Ma’ruza №12 Vakuumdagi elektr maydoni. Elektr zaryadi va uning saqlanish qonuni

Elektr zaryadi. Elektr zaryadining saqlanish qonuni.

Jun matoga ishqalangan qahrabo tayoqcha engil narsalarni tortish qobiliyatiga ega bo’lishi juda qadim zamonlardan ma’lum bo’lgan. Ingliz shifokori va fizigi Jilbert (XVI asrning oxiri) ishqalashdan keyin engil narsalarni torta olish qobiliyatiga ega bo’lgan jismlarni elektrlangan (yunoncha qahrabolangan) deb atadi va elektr so’zi qo’llanila boshlandi. Qahrabo so’zi yunoncha bo’lib, electron demakdir. Elektr degan nom ham ushbu so’zdan kelib chiqqan. Tabiatdagi moddalarning turli–tumanligiga qaramasdan faqat ikki xilgina, qarama-qarshi ishorali elektr zaryadlari mavjud. Amerikalik fizik R.Milliken (1868-1953) tajribalar yordamida elektr zaryadi diskret ekanligini, ya’ni istalgan jismning zaryadi elementar elektr zaryadi _ga karrali ekanligini aniqladi. Boshqacha aytganda istalgan jismning zaryadi _, (N-butun son) bo’lmog’i kerak. Elektron (_) va proton (_) mos ravishda manfiy va musbat elementar zaryadli zarralardir.

Demak har qanday jism massasidan tashqari elektr zaryadi bilan ham xarakterlanadi. Va ular orasida na faqat gravitatsion, balki elektromagnit ta’sir ham mavjuddir. Bir xil ismli zaryadlar itarishadi, turli ismlilari esa tortishishadi. shuni alohida ta’kidlash lozimki elektromagnit ta’sir gravitatsion ta’sirdan ko’p marta kuchliroqdir. shu bilan birga gravitatsion ta’sir barcha jismlarga xos bo’lsa, elektromagnit ta’sir faqatgina zaryadlangan jismlargagina xos xususiyatdir. Elektromagnit ta’sirning kuchliligi jismdagi zaryad miqdoriga bog’liq bo’ladi.

Tabiatdagi barcha jismlar elektrlanib qolish qobiliyatiga ega. Elektrlanish esa turlicha usullar bilan amalga oshiriladi. Ularning eng soddasi bir jismni ikkinchisiga ishqalashdir. Masalan, teriga ishqalangan shisha tayoqcha musbat, junga ishqalangan qahrabo tayoqcha esa manfiy zaryadlanib qoladi. Xo’sh bu zaryadlar qanday paydo bo’ladi.? shuni ta’kidlash lozimki barcha jismlarda elektr zaryadi mavjud. Faqatgina elektroneytral, ya’ni zaryadlanmagan jismlarda musbat va manfiy zaryadlarning miqdori teng. Tayoqchalarni matoga ishqalash esa zaryadlarning paydo bo’lishiga emas, balki ularning qayta taqsimlanishigagina olib keladi. Natijada ularning birida musbat zaryad ko’proq yig’iladi va tayoqcha musbat zaryadlanib qoladi, boshqasida esa manfiy zaryadlar ko’proq qoladi va tayoqcha manfiy zaryadlanib qoladi. Tayoqcha mato sistemasida esa zaryadlar miqdori o’zgarmay qolaveradi. Ya’ni biror jarayonda hosil bo’ladigan zaryadlarning algebraik yig’indisi nolga teng bo’ladi.

Juda ko’plab jumladan, o’z tajribalari asosida ingliz fizigi M.Faradey 1843 yilda tabiatning fundamental qonunlaridan biri elektr zaryadining saqlanish qonunini ta’rifladi: Istalgan yopiq sistemada, sistema ichida qanday jarayonlar ro’y berishidan qat’iy nazar elektr zaryadlarining algebraik yig’indisi o’zgarmaydi.

bu erda _ sistemadagi zaryadlar soni.

Yopiq sistema deb tashqi jismlar bilan zaryad almashmaydigan sistemaga aytiladi.

Elektr zaryadi paydo ham bo’lmaydi, yo’qolmaydi ham, u faqat bir jismdan ikkinchiga uzatiladi yoki shu sistema ichida qayta taqsimlanadi.

Elektr zaryadi – relyaltivistik invariant kattalik bo’lib, uning miqdori qanday sanoq sistemasida qaralayotganligiga, zaryadning harakatda yoki tinch turganligiga mutlaqo bog’liq emas. Elektr zaryadining SI dagi birligi hosilaviy kattalik bo’lib, 1A tok oqayotgan o’tkazgichning ko’ndalang kesim yuzasidan 1 s da oqib o’tgan zaryadlar miqdoriga tengdir. Bu zaryad miqdoriga 1 kulon (C) deyiladi.