Tõmbejõud ja tõrjumine on suhete dialektiline seadus. Staatiline hõõrdejõud (tõmbejõud) Aatomite ja molekulide vahel lühikestel vahemaadel mõjuvad tõukejõud

) ja tema meeskond Yale'i ülikooli tehnika- ja rakendusteaduste koolist avastasid eksperimentaalselt valguse tõrjuva mõju. Seega lõpetasid nad tihedalt asetsevate nanosuuruste lainejuhtide bipolaarse interaktsiooni pildi konstrueerimise, millest teatud parameetritega kiirguskiired läbivad.

Eelmisel aastal ühendasid Tan ja tema kolleegid nanomehaanika ja nanofotoonika, luues esimest korda seadme, mis kasutas komponentide asukoha juhtimiseks valguse külgsuunalist (kiirega risti) jõudu.

Seda elektromagnetlainete ja optilise süsteemi koostoimet ei tohiks segi ajada keha pinnale langeva valguse ammutuntud frontaalrõhuga.

Külgjõudude (nimetatakse ka optilisteks sidumisjõududeks) olemasolu on teoreetikud ennustanud alates 2005. aastast ja eeldati, et need jõud võivad olla kas tõrjuvad või ligitõmbavad. Viimased avastati alles eelmisel aastal.

Nüüd on sama teadlaste rühm ehitanud mikroskoopilise seadme, milles nad on saavutanud nii külgetõmbe- kui ka tõukejõude lainejuhtidesse lõksu jäänud külgnevate valguskiirte vahel. Pealegi on füüsikud leidnud viisi, kuidas neid jõude oma suva järgi reguleerida.

a – selline näeb välja Tan loodud uus seade; b – vooluringi südamik suurema suurendusega (vasakul kaadris on seda ümbritsetud punase raamiga) (foto Mo Li jt).

"See lõpetab pildi," ütles Tan. "Oleme näidanud, et atraktiivsete ja tõrjuvate komponentidega on tõepoolest olemas bipolaarne valgusjõud." Füüsikud selgitavad, et optiliste sidumisjõudude olemasolu on seotud Maxwelli võrranditega ja oma füüsikaliselt on need jõud Kasimiri jõu sugulased, mis ilmnevad vaakumis kvantkõikumiste tõttu.

Selle uue jõu demonstreerimiseks jagasid teadlased infrapuna laserkiire kaheks eraldi vooluks, mis kulgevad mööda erineva pikkusega räni nanolainejuhte. Pärast sellise ahela läbimist tulid need lainejuhid üksteisele lähedale (vahemaa varieerus mitmes katses). Sel hetkel avastasid kaks kõrvuti jooksvat kiirt, mille faasid olid üksteise suhtes nihkunud.

Olenevalt selle nihke suurusest avastasid katsetajad, et nende kiirte vastasmõju külgsuunaline jõud, mille nad edastavad neid hoidvatele lainejuhtidele, muutub (suuruses ja märgis). Ja kuigi jõud oli väike (suurusjärgus mitu pikonewtonit), oli seda võimalik mõõta ja tuvastada mustreid: avatud jõud sõltus faasinihkest, kiirgusvõimsusest ja nanolainejuhtide vahelisest kaugusest.

a – õõnsuse kohal riputatud kahe lainejuhi skeem (nii, et need saaksid valguse mõjul painduda); b – jõu (pN/µm.mW) sõltuvus lainejuhtide vahelisest kaugusest (nm) ja faasinihkest; c – faasierinevusest sõltuva külgjõu amplituud ja märk valguskiirte vahelisel kaugusel 400 nm; d – külgetõmbe- ja tõukejõudude jaotusmuster sõltuvalt kahe kiire faaside erinevusest ja lainejuhtide vahelisest kaugusest. Kahel viimasel juhul on jõuskaalad märgitud ka pN/µm.mW. Kõigil graafikutel ja joonistel on tõmbejõudude mõju tähistatud punasega ja tõrjumine sinisega (Mo Li jt illustratsioonid).

