Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака. С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы. Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы – нейтроны. Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду e. e = 1,602177·10–19 Кл ≈ 1,6·10–19 Кл. В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке. Это число называется атомным номером. Атом данного вещества может потерять один или несколько электронов или приобрести лишний электрон.

Повышение уникальности

Приложение Опыт Кулона Необходимость проведения экспериментов Кулона была вызвана тем, что в середине XVIII в.
накопилось много качественных данных об электрических явлениях.

Возникла потребность дать им количественную интерпретацию.

Поскольку силы электрического взаимодействия были относительно невелики, возникла серьезная проблема в создании метода, который позволил бы произвести замеры и получить необходимый количественный материал.


Французский инженер и ученый Ш. Кулон предложил метод измерения малых сил, который основывался на следующем экспериментальном факте, обнаруженном самим ученым: сила, возникающая при упругой деформации металлической проволоки, прямо пропорциональна углу закручивания, четвертой степени диаметра проволоки и обратно пропорциональна ее длине: , где d – диаметр, l – длина проволоки, φ – угол закручивания.

Закон кулона

В интересующем нас случае телом является заряженное тело или, говоря коротко, электрический заряд.

Важноimportant
На электрические заряды действуют силы со стороны поля.

Если при наложении в пространстве полей от нескольких зарядов эти поля не оказывают никакого влияния друг на друга, то результирующая сила со стороны всех полей должна быть равна геометрической сумме сил со стороны каждого поля.
Инфоinfo
Именно так и происходит на самом деле. Это означает, что напряженности полей складываются геометрически, так как напряженности прямо пропорциональны силам.

В этом состоит принцип суперпозиции полей, т. е. принцип независимого наложения полей («суперпозиция» в переводе на русский означает «наложение»).

Вниманиеattention
Он формулируется так: если в данной точке пространства различные заряды создают электрические поля, напряженности которых , , , и т д., то результирующая напряженность поля в этой точке равна: .

Реферат: электрический заряд. закон кулона

Следует отметить что в современной физике элементарных частиц предполагается существование так называемых кварков – частиц с дробным зарядом и Однако в свободном состоянии кварки до сих пор наблюдать не удалось.

В обычных лабораторных опытах для обнаружения и измерения электрических зарядов используется электрометр – прибор состоящий из металлического стержня и стрелки которая может вращаться вокруг горизонтальной оси (рис.

4.1.1).

Стержень со стрелкой изолирован от металлического корпуса.

При соприкосновении заряженного тела со стержнем электрометра электрические заряды одного знака распределяются по стержню и стрелке.
Силы электрического отталкивания вызывают поворот стрелки на некоторый угол по которому можно судить о заряде переданном стержню электрометра.
1

Рисунок 4.1.1. Перенос заряда с заряженного тела на электрометр.

Такую задачу проще всего поручить компьютеру, работающему по специальной программе.

Впрочем, строить точную картину распределения силовых линий нет необходимости.

Имеет смысл рисовать приближенные картины, исходя из определенной симметрии в расположении зарядов.

Такая картина дает наглядное представление о поле. Графически изображая поле, следует помнить, что линии напряженности электрического поля:

  1. нигде не пересекаются друг с другом;
  2. имеют начало на положительном заряде (или в бесконечности) и конец на отрицательном (или в бесконечности), т. е. являются незамкнутыми линиями;
  3. между зарядами нигде не прерываются.

На рисунках 9–12 изображены довольно точно построенные картины силовых линий: положительно заряженного шарика (рис.

9); двух раз-ноименно заряженных шариков (рис. 10); двух одноименно заряженных шариков (рис.

В сильных внешних электромагнитных полях, составляющих заметную долю от поля пробоя вакуума (порядка ~1018 В/м или ~109 Тл, такие поля наблюдаются, например, вблизи некоторых типов нейтронных звёзд, а именно магнитаров) закон Кулона также нарушается в силу дельбрюковского рассеяния обменных фотонов на фотонах внешнего поля и других, более сложных нелинейных эффектов.

Это явление уменьшает кулоновскую силу не только в микро- но и в макромасштабах, в частности, в сильном магнитном поле кулоновский потенциал падает не обратно пропорционально расстоянию, а экспоненциально [15]. 6.2. Закон Кулона и поляризация вакуума Явление поляризации вакуума в квантовой электродинамике заключается в образовании виртуальных электронно-позитронных пар. Облако электронно-позитронных пар экранирует электрический заряд электрона.

Оставить комментарий

Ваша почта не будет опубликована