Ce este o sarcină electrică punctul 1
Capitolul 1. electrodinamică
Multe fenomene fizice observate în natură și viața din jurul nostru, nu pot fi explicate numai pe baza legilor mecanicii, teoriei moleculare-cinetică și termodinamică. Aceste fenomene se manifestă forțe care acționează între organismele din regiune, iar aceste forțe nu depind de masa organismelor care interacționează și, prin urmare, nu sunt gravitația. Aceste forțe se numesc forțe electromagnetice.
Existența unor forțe electromagnetice cunoscute de grecii antici. Dar un studiu sistematic, cantitativă a fenomenelor fizice care interacțiunea electromagnetică manifestă corpurilor abia a început la sfârșitul secolului al XVIII-lea. Prin eforturile depuse de mulți oameni de știință din secolul al XIX-lea sa încheiat cu crearea unei științe coerente studierea fenomenelor electrice și magnetice. Această știință, care este una dintre cele mai importante ramuri ale fizicii, numite electrodinamică.
Principalele obiecte de studiu în electrodinamicii sunt câmpuri electrice și magnetice generate de sarcini și curenți electrici.
câmp electric
1.1. sarcină electrică. legea lui Coulomb
La fel ca și conceptul de corp de masă gravitațională în mecanica newtoniană, conceptul de electrodinamică de sarcină este primar, conceptul de bază.
sarcină electrică - o cantitate fizică ce caracterizează proprietățile particulelor sau organismele intră în vigoare interacțiune electromagnetică.
Sarcina electrică este, de obicei, desemnat de q litere și Q.
Colectarea tuturor faptelor experimentale cunoscute conduce la următoarele concluzii:
Există două tipuri de sarcini electrice, numite convențional pozitive și negative.
Acuzațiile pot fi transferate (de exemplu, prin contact direct), de la un corp la altul. Spre deosebire de sarcina electrica in greutate nu este o caracteristică inerentă a corpului. Același organism în medii diferite pot avea o sarcină diferită.
Ca resping taxe, spre deosebire de taxele - atrag. Aceasta se manifestă, de asemenea, diferența fundamentală dintre forța electromagnetică de gravitație. Forțele gravitaționale sunt întotdeauna forțe de atracție.
Una dintre legile fundamentale ale naturii este stabilit experimental legea de conservare a sarcinii electrice.
Într-un sistem izolat, suma algebrică a taxelor tuturor organismelor rămâne constantă:
Legea conservării sarcinii electrice prevede că într-un sistem închis de corpuri nu se poate observa procesul de naștere sau dispariția a taxei de un singur semn.
Din punct de vedere actual, purtătorii de sarcină sunt particule elementare. Toate corpurile obișnuite sunt compuse din atomi. care conțin protoni încărcate pozitiv. electroni încărcați negativ și particule neutre - neutroni. Protonii și neutronii fac parte din nucleele atomice, electronii formează învelișul de electroni al atomilor. sarcini electrice protonul și electronul în valoare absolută sunt exact la fel și egală cu sarcina electrica elementara e.
Numărul atom neutru de protoni din nucleu este egal cu numărul de electroni în coajă. Acest număr se numește numărul atomic. Atomii din materialul poate pierde unul sau mai mulți electroni, sau achiziționați un electron suplimentar. În aceste cazuri, un atom neutru este convertit într-un ion încărcat pozitiv sau negativ.
Taxa poate fi transferat de la un organism la altul, numai porțiuni conținând numărul întreg de sarcini elementare. Astfel, sarcina electrică a corpului - o valoare discretă:
cantități fizice, care pot lua doar un număr discret de valori se numesc cuantificată. E este elementar cuantumul de încărcare (partea inferioară) a unei sarcini electrice. Trebuie remarcat faptul că, în fizica modernă a particulelor elementare presupune existența unor așa-numite quarcuri - până acum nu au putut fi observate, deoarece particulele cu sarcină fracționată, și, cu toate acestea, în liberă quarcii de stat.
In experimentele de laborator obișnuite pentru detectarea și măsurarea sarcinii electrice utilizate electrometru - (. Figura 1.1.1) un dispozitiv alcătuit dintr-o tijă metalică și acul, care se poate roti în jurul unei axe orizontale. Rod cu o săgeată izolată din carcasa metalică. Atunci când un organism încărcat în contact cu tija electrometru sarcinile electrice de același semn și sunt distribuite de-a lungul direcției arborelui. forțe de repulsie electrice provoacă rotirea săgeții printr-un anumit unghi, prin care să judece transferat taxa tija electrometru.
Transferul gratuit de la un organism încărcat la electrometru
Electrometru este dispozitivul relativ grosier; nu este posibil de a investiga forțele de interacțiune între încărcări. Pentru prima dată legea interacțiunii tarifelor fixe a fost descoperit de către fizicianul francez C. Coulomb în 1785. În experimentele sale Coulomb măsurat forțele de atracție și repulsie de bile încărcate cu ajutorul dispozitivului au proiectat - un echilibru de torsiune (Figura 1.1.2.), Caracterizată printr-o sensibilitate extrem de mare. De exemplu, barna a fost transformat de 1 ° sub forța de ordinul a 10 -9 H.
Ideea sa bazat pe măsurători ale unei presupuneri Coulomb genial că, dacă o minge încărcată este adusă în contact cu exact la fel nu este încărcată, taxa de prima împărțit în mod egal între ele. Astfel, metoda a fost specificată pentru a modifica taxa de minge în două, trei și așa mai departe. D. Timpul. In experimentele măsurate interacțiunea Coulomb dintre bilele, dimensiunile sunt mult mai mici decât distanța între acestea. Aceste organisme încărcate sunt numite sarcini punctiforme.
Punctul de încărcare este numit un corp încărcat, dimensiunea care, în ceea ce privește această problemă poate fi ignorată.