"Valguse vahelised vastasmõjujõud on intrigeerivad, kuna need töötavad laetud kehadega võrreldes vastupidiselt," ütleb üks eksperimendi autoreid Wolfram Pernice. "Vastupidised laengud tõmbavad üksteist, samas kui faasivälised valguskiired tõrjuvad üksteist."

Tani meeskond usub, et nende väljamõeldud tehnoloogiast on ühel päeval kasu kiirete, kompaktsete ja kulutõhusate telekommunikatsiooniseadmete loomisel. Sellistes ahelates võivad komponendid üksteisega suhelda, kasutades lainejuhtidesse lõksu jäänud valgust, mis aitaks juhtide arvu radikaalselt vähendada.

Autorid tutvustasid oma töö tulemusi ajakirjas Nature Photonics ilmunud artiklis (seda saab lugeda arXiv.org serverist).

Kui mõlemal osakesel on tõukeväljad ja nende suurus on sama, siis on mõlemad samaaegselt nii tõrjuvad kui ka tõrjuvad. Ja mõlemad eemalduvad üksteisest sama kiirusega.

ANTIGRAVITSIOON (TÕRGE)MEHHANISM

Atraktiivse väljaga osake on teda ümbritsevate osakeste külgetõmbejõu esinemise põhjus. Aga kuidas on lood osakestega, mis moodustavad eeterväljas tõrjumisvälju? Need ei põhjusta tõmbejõudu. Ei, iga osake, millel on tõukevälja, põhjustab tõukejõu tekkimist teda ümbritsevates osakestes.

Tõrjuv jõud, mis tahes osakeses tekkiv on eetervoog, mis sunnib osakese Eetrit eemalduma eeterväljas tekkivast liigsest eetrist. Üleliigse eetri moodustab alati tõukeväljaga osake.

Elektromagnetismile pühendatud füüsika osas eksisteerivad tõukejõud võrdselt ligitõmbavate jõududega. Elektromagnetismis aga tõrjuvad ja tõmbavad ligi mitte kehad, vaid laetud osakesed, s.t. gravitatsiooniga pole seost. Kuid kui teadlased tunnustaksid antigravitatsiooni (tõrjumist) ja mitte lihtsalt tunnustaksid seda gravitatsiooni antipoodina, loksuks kõik paika. Elektromagnetism näib teadlaste meelest ainult gravitatsiooni-antigravitatsiooni vastastikmõjuna. Ja positiivsed ja negatiivsed laengud muutuksid massiks ja antimassiks. See on kõik. See oleks esimene samm selle poole "Suur ühinemine" neljast koostoimest.

Reaalsetes tingimustes võivad tõukevälja allika (osake, keemiline element või keemiliste elementide akumulatsioon) varjata vabad osakesed või keemilised elemendid (kehad, keskkond). Varjestavate objektide atraktiivne ja tõrjuv väli muudavad uuritava objekti tõukejõu suurust.

Osakeste varjamine tõukeväljadega ise on tõukejõudude põhjused. Ja need tõrjuvad jõud tuleks kokku võtta selle objekti tõukejõuga, mille mõju me uurime.

Atraktiivsete väljadega varjestavad osakesed on atraktiivsete jõudude põhjused. Ja need atraktiivsed jõud tuleks lahutada tõukejõust, mida me uurime.

Nüüd paar sõna tõukeväljade erineva väärtusega osakeste tõrjumise omaduste kohta.

Kui mõlemal interakteeruval osakesel on tõukeväljad ja erineva suurusega, siis on tõrjuv osake suurema väljaga ja tõrjuv osake väiksema väljaga. Need. väiksema tõukeväljaga osake eemaldub suurema väljaga osakesest ja mitte vastupidi. Nimetagu seda domineerivale tõrjumisjõule allumise reegliks.

