15-tema. Elektrostatikalíqalíq maydan hám oníŃ xarakteristikalarí Eletkr zaryadı. Zaryadtıń diskretligi. Elektr zaryadınıń saqlanıw nızamı. Kulon nızamı

15-TEMA. ELEKTROSTATIKALÍQALÍQ MAYDAN HÁM ONÍŃ XARAKTERISTIKALARÍ
Eletkr zaryadı. Zaryadtıń diskretligi. Elektr zaryadınıń saqlanıw nızamı. Kulon nızamı
Elektr maydanı materiyanıń kórinislerinen biri bolıp tabıladı. Sol maydanda turǵan elektr zaryadlarına maydan tárepinen kúsh tásiri payda boladı. Áyyemgi zamannan shayıǵa ısqılanǵan tayaqsha ózine mayda buyımlardı tartıwı anıqlanǵan. Házirgi waqıtta barlıq zatlar quramında eki túrli zaryad bolıwı múmkinligi anıqlanǵan. Terige ısqılanǵan shiyshede payda bolǵan zaryad oń, terige ısqılanǵan ebonitte payda bolǵan zaryad teris boladı. Birdey belgili zaryadlar óz-ara iyterisedi, belgileri hár qıylıları bolsa tartısadı.
Amerikalıq alım Milliken elektr zaryad diskret mánislerıne iye bolǵanlıǵın anıqladı. Eń kishi zaryad zatlar zaryad dep ataladı jáne onıń mánisi . Elektron massası zaryadı teris hám proton massası bolıp, oń zaryadlı bolıp tabıladı.
1843-jılda Faradey zaryadlardıń saqlanıw nızamın jarattı: hár qanday jabıq sistemada elektr zaryadlardıń algebralıq jıyındısı ózgermey qaladı.
(15.1)
Elektr zaryadları átirapında elektr maydan payda boladı. Elektr maydan materiallıq hám sheksizlikke shekem tarqalǵan bolıp, ol bizge baylanıslı bolǵan jaǵdayda bar bolıp tabıladı. Elektr maydan tek elektr zaryadlarına tásir etedi.
1785-jılda Kulon qózǵalmas zaryadlar arasındaǵı óz-ara tásir kúshin anıqlawshı nızamdı jarattı; vakuumdaǵı eki noqatlıq zaryad arasındaǵı óz-ara tásir kúshi zaryadlar muǵdarları kóbeymesine tuwrı proporcional, olar arasındaǵı aralıq kvadratına keri proporcional bolıp tabıladı
(15.2)
Bunda proporcionallıq koefficienti bolıp
(15.3)
onıń mánisi -elektr turaqlısı dep ataladı. Bunı itibarǵa alıp, vakuumda zaryadlardıń óz-ara tásiri ushın Kulon nızamı tómendegishe jazıladı:
(15.4)
Eger zaryadlı bóleksheler dielektrik sińirgishligi bolǵan ortalıqta jaylasqan bolsa olardıń óz-ara tásir kúshi ret páseyedi hám tómendegishe boladı:
(15.5)
Kulon nızamınıń vektorlıq kórinisin vakuum ushın tómendegishe jazıw múmkin
(15.6)
bul jerde - zaryadqa zaryad tárepinen tásir etiwshi kúsh, - hám zaryadlardı tutastırıwshı radius-vektor.
Ortalıqtıń dielektrik sińirgishligi ni (15.4) hám (15.6) formulalardan paydalanıp tapsaq:
(15.7)
boladı.
Demek, ortalıqtıń dielektrik sińirgishligi dep zaryadlardıń vakuumdaǵı óz-ara tásir kúshi ortalıqdag’ı tásir kúshinen neshe ret úlken ekenligin kórsetiwshi skalyar shamaǵa aytıladı.
Elektr maydanın kúsh tárepinen xarakterleytuǵın shama elektr maydan kernewliligi esaplanadı.


