Билет №12. ^ электрический заряд

1. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда.
Законы взаимодействия атомов и молекул удается понять и объяснить на основе знаний о строении атома, используя планетарную модель его строения. В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются по определенным орбитам отрицательно заряженные частицы. Взаимодействие между заряженными частицами называется электромагнитным.

^ Электрический заряд -физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитного взаимодействия, обозначается q. Единица электрического заряда — кулон (Кл). Способность электрических зарядов как к взаимному притяжению, так и к взаимному отталкиванию объясняется существованием двух видов зарядов. Один вид заряда назвали положительным, носителем элементарного положительного заряда является протон. Другой вид заряда назвали отрицательным, его носителем является электрон. Одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются.

Элементарный заряд равен е = 1,6∙10^-19 Кл. Заряд частиц всегда представляется числом, кратным величине элементарного заряда.
Закон сохранения электрического заряда: в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной: . Закон сохранения электрического заряда выполняется при электризации. Появление и исчезновение электрических зарядов на телах в большинстве случаев объясняется переходами электронов от одних тел к другим.
Электризация — это сообщение телу электрического заряда. Электризация может происходить, например, при соприкосновении (трении) разнородных веществ и при облучении. При электризации в теле возникает избыток или недостаток электронов.
В случае избытка электронов тело приобретает отрицательный заряд, в случае недостатка — положительный.
Законы взаимодействия неподвижных электрических зарядов изучает электростатика. Основной закон электростатики был экспериментально установлен французским физиком Шарлем Кулоном и читается так: сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заряда и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними. Эту силу называют Кулоновской: ,

где q₁ и q₂ – модули зарядов, r - расстояние между ними, k - коэффициент пропорциональности, в системе единиц СИ равный .

Величина, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия зарядов в вакууме больше, чем в среде, называется диэлектрической проницаемостью среды ε. Для среды с диэлектрической проницаемостью е закон Кулона записывается следующим образом: .
В системе СИ коэффициент k принято записывать следующим образом: ,
где - электрическая постоянная, численно равная .
С использованием электрической постоянной закон Кулона имеет вид: .

Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Кулоновские силы можно изобразить графически (рис.).

^ 2. Задача на применение закона сохранения энергии.