Juhul, kui ainult ühel osakestel on tõukeväli ja teist iseloomustab külgetõmbeväli, siis on tõrjuv ainult Yangi osake. Yin tõrjutakse alati eemale.

Nagu näete, on kõik sarnane tõmbejõuga, ainult vastupidi.

Antigravitatsiooni (tõukejõu) mehhanism on täiesti vastupidine gravitatsiooni (tõmbejõu) mehhanismile.

Ühel kahest gravitatsioonivastases interaktsioonis osalevast osakesest peab tingimata olema tõukeväli. Vastasel juhul ei saa enam antigravitatsioonilisest interaktsioonist rääkida.

Võrdlesime külgetõmbeprotsessi palli kerimisega. Kui tuua analoogia gravitatsioonimehhanismiga, siis on tõrjumise protsess “palli” lahtikerimine. Tõrkeväljaga osake on "pall". Selle eetri eraldumine on "niidi" (eetri) lahtikerimine. Tõrkeväljaga osake, kerides “niiti” lahti (eetrit kiirgades), suurendab kaugust enda ja ümbritsevate osakeste vahel, s.t. tõrjub, distantseerib neid endast. Samas ei kuiva eeter ära tõukeväljadega osakestes. Osakesed ei lõpeta selle kiirgamist.

Kahest antigravitatsiooniprotsessis osalevast osakesest on tõrjuv see, millel on tõukeväli. Ja teine ​​osake tõrjutakse vastavalt. Igasuguse kvaliteediga osakest saab tõrjuda – nii tõukevälja kui ka külgetõmbeväljaga. Juhul, kui mõlemal osakesel on tõukeväljad, täidab igaüks neist samaaegselt nii tõrjuva kui ka tõrjuja rolli.

Tõrjumismehhanism põhineb jõudude seaduse teisel põhimõttel - " Loodus ei salli liialdamist" Osakese jõukeskme täitev eeter ja koos sellega ka osakese enda jõukese eemalduvad liigsest Eetrist, mis tekib eetrivälja kohas, kus asub tõukevälja omav objekt, s.t. selline, milles loodud eetri hulk on ülekaalus kaduva eetri koguse üle.

Eetervoog, mis sunnib tõrjutud osakese Eetrit liigsest Eetrist eemalduma, s.t. tõukeväljaga objektist nimetatakse " Tõukejõu abil».

Loomulikult, erinevalt külgetõmbeprotsessist, ei teki tõrjuvate osakeste vahel seost. Vastupidi, mingist osakestevahelisest seosest ei saa siin juttugi olla. Oletame, et kaks osakest olid gravitatsiooniliselt seotud. Kuid transformatsiooni tulemusena muutis üks neist või mõlemad korraga tõmbevälja tõukeväljaks. Kohe hakkab tööle antigravitatsioonimehhanism ning osakesed tõrjuvad üksteist, s.t. ühendus on katkenud.

Tõukejõu suurus sõltub samadest kolmest tegurist kui tõmbejõu suurus:

1) tõukejõu põhjusena toimiva osakese (keemilise elemendi või keha) tõukevälja suuruse järgi;

2) kauguse kohta tõukevälja allika ja uuritava osakese vahel;

3) tõrjutud osakese kvaliteedi kohta.

Vaatame kõigi nende tegurite mõju.

1) Objekti tõukevälja suurus on tõukejõu põhjus.

Osakese tõukevälja suurus on eetri neeldumiskiirus selle pinnal. Seega, mida kiiremini osake eetrit neelab, seda suurem on selle osakese poolt uuritavas osakeses tekitatud tõukejõud.

2) kaugus tõukevälja allika ja uuritava osakese vahel.

Tõukejõu suuruse sõltuvuse kaugusest selgitus on sarnane põhjuse kirjeldusega, miks tõmbejõud kaugusest sõltub.