Elektr maydan. Elektr maydan kernewliligi.
Elektr maydanlar superpoziciyası
Zaryadlı bólekshe yamasa zaryadlanǵan dene tınısh tursa óziniń átirapında elektr maydanın payda etedi. Elektr maydanın kúsh tárepinen xarakterleytuǵın vektor shama elektr maydan kernewliligi. Elektr maydan kernewliligi maydannan berilgen noqatına qoyılǵan noqatlıq sınap kóriw (bir-birlik oń) zaryadqa tásir etiwshi kúshtiń, sol zaryadqa bolǵan qatnası menen anıqlanatuǵın fizikalıq shamaǵa aytıladı.
(15.8)
Elektr maydan kernewlilik birligi- (15.8) nı (15.6) tiykarınan noqatlıq zaryad maydan kernewliligini basqasha kóriniste jazıw múmkin :
(15.9)
Kernewlilik vektor shama bolıp, onıń baǵıtı maydannıń berilgen noqatında jaylasqan noqatlıq oń (sınap kóriw) zaryadqa tásir etiwshi kúsh baǵıtı menen birdey boladı. Elektr maydan kernewliligi grafik usılda kúsh sızıqları járdeminde súwretlenedi. Elektr maydannıń kúsh sızıqları dep onıń hár bir noqatına ótkerilgen urınba kernewlilik vektorı menen sáykes keletuǵın sızıqqa aytıladı.


Temaǵa baylanıslı testler

1. Maydan kernewligi 800 bolǵan noqatqa jaylasqan 5 zaryadqa qansha elektrostatikalıq kúsh (N) tásir etedi?

A) 4·10^-2 B) 4·10⁻³ C) 3,2 ·10⁻⁵ D) 1,6·10⁻⁵
2. Kernewligi 27,3 bolǵan elektr maydanda qozǵalıp atırǵan elektronnıń tezleniwi nege teń (m/s2)? m_e=9,1·10⁻³¹ kg.
A) 4,8 ·10¹⁶ B) 4,8·10¹⁵ C) 7,2·10¹⁶ D) 9,6 ·10¹⁵
3. 10⁻⁴ massalı zaryadlanǵan tamshı, kernewligi 100 bolǵan bir teklı elektr maydanında teńsalmaqlıqta tur. Tamshınıń zaryadın anıqlań ( ).
A) 10⁻⁸ B) 10⁻⁶ C) 10⁻⁴ D) 10⁻³
4. Radiusı 2 bolǵan metall sharǵa 1,2 zaryad berildi. Shar betine jaqın elektr maydan kernewligin tabıń ( ).
A) 27 B) 18 C) 24 D) 9
5. Radiusı 6 bolǵan metall sharǵa 24 zaryad berilgen. Shar orayınan 3 uzaqlıqtaǵı noqatta kernewlilik qanshaǵa teń boladı ( )?
A) 45 B) 90 C) 60 D) 0
6. Radiusı 12 bolǵan shardıń betinde 0,18 oń zaryad tegis bólistirilgen. Shardıń orayındaǵı maydan potencialın tabıń ( ).
A) 90 B) 60 C) 120 D) 180.
7. Eki noqatlı zaryad arasındaǵı aralıqtı 9 ese kemeytsek, olardıń óz ara tásir potencial energiyası qalay ózgeredi?
A) 9 ese artadı B) 9 ese kemeyedi C) 3 ese artadı D) 3 ese kemeyedi.


Temaǵa baylanıslı sorawlar
1. Kulon nızamın aytıp beriń.
2. Kulon nızamınıń formulasın jazıń.
3. Kulon neshinshi jılı qózǵalmas zaryadlar arasındaǵı óz-ara tásir kúshin anıqlawshı nızamdı jarattı?
4. Noqatlı zaryadtıń baqlanıp atırǵan noqattaǵı maydan kernewliligi qalay esaplanadı?
5. Superpoziciya sóziniń mánisi neden ibarat?
6. Superpoziciya principin táriypleń hám onıń formulasın jazıń.