Электрическое поле. Действие электрического поля на электрические заряды.
Электрическое поле — это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие электрически заряженных частиц.
Введение понятия электрического поля понадобилось для объяснения взаимодействия электрических зарядов, т. е. для получения ответа на вопросы: почему возникают силы, действующие на заряды, и как они передаются от одного заряда к другому?
Понятия электрического и магнитного полей ввел великий английский физик Майкл Фарадей. Согласно идее Фарадея, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создает в окружающем пространстве электрическое поле. Поле одного заряда действует на другой заряд, и наоборот. По мере удаления от заряда поле ослабевает.
С введением понятия поля в физике утвердилась теория близкодействия, главным отличием которой от теории дальнодействия является идея о существовании определенного процесса в пространстве между взаимодействующими телами, который длится конечное время.
Идея эта получила подтверждение в работах великого английского физика Дж. К. Максвелла, который теоретически доказал, что электромагнитные взаимодействия должны распространяться в пространстве с конечной скоростью — с, равной скорости света в вакууме (300 000 км/с). Экспериментальным доказательством этого утверждения явилось изобретение радио.
Электрическое поле возникает в пространстве, окружающем неподвижный заряд, точно так же, как вокруг движущихся зарядов — токов либо постоянных магнитов — возникает магнитное поле. Магнитные и электрические поля могут превращаться друг в друга, образуя единое электромагнитное поле. Электрическое поле (как и магнитное) является лишь частным случаем общего электромагнитного поля. Переменные электрические и магнитные поля могут существовать и без зарядов и токов, их породивших. Электромагнитное поле переносит определенную энергию, а также импульс и массу. Таким образом, электромагнитное поле — физическая сущность, обладающая определенными физическими свойствами.
Итак, природа электрического поля состоит в следующем:
1. Электрическое поле материально, оно существует независимо от нашего сознания.
2. Главным свойством электрического поля является действие его на электрические заряды с некоторой силой. По этому действию устанавливается факт его существования. Действие поля на единичный заряд — напряженность поля — является одной из его основных характеристик, по которой изучается распределение поля в пространстве.
Электрическое поле неподвижных зарядов называют электростатическим. Со временем оно не меняется, неразрывно связано с зарядами, его породившими, и существует в пространстве, их окружающем.
Электрическое поле неподвижных зарядов
Такое поле является электростатическим, т. е. не изменяющимся во времени.
1. Электростатическое поле одиночного положительного и отрицательного зарядов представлено на рис. 1.2, а. Численное значение напряженности такого поля определяется выражением
где q — величина заряда;
г — расстояние от заряда до исследуемой точки поля.
- 2. Электростатическое поле между двумя плоскими металлическими пластинами с зарядами разной полярности приведено на рис. 1.2, б. Линии в таком однородном электрическом поле параллельны.
- 3. Электростатическое поле двух равных по величине разноименных зарядов +q и -q приведено на рис. 1.2, в.
- 4. Электростатическое поле электрического диполя, т. е. звена из двух близлежащих равных по величине точечных разноименных зарядов +q и -q, приведено на рис. 1.2, г.
Магнитное поле постоянного магнита
Такое поле стержневого магнита представлено на рис. 1.3. Оно является магнитостатическим, т. е. не изменяющимся во времени. Магнитные силовые линии всегда
замкнуты, и вне магнита они направлены от северного полюса к южному.
Магнитное поле проводника с током
Об электричестве и магнетизме было известно с древних времен. Так, янтарь был первым материалом, на котором были обнаружены электрические заряды. По его имени (янтарь по-гречески звучит как «электрон») и было названо данное физическое явление. Другие вещества, как, например, куски железной руды, обнаруживали свойство действовать на расстоянии, притягивая к себе другие подобные тела. Данное явление получило название «магнетизм». Но связь между электричеством и магнетизмом была установлена только в начале XIX в. физиком Х.К. Эрстедом (1777—1851). Последний экспериментально установил, что протекание по проводнику электрического тока сопровождается возникновением в окружающем пространстве магнитного поля, что было обнаружено им случайно по отклонению магнитной стрелки компаса, находящегося вблизи провода. Далее другой физик — А.М. Ампер (1775—1836) — разработал теорию такого магнетизма, а в 1822 г. открыл существование магнитного поля соленоида.
В случае прямолинейного проводника силовые линии магнитного поля имеют вид концентрических окружностей (рис. 1.4, а), в случае соленоида, т. е. спирали из проволоки, — замкнутых искривленных линий (рис. 1.4, б).
Таким образом, опытным путем было установлено: 1) если электрический заряд неподвижен, то существует только электростатическое поле (см. рис. 1.2); 2) движение тех же зарядов, обусловливающих электрический ток, сопровождается возникновением магнитного поля (см. рис. 1.4).
Какое поле существует вокруг неподвижного заряда? Вокруг движущегося заряда?
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
ВСТАВЬТЕ ПРОПУЩЕННЫЕ СЛОВА.
Вокруг неподвижного электрического заряда существует____поле.
Вокруг движущегося электрического заряда существует___поле.
Магнитное действие соленоида тем_____, чем_____ витков в его катушке.
У постоянных магнитов красным цветом принято окрашивать___ полюс, а ____ цветом-____ полюс.
Направление силы ампера определяют с помощью правила____
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
образуйте действительные и страдательные причастия прошедшего времени почему страдательная форма здесь возможна ИЗГОТОВЛЯТЬ,ЗАСЕЯТЬ,ИСПЕЩРИТЬ,ОБЬЕДИНИТЬ,ОБЬЕЗДИТЬ,ПРЕОБРАЗОВАТЬ,РАСПРОСТРАНИТЬ,ПРЕДЛОЖИТЬ,ОБНАЖИТЬ помогите пожалуйста,срочно
Какая масса азотной кислоты (HNO3) необходима для получения 49,2г нитрата кальция (Ca(NO3)2) при взаимодействии азотной кислоты с гидроксидом кальцияCa(OH)2