Elementaarosake on kera ja sellest eemaldudes suureneb osakest ümbritseva ruumi maht kontsentriliselt. Seega, mida kaugemale osakesest, seda suuremaks muutub osakest ümbritseva eetri ruumala. Iga tõukeväljaga osake kiirgab teatud kiirusega eetrit ümbritsevasse eetervälja. Eetri emissiooni kiirus osakese poolt on sellele osakesele algselt omase tõukevälja väärtus. Kuid mida kaugemal osakesest, seda suuremat eetrit see ümbritseb. vastavalt mida kaugemal osakesest, seda väiksem on kiirus, millega eeter sellest osakesest eemaldub(st. mida väiksem on õhuvoolu kiirus) – st. seda väiksem on tõukevälja väärtus. Seega räägime esiteks osakesele algselt omase tõukevälja suurusest ja teiseks tõukevälja suurusest osakesest teatud kaugusel.

1. Küsimuse avaldus.

Suur itaalia kunstnik ja teadlane Leonardo da Vinci viis läbi katseid, millega ta oma õpilasi üllatas: ta lohistas mööda põrandat kas tihedalt keerdunud köiega või sama köie täispikkuses.

Ta suutis kindlaks teha, et "iga raske keha ületab hõõrdetakistuse kaalule, mis on võrdne neljandikuga sellest kaalust".

Tunnis testisime seda väidet (andmed on esitatud allpool). Lisaks avastasime õpiku materjali esitamisel “valge laigu”. Igas katses "tormas dünamomeetri nõel edasi" liikumise alguse hetkel, paljastades maksimaalse takistusjõu, mis on suurem kui libisemishõõrdejõud. Miks see juhtub? Mis on selle "ülejäägi" olemus? Otsustasime seda küsimust uurida.

2. Üldised küsimused hõõrdumise kohta.

Igasuguse meid ümbritsevate kehade liikumisega kaasneb vastupanu. Veelgi enam – liikumise alustamiseks ja kiiruse muutmiseks on vajalik vastupanu. Näiteks: auto, mille juht on mootori välja lülitanud, peatub; pendel peatub pärast paljusid võnkeid; sellesse visatud väike metallpall kastetakse aeglaselt õlipurki; jalatsite tallad ja autorehvid on kulunud; hõõrumismehhanismide osad kuluvad. Kõik see ja palju muud on põhjustatud vastupanujõudude tegevusest.

Prantsuse füüsik Guillaume kirjutab: „Me kõik oleme juhtunud minema mustale jääle; kui palju vaeva nägime, et hoida end kukkumast, kui palju naljakaid liigutusi pidime püsti seismiseks tegema! See sunnib meid mõistma, et tavaliselt on maapinnal, millel me kõnnime, väärtuslik omadus, mis võimaldab meil säilitada tasakaalu ilma suurema pingutuseta. Sama mõte tuleb meile pähe, kui sõidame jalgrattaga libedal kõnniteel või kui hobune libiseb asfaldil ja kukub. Selliseid nähtusi uurides jõuame tagajärgede avastamiseni, milleni hõõrdumine kaasa toob. Insenerid püüavad seda võimalikult palju autodes kõrvaldada – ja teevad head tööd. Rakendusmehaanikas räägitakse hõõrdumisest kui äärmiselt ebasoovitavast nähtusest ja see on õige, kuid ainult kitsas spetsialiseeritud valdkonnas. Kõigil muudel juhtudel peaksime olema tänulikud hõõrdumisele: see annab meile võimaluse kõndida, istuda ja töötada, kartmata, et raamatud ja tindipott kukuvad põrandale, et laud libiseb, kuni vastu nurka põrkab, ja pliiats libiseb meie sõrmede vahelt.

