cerca del núcleo y no viajan en la dirección de la gravedad. fuerza.

¡No se necesitan más cálculos!

Desplazamiento al rojo gravitacional y estrellas enanas blancas

http://www.ph.surrey.ac.uk/partp

Si hay un efecto , debe ser pequeño , así que miraría algo extremo como la gravedad superficial de una enana blanca. El desplazamiento al rojo gravitacional de los fotones desde la superficie se ha medido con precisión. También se ha medido con precisión el espectro de emisión de hidrógeno.

¿Cómo se relaciona esto con los electrones en un conductor? Los electrones interactúan a través del intercambio de fotones virtuales. También la superficie de una estrella es un conductor llamado plasma.

¿Responde esto a tu pregunta? No, pero es interesante.

Teóricamente, si soporta un conductor, que consiste en una red de átomos cargados positivamente con un fluido pseudo-libre de electrones de conducción que se mueven dentro de la red, puede esperar que debido a la gravedad haya algo de sedimentación de los electrones hacia el fondo de la red. conductor.

Por lo tanto, debe surgir un campo eléctrico inducido en el conductor que actúa a lo largo de la dirección del campo gravitacional y proporciona una fuerza hacia arriba sobre el fluido electrónico que contrarresta la gravedad.

Este efecto se ha calculado realmente, creo que fue hecho primero por Schiff, quien trató la red como rígida. Encontró tal efecto, que es algo similar al efecto Hall.

La contrafuerza solo debe equilibrar la fuerza gravitacional, por lo que una predicción sería que los positrones dentro del conductor deben moverse hacia abajo con una aceleración de 2 g, debido al campo eléctrico inducido gravitacionalmente [matemática] E_g. [/ Matemática]

Sin embargo, poco después de que Schiff hiciera su cálculo, Dessler hizo un cálculo con una red no rígida y encontró el resultado opuesto para la dirección del campo inducido, y también descubrió que el efecto era mayor.

En su aproximación, el conductor desarrolla un momento dipolar general.

No estoy seguro de que alguna vez haya habido un experimento que haya resuelto la controversia. Pero uno podría imaginarse eso.

En resumen, sí, ciertamente debería haber efectos inducidos por la gravedad en los electrones de conducción dentro de un conductor, y es un tema interesante para estudiar experimentalmente.

Si crees en el “efecto mariposa” de la teoría del caos, entonces sí, hay un efecto y la densidad de electrones es diferente en la parte inferior que arriba, pero se supone que un conductor mantiene el potencial debido a las fuerzas electrostáticas que son varios órdenes de magnitud más fuertes que la gravedad.

Los efectos de la gravedad sobre los electrones son tan pequeños que pueden ser ignorados, de hecho, la gravedad es tan débil que la otra fuerza fundamental, solo se convierte en una fuerza significativa cuando se acumula de miles de millones a miles de millones de átomos, que nos falta un camino para estudiar tanto la gravedad que trabaja igual que las otras fuerzas y, por lo tanto, no tenemos un modelo consistente para la gravedad y las otras fuerzas, en su lugar tenemos dos dominios incomparables de física que podemos trabajar juntos de manera cruda, por ejemplo, podemos tratar la gravedad en Una estrella como una simple presión obliga al átomo a chocar con altas cantidades de energía. Combinar la gravedad con las otras fuerzas es un santo grial de la física, a veces referido a la teoría de todo.

Sí, pero es insignificante en comparación con las fuerzas electromagnéticas que experimenta.