Mavzu: Elektrostatik maydon. Kulon qonuni,elektr maydon energiyasi

Coulomb tajribalari. Elektr zaryadlarining o'zaro ta'sir qilish qonunining ochilishiga bu kuchlarning kattaligi yordam berdi. Bu erda universal tortishish qonuni va er sharoitini sinab ko'rishda bo'lgani kabi, ayniqsa sezgir uskunalardan foydalanish shart emas edi. Buralish muvozanatlari yordamida harakatsiz zaryadlangan jismlarning bir-biri bilan qanday o'zaro ta'sirini aniqlash mumkin edi. Buralish tarozilari ingichka elastik simga osilgan shisha tayoqchadan iborat (94-rasm) sterjenning bir uchida kichik metall shar a, ikkinchi uchida esa qarshi og'irlik c o'rnatilgan. Boshqa metall shar b balans qopqog'ida o'rnatiladi.
To'plarga bir xil zaryad berilganda, ular bir-birini qaytara boshlaydi. To'plarni belgilangan masofada ushlab turish uchun elastik simni ma'lum bir burchak bilan burish kerak. Telning burilish burchagi to'plarning o'zaro ta'sir kuchini aniqlaydi.
Buralish balanslari zaryadlangan sharlarning o'zaro ta'sir kuchining zaryadlarga va ular orasidagi masofaga bog'liqligini o'rganishga imkon berdi. Ular o'sha paytda kuch va masofani qanday o'lchashni bilishgan. Yagona qiyinchilik zaryad bilan bog'liq edi, uni o'lchash uchun hatto birliklar ham yo'q edi. Kulon to‘plardan birining zaryadini bir xil zaryadsiz shar bilan bog‘lab, uni 2, 4 va hokazo marta o‘zgartirishning oddiy usulini topdi. Bunday holda, zaryad to'plar o'rtasida teng taqsimlangan, bu esa tekshirilgan zaryadni ma'lum darajada kamaytirdi. Yangi zaryad bilan kuchning yangi qiymati eksperimental tarzda aniqlandi.
Coulomb qonuni. Kulon tajribalari butun dunyo tortishish qonunini hayratlanarli darajada eslatuvchi qonunning o'rnatilishiga olib keldi.

Ikki nuqta harakatsiz zaryadlangan jismlarning vakuumdagi o'zaro ta'sir kuchi zaryad modullarining mahsulotiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va ular orasidagi masofaning kvadratiga teskari proportsionaldir. Bu kuch Kulon kuchi deb ataladi.
Agar zaryadlarning modullarini va ular orasidagi masofani orqali belgilasak, Kulon qonunini quyidagi shaklda yozish mumkin:

bu yerda uzunlik birligiga teng masofada birlik zaryadlarining o'zaro ta'sir kuchiga son jihatdan teng bo'lgan proportsionallik koeffitsienti
Umumjahon tortishish qonuni bir xil ko'rinishga ega (8.2): tortishish qonunining zaryad formulasi o'rniga massalar kiradi va koeffitsient rolini tortishish doimiysi o'ynaydi.
Hozircha zaryadlar orasidagi o'zaro ta'sir kuchlarining yo'nalishi haqida hech narsa aytilmagan. Iplarga osilgan ikkita zaryadlangan sharlar yo bir-birini tortadi yoki bir-birini itaradi, shundan kelib chiqadiki, ikkita harakatsiz nuqtali zaryadlangan jismlarning o`zaro ta'sir kuchlari shu jismlarni tutashtiruvchi to`g`ri chiziq bo`ylab yo`nalgan (95-rasm). Bunday kuchlar markaziy deb ataladi. Nyutonning uchinchi qonuniga ko'ra
Kulon qonunining kashf etilishi elektr zaryadining xossalarini o'rganishdagi birinchi aniq qadamdir. Jismlarda yoki elementar zarralarda elektr zaryadining mavjudligi ularning Kulon qonuniga muvofiq bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilishini anglatadi.
. Ta'rif. Elektrlashtirish- organlar olish jarayoni elektr xususiyatlari, o'zaro ta'sir qilish qobiliyati: jalb qilish yoki qaytarish. Bular. zaryad olish.
Elektrlashtirish usullari:
1) teginish orqali elektrlashtirish;
2) ishqalanish orqali elektrlashtirish;
3) ta'sir qilish orqali elektrlashtirish;
4) Zarba bilan elektrlashtirish;
5) Elektromagnit nurlanish ta'sirida elektrlashtirish.
Ta'rif. Zaryadlash (q,[q]=Cl) - jismning elektr maydonini nurlantirish qobiliyatini va boshqa jismlar bilan elektr ta'sir qilish qobiliyatini tavsiflovchi qiymat.
Izoh. Elementar (eng kichik) manfiy zaryadning tashuvchisi elektrondir. Elektronning zaryadi. Protonning zaryadi va elementar zaryadning qiymati modul bo'yicha elektronning zaryadiga teng. Elementar qiymatdan kamroq bo'lgan zaryad qiymatini olish mumkin emas. Har qanday zaryadning qiymati elementarning qiymatining ko'paytmasidir.
Jismlarning zaryadlari belgilarining jismoniy ma'nosi:
– ijobiy – elektronlar yetishmasligi;
– manfiy – ortiqcha elektronlar;
- neytral (zaryadsiz) - elektronlar musbat zaryadlangan zarralar bilan muvozanatda.