3. Libhõõrdumine.

Tahke keha pinnal on ebatasasused. Isegi hästi poleeritud metallide puhul on elektronmikroskoobis näha “muhke” ja “õõnsusi”. Kui kehad on kokku surutud, toimub kokkupuude ainult kõige kõrgemates kohtades ja tegelik kontaktpind on oluliselt väiksem kui kokkupuutuvate pindade kogupind. Rõhk kokkupuutepunktides võib olla väga kõrge, põhjustades deformatsiooni. Sellisel juhul suureneb kontaktpind ja rõhk langeb. See jätkub, kuni rõhk saavutab teatud väärtuse, mille juures edasine deformatsioon peatub. Seetõttu osutub tegelik kontaktpind proportsionaalseks survejõuga.

Puutepunktis tekivad "tuberklite" deformeerumisel elastsed jõud. Need jõud on suunatud liikumise vastu ja just need takistavad keha liikumist. Sellele arvamusele viib mõtteeksperiment kosmoselaeval. Nullgravitatsioonis saab kerge liigutusega tõsta iga keha, s.t. paigalseisvatele objektidele vastupanujõude ei ole (ELEKTROMAGNETTILISTE GRAVITATSIOONIJÕUDE MÕJU ON PEAAEGU NULL). Vastupanujõud ilmnevad siis, kui kehale rakendatakse jõudu. Selle tegevuse tulemusena keha ja pind deformeeruvad – tekivad vastupanujõud (NENDE LOOMUS ON ELEKTROMAGNETILINE TÕRGEJÕUD). See. tõmbejõud praktiliselt ei mõjuta takistusmehhanismi. Need mõjutavad keha terviklikkust. On ilmne, et molekulaarse lihvimisega on võimalik saavutada kahe osa täielik ühendamine ühtseks tervikuks. Ja hõõrdumisega pole siin midagi pistmist, see on pigem materjalide vastupidavuse uurimise küsimus. Samasugune olukord on ka plastiliiniga. Kui ühendus on lahti, siis kaks tükki deformeeruvad, kuid neid saab uuesti eraldada. Ja kui tugevamalt vajutada, saavad need kaks tükki üheks. See vastupanujõudude mudel näib olevat lähedane metallide tegelikule olukorrale.

Meie lähteülesandeks oli libisevate hõõrdejõudude määramine. Meie katse jaoks koostati järgmine seadistus.

Meie kogemus kinnitas Leonardo da Vinci väidet, et "iga raske keha ületab hõõrdetakistuse, mis on võrdne neljandikuga sellest kaalust".

Libmishõõrdejõud ei sõltu ainult pindade omadustest ja survejõust, vaid ka liikumiskiirusest.

4. Staatiline hõõrdejõud (takistusjõud).

Jõudu, mis on vastu objekti esialgsele nihkele, nimetatakse staatiliseks hõõrdejõuks. Kuigi selgem on seda nimetada vastupanujõuks. Näiteks minu katset mäge liigutada takistab vastupanujõud. Kuid proovige öelda, et staatilise hõõrdumise jõud takistab teil mäge liigutamast? Ma arvan, et see kõlab naeruväärselt. Lõppude lõpuks on see, mida nad gaaside kohta räägivad, õige - gaasikindlus. Jätame aga terminoloogia küsimused...

Just vastupanujõud on keha kiiruse muutmise vajalik tingimus, s.t. liikumise alustamiseks või pidurdamise alustamiseks. See on nagu vajadus õhu järele hingamiseks (vajalik tingimus, kuid mitte piisav). Liikumise käigus lükkame Maad ja see meid.

Kui rakendatav jõud ei ole piisavalt tugev, tasakaalustab takistusjõud seda. Siis saavutab vastupanujõud maksimumi ning keha hakkab liikuma, s.t.

F takistus max. > F tr. libisemine.

Otsustasime välja selgitada selle “ülejäägi” suuruse: F= F takistus max. - F tr. libisemine.

Eeldati, et see väärtus suureneb proportsionaalselt raskusjõuga, nagu ka libisemishõõrdejõud. Tulemus oli erinev.

