To tylko jedna z 36 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
17. Pole elektryczne Przechodzimy teraz do omówienia oddziaływania elektromagnetycznego. Oddziaływanie to ma fundamentalne znaczenie bo pozwala wyjaśnić nie tylko zjawiska elektryczne ale też siły zespalające materię na poziomie atomów, cząsteczek.
17.1 Ładunek elektryczny
Istnienie ładunków można stwierdzić w najprostszym znanym nam powszechnie zjawisku elektryzowania się ciał. Doświadczenie pokazuje, że w przyrodzie mamy do czynienia z dwoma rodzajami ładunków - dodatnimi i ujemnymi, oraz że ładunki jednoimienne odpychają się, a różnoimienne przyciągają się.
Jednostki W układzie SI jednostką ładunku jest kulomb (C). Jest to ładunek przenoszony przez prąd o natężeniu 1 ampera w czasie 1 sekundy 1 C = 1 A·s.
Kwantyzacja ładunku Również doświadczalnie stwierdzono, że żadne naładowane ciało nie może mieć ładunku mniejszego niż ładunek elektronu czy protonu. Ładunki te równe co do wartości bezwzględnej nazywa się ładunkiem elementarnym e = 1.6·10-19 C. Wszystkie realnie istniejące ładunki są wielokrotnością ładunku e. Jeżeli wielkość fizyczna, taka jak ładunek elektryczny, występuje w postaci określonych "porcji" to mówimy, że wielkość ta jest skwantowana . Zachowanie ładunku
Jednym z podstawowych praw fizyki jest zasada zachowania ładunku. Zasada ta sformułowana przez Franklina mówi, że
Prawo, zasada, twierdzenie Wypadkowy ładunek elektryczny w układzie zamkniętym jest stały.
17.2 Prawo Coulomba Siłę wzajemnego oddziaływania dwóch naładowanych punktów materialnych (ładunków punktowych ) znajdujących się w odległości r od siebie w próżni opisuje prawo Coulomba
Prawo, zasada, twierdzenie Każde dwa ładunki punktowe q1 i q2 oddziaływają wzajemnie siłą wprost proporcjonalną do iloczynu tych ładunków, a odwrotnie proporcjonalną do kwadratu odległości między nimi. (17.1) gdzie stała . Współczynnik ε0 = 8.854·10-12 C2/(Nm2) nosi nazwę przenikalności elektrycznej próżni. Oddziaływanie ładunków zależy od ośrodka w jakim znajdują się ładunki. Fakt ten uwzględniamy wprowadzając stałą materiałową εr, zwaną względną przenikalnością elektryczną ośrodka tak, że prawo Coulomba przyjmuje postać
(17.2) Wartości εr dla wybranych substancji zestawiono w tabeli 17.1.
Tab. 17.1. Względne przenikalności elektryczne. ośrodek εr
próżnia powietrze parafina szkło woda 1 1.0006 2 10 81
(…)
… się z elektronów, protonów i obojętnych elektrycznie neutronów. Jeżeli oddziaływania elektrostatyczne pomiędzy naładowanymi cząstkami (elektronami, protonami) są tyle razy większe od oddziaływań grawitacyjnych to dlaczego obserwujemy słabą siłę grawitacyjną działająca pomiędzy dużymi ciałami, np. Ziemią i spadającym kamieniem, a nie siłę elektrostatyczną?
Zasada superpozycji
Prawo, zasada, twierdzenie Gdy mamy…
… w dowolnym punkcie odpowiada kierunkowi wzdłuż którego potencjał spada najszybciej co oznacza, że linie sił pola są prostopadłe do powierzchni (linii) ekwipotencjalnych. Zostało to zilustrowane na rysunku poniżej gdzie pokazane są powierzchnie ekwipotencjalne (linie ich przecięcia z płaszczyzną rysunku) oraz linie sił pola (a) ładunku punktowego, (b) dipola elektrycznego (porównaj z rysunkiem 19.1). Rys…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)