|
Электростатика. Наука о свойствах и закономерностях поведения
электромагнитного поля, осуществляющего взаимодействие между электрическими
зарядами, называется электродинамикой. Раздел электродинамики, изучающий
неподвижные электрические заряды и их взаимодействие наз. электростатикой. |
|
|
В V в. до н.э. люди заметили (Фалес?), что пылинки
притягиваются к натертому янтарю (электричество от греч.
"электрон" - янтарь). |
|
|
Строение
атома: Положительное ядро, вокруг которого вращаются отрицательные электроны. Заряд протона равен заряду
электрона по величине. В обычных условиях тело нейтрально. |
|
|
Заряд тела положителен (+) - это значит, что не хватает электронов. Атом с
недостатком электронов - положительный ион. Заряд тела отрицателен (-) - это значит, что избыток электронов. Атом с избытком электронов - отрицательный ион. |
|
|
Электризация - процесс сообщения телу электрического заряда. 1. Электризация трением, ударом. Электроны переходят
от тела В к телу А. |
|
|
2. Электризация через влияние
(по индукции). Например, подносим заряженную палочку к телу, не дотрагиваясь
до него, а затем разделяем тела на две части. Обе половины будут заряжены
противоположно. |
|
|
Электрический
заряд. Физическая величина, являющаяся количественной мерой
электромагнитного взаимодействия. Тело обладает электрическим зарядом,
если мы знаем, что при определенных условиях оно может притягиваться и
отталкиваться. Существуюет два "рода"
зарядов, которые условно называют положительными (стекло, потертое о шелк) и
отрицательными (эбонит потертый о шерсть). |
|
|
Обозначение: q. Единицы измерения в СИ: [ q ] = Кл 1 (кулон). (1 Кл - это заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за 1 с при силе тока 1 А). Заряд 1 Кл - очень
большой в электростатике. Обычные заряды мкКл, нКл. (Заряд
грозового облака 10¸20 Кл, в отдельных случаях - до 300 Кл. Земля имеет отрицательный заряд, равный 5,7.105Кл.) |
|
|
Приборы для обнаружения заряда: электроскоп, электрометр |
|
|
Цель опыта: обнаружить элементарный электрический заряд. Опыт: Маленькая
капелька масла облучается светом (ультрафиолетовыми лучами). В результате фотоэффекта
она приобретает электрический заряд. Сила тяжести уравновешивается
электрической силой. По результатам опыта можно рассчитать отношение заряда
частицы, выбиваемой с поверхности тела, к ее массе (удельный заряд). |
|
|
Результат: Величина "е" - элементарный заряд. В СИ е=1,6.10-19 Кл Такой заряд имеет электрон (-), протон (+), другие заряженные элементарные частицы. Любой электрический заряд, больший элементарного,
выражается целым числом элементарных зарядов. Не существует (в рамках
классической электродинамики) заряда, выраженного дробным числом элементарных
зарядов. Т.е. q=Ne. Закон
сохранения электрического заряда. Алгебраическая
сумма зарядов, составляющих замкнутую систему, остается неизменной при любых
взаимодействиях зарядов этой системы.
В телах заряды скомпенсированы очень точно. Если бы в теле человека зарядов одного знака было бы на 0,01% больше, чем зарядов другого, о сила взаимодействия между ними была бы равна силе притяжения между Землей и Солнцем. Если
Вселенная имеет конечные размеры, то ее суммарный заряд должен быть равен
нулю. |
Элементарный заряд е=1,6.10-19 Кл Примеры выполнения закона сохранения
заряда: 1.Заряженная капля делится на две равные
капли.
2.Соединение двух заряженных капель.
3. Соединение заряженных шариков.
4. Ядерные реакции: а) 7 +
2 = 8 + 1 б) 92 =
90 + 2 Верхние индексы у символов химических элементов обозначают массовые
числа, нижние - заряды ядер (числа протонов и электронов в атоме). Т.е. при
ядерных реакциях выполняются з-ны сохранения
массового числа и заряда. |