Miks see juhtub? Õpikud, kui nad toovad välja sellise sõltuvuse, ei selgita seda. Otsustasime välja selgitada, kuidas sõltub maksimaalne takistusjõud gravitatsioonist. Ootasime, et saame sirge graafiku, kuid saime parabooli haru, mis teatud gravitatsiooniväärtuse korral tõuseb järsult üles. Meie versioon: mida suurem on kehakaal, seda sügavamale see laua pinnale “vajub”. Väikese keelekümblusega saab selle siiski välja tõmmata ja siis liigub see väiksema jõu mõjul, kuna inerts ei lase tal uuesti “vajuda”. Keha libiseb läbi kukkumata, täpselt nagu veesuuskadel inimene liigub paadi taga.

Sügava “kümbluse” ajal nr horisontaalne jõud ei suuda keha tõmmata. Ja see pole enam hõõrdumine, vaid sidur. Seda küsimust aitas mõista analoogia äkkega.

Kui paned äkkele koorma, vajub see täielikult maasse ja tõmbab selle kaasa horisontaalselt, on maa sügavale rebimine lihtsalt võimatu. Ja ilmselt ei räägi me enam hõõrdumisest, vaid materjalide vastupidavusest (äke-mulla süsteem kui ühtne keha).

Meenutagem laste ehituskomplekti.

Konstruktsioonikomplekti osade nakkuvus on sarnane löödud naeltega ja horisontaalne jõud ei saa ühendust hävitada ilma ehituskomplekti osi lõhkumata.

Kõndige paljajalu märjal liival ja näete, et jalajäljed on üks osa ehituskomplektist ja meie jalad on teine. Kaitsmeid on vaja mehaanilise haarde tekitamiseks, st. vastupanujõu suurendamiseks. Mõiste "vastupanu jõud" on kõikehõlmav. Hõõrdumine on mõiste, mis kehtib ainult suhteliselt siledate pindade puhul ja mis jääb MEHAANILISE SIDUMISE ja kehasid koos hoidvate ELEKTROMAGNETILISTE VÕTEJÕUDE vahele. Oleme harjunud töötama lihtsustuste äärmuslike versioonidega: plastiline ja absoluutselt elastne deformatsioon, absoluutselt must korpus ja peegeldus, ideaalne gaas. Hõõrdumine on omamoodi pooljuht, mis hõivab keskmise niši, kuid äärmiselt oluline. Kui suured peaksid olema konarused ja lohud, et rääkida hõõrdumisest, mitte mehaanilisest haardumisest? Võib-olla sellepärast said hõõrdumist uurinud kuulsad teadlased nii erinevaid tulemusi?

5. Järeldus.

Küsimus edasiseks tööks: millist jõudu tuleb rakendada, et keha saaks horisontaalselt pinnalt tõsta? Ühelt poolt on gravitatsioon ja elektromagnetiline külgetõmme ning teiselt poolt gravitatsiooni vastu suunatud jõud. Nii saame teada, kui olulised on tõmbejõud. Või võib need tähelepanuta jätta (konkreetsete probleemide puhul) ja jätta arvesse võtma ainult tõukejõude, nagu me ideaalse gaasi uurimisel jätame tähelepanuta molekulide interaktsiooni. Kõik minu arendused on leitavad kooli veebisaidilt zabalkin.narod.ru

Oleme juba korduvalt juhtinud tähelepanu sellele, et kaks aatomit või iooni kristallis ei saa üksteisele nii lähedale läheneda, kui soovitakse, kuna nende vahel tekivad tõukejõud, mis võtavad kiiresti suured väärtused, kui kaugus muutub tasakaalu omast väiksemaks. Nagu I osas nägime, on nendel jõududel kaks põhjust: elektrostaatiline tõrjumine ja kvantmehaanilise resonantsi nähtus. Tõrjumise seaduse otsene tuletamine nendest nähtustest on peaaegu lootusetu. Seetõttu järgime arvulise määramise jaoks mugavamat eksperimentaalset rada, st nõustume, et jõud väheneb teatud kaugusega. Eksponenti määrame Borni järgi kristalli kokkusurutavuse järgi.

