Що таке заряд?
Перший закон електростатики говорить: однойменні заряди відштовхуються, а різнойменні притягуються. Так що таке заряд? Згадаймо, що заряд, що утворюється на склі, потертому про шовк називається позитивним, а заряд, що виникла на сургучі, потертому про фланель – негативним. Але, ми звикли до того, що тертям електризують тільки діелектрики. Вважається, що провідники взагалі не можна наелектризована. З’ясувалося, що якщо провідник добре ізолювати, то його можна зарядити електрикою.
Перший закон електростатики говорить: однойменні заряди відштовхуються, а різнойменні притягуються. Так що таке заряд?
Але, чи обов’язково терти тіла один про одного? І головне, в чому причина електризації? Для відповіді на ці питання можна обійтися простим досвідом.
Візьміть два латунних диска, насаджені на ручки з ізолюючого матеріалу. До одного з них приклейте гурток з фланелі або шовку, рівний діаметру диска, до іншого – такий же кружечок з плексигласу. Незаряджені диски накладіть один на інший і потріть їх одна об одну, повертаючи в протилежні сторони. Піднесіть перший диск на відстань 1-2 см до стрижня електроскопа і зауважте, наскільки відхилилися пелюстки. Наблизивши другий диск до електроскопа, кут розбіжності пелюсток буде той же, що і в попередньому випадку.
Потім, піднесіть диски, не стикаючись, близько один до одного і наблизьте їх до стрижня електроскопа. Якщо листочки електроскопа відхилятися не будуть, значить, заряди дисків протилежні і їх дії компенсувалися.
Цей факт дозволив сформулювати наступне твердження: якщо два різнорідних тіла спочатку стикалися, а потім були віддалені один від одного, то кожне з них набуває рівний за величиною, але протилежний за знаком заряд.
Таким чином, електризація тертям пояснюється появою зарядів при контакті різнорідних тел. При цьому тертя забезпечує тісний контакт між дотичними тілами.
Перший же кількісний закон електростатики був відкритий в 1785 році Кулоном. Він знайшов, що сила взаємодії між точковими зарядами обернено пропорційна квадрату відстані між ними.
Для підтвердження цього закону можна скористатися ідеєю Кавендіша: дія всіх зарядів, розташованих на сфері, на будь-який заряд всередині сфери буде взаємно скомпенсировано тільки в тому випадку, якщо сила взаємодії обернено пропорційна квадрату відстані між зарядами.
Грунтуючись на ідеї Кавендіша, можна провести наступний досвід. Заряджений металева кулька на ізолюючої ручці вставляється всередину незарядженою металевої сфери і стосується її внутрішньої поверхні. Заряди з кульки перейдуть на сферу, і кулька виявиться незарядженим. Зрозуміло, якщо закон зворотного квадрата не діє, то на вийнятому кульці виявиться деякий заряд. Його можна виявити за допомогою електроскопа.
Максвелл виконав досвід з великою точністю і отримав, що двійка в законі Кулона має похибка не більше ніж ± 1/2160.
Першим практичним застосуванням знань з електростатики був, мабуть, громовідвід. Відомо, що між вістрям і зарядженим тілом добре проскакує іскра – це і використовували, щоб захистити будинку від ударів блискавки.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)