Электромагнитные взаимодействия
Если взаимодействующие тела оказываются заряженными, между ними действует еще и электростатическая или электрическая сила. В этом случае говорят об электростатическом взаимодействии. Оно порождается электрическим зарядом (часто его просто называют «зарядом», опуская прилагательное «электрический»). Масса и заряд частицы имеют определенные числовые значения, которые свидетельствуют о том, насколько сильно на частицу действуют соответственно гравитационная и электростатическая сила. Эти силы действуют независимо друг от друга, и между зарядом тела и его массой не существует определенного соотношения. В отличие от массы, электрический заряд может быть как положительным, так и отрицательным.
Эксперименты показывают, что ни у одной из заряженных частиц не встречается заряд, который был бы меньше заряда протона или электрона. Этот заряд, называемый элементарным, равен 1,60×10-19 кулона (Кл) и обозначается символом e. Если физическая величина может принимать только определенные дискретные значения, говорят, что эта величина квантуется. Таким образом, электрический заряд также квантуется.
Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Один из самых фундаментальных физических законов – закон сохранения заряда – был сформулирован Франклином в 1747 г. Этот закон утверждает, что в замкнутой системе полный заряд (т.е. разность величин положительного и отрицательного зарядов) остается постоянным. Подобно гравитационной силе, описываемой законом всемирного тяготения, сила, действующая между двумя заряженными частицами, зависит от расстояния между ними. Она описывается законом Кулона, который состоит в следующем. Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов пропорциональна величине каждого из зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Направление силы совпадает с соединяющей заряды прямой. Математически этот закон записывается в следующем виде:
|
|
|
, (3.5)
где 
= 8,854×10-12 Кл 2/(Н × м2) — электрическая постоянная; 
— безразмерная величина, называемая относительной диэлектрической проницаемостью или просто диэлектрической проницаемостью среды.
Зависимость 
от 
и 
проверена с высокой степенью точности.
Отношение величины силы 
к величине пробного заряда как раз и является характеристикой электрического поля. Эту векторную величину называют напряженностью электрического поля в данной точке. Электрический потенциал — это работа сил поля по перемещению заряда из бесконечности на расстояние r от точечного заряда q¢, создающего поле. Электрический потенциал равен потенциальной энергии, приходящейся на единицу заряда, подобно тому, как напряженность электрического поля равна силе, действующей на единицу заряда. Разность потенциалов между двумя точками представляет собой работу, которую необходимо затратить для перемещения единичного заряда из одной точки в другую.
|
|
|
Опыты показывают, что вокруг проводников с током и постоянных магнитов также существуют поля — магнитные, которые обнаруживаются по силовому воздействию, оказываемому этими полями на другие проводники с током или постоянные магниты. Все согласны с тем, что свойства магнитов объясняются замкнутыми внутриатомными и внутримолекулярными токами. Каждый молекулярный ток — это небольшой магнит, создающий в окружающем пространстве магнитное поле. В отсутствие внешнего магнитного поля молекулярные токи ориентированы беспорядочно, вследствие чего обусловленное ими результирующее поле равно нулю. Под действием внешнего поля молекулярные токи (молекулярные магниты) приобретают преимущественную ориентацию в одном направлении, вследствие чего вещество намагничивается. Таким образом, источниками магнитных полей являются электрические токи. Если эти токи изменяются с течением времени, то и порождаемые ими магнитные поля оказываются переменными.
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 19; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!