Nagu varemgi, tähistame a-ga ühikulise lahtri serva pikkust tasakaaluolekus. Välise rõhu mõjul väheneb see ühtlaselt kogu kristalli ulatuses kuupkristalli ruumala võrra,

rakkudest koosnev muutub siis võrdseks

Kokkusurutavus on võrdne mahu ja rõhu suhtelise muutuse suhtega, nii et kuni kõrgema järgu tingimusteni on meil:

Deformeerunud kristalli elektrostaatiline energia saadakse, kui asendada avaldis in (66) asemel ja korrutada saadud väärtus rakkude arvuga

Kui tõukejõudu saab esitada aatomitevahelise kauguse võimsusfunktsiooniga, peaks potentsiaal, mille järgi see määratakse, olema järgmisel kujul:

mis sisaldab lisaks elementaarrakkude arvule ja konstandile nimetajas aatomitevahelist kaugust teadmata astmeni Koguenergia võrdub selle tõukeenergia ja elektrostaatilise energia summaga, s.o.

Mõlemad Lili konstandid on defineeritud järgmiselt. Kui välisrõhk on null (kristall vaakumis), on tasakaaluseisundis serva pikkus võrdne a-ga. Seetõttu peab (68) olema minimaalne:

Sellest tingimusest järeldub:

ja pärast asendamist punktis (68):

Laiendades seda avaldist astmereaks ja jättes tähelepanuta teisest kõrgema järjekorra tingimused, saame:

Kui kristall on välisrõhu mõjul, siis parameetri muutumisel on töö tehtud

põhjustades võre energia võrdse muutuse.

Võrdsustades viimased avaldised üksteisega, saame tihendatavuse järgmise valemi:

kust saame arvutada tõukepotentsiaali eksponendi:

See arvutus viidi läbi erinevate kuupkristallide jaoks ja andis väärtuse, mis oli kõigil juhtudel üsna väike, võrdne ligikaudu 9-ga. Seetõttu on see tavaliselt meie edasiste arutluste aluseks.

Seda väärtust kasutades saame arvutada oma kristalli energia normaalses olekus (69)

Ioonvõre koguenergia moodustab seega ligikaudu 8/9 selle elektrostaatilisest energiast.

Ioonvõre moodustumise soojuse otsene eksperimentaalne määramine vabadest ioonidest on võimatu. Küll aga saab seda määrata ringteel katseandmete põhjal, kasutades nn Borni ringprotsessi.

Näiteks metallist naatriumist ja gaasilisest kaheaatomilisest kloorist kristallide moodustumise energia on termokeemiliste mõõtmiste põhjal teada. Selle moodustumise protsessi saab jagada järjestikusteks osaprotsessideks järgmiselt:

a) Metallilise naatriumi aurustamine üheaatomiliseks naatriumi auruks. see kulutab energiat, mis on võrdne naatriumi sublimatsiooni energiaga.

b) Aatomiteks lagunemine. See nõuab dissotsiatsioonienergiat

Positiivsete naatriumioonide ja negatiivsete klooriioonide moodustumine, mille käigus iga naatriumi aatom kaotab elektroni ja kandub üle klooriaatomile. Selle protsessi jaoks vajalik energia on võrdne ionisatsioonitöö ja elektronide afiinsuse vahega

Ioonidest kristalli teke Vabanev energia peab sel juhul olema võrdne valemiga (72) antud ioonvõre koguenergiaga. Kuna teised suurused on teada, saab selle energia arvutada sellest ringprotsessist ülalmainitud termokeemilise moodustumissoojuse ja protsessides kulutatud energiate summa vahena.

Järgmises tabelis (vastavalt Bornile) võrreldakse sel viisil saadud võre energiaid cal/mol avaldisest (72) arvutatud energiatega erinevate kristallvõrede jaoks. On näha, et numbrid ühtivad hästi.

Tabel 2 (vt skannimist)