sarcină electrică

Subiecte codificator examen. corp electrizant, interacțiune taxa, două tipuri de lege de conservare responsabil cu sarcină electrică.

interacțiunile electromagnetice sunt printre cele mai interacțiunile fundamentale în natură. forța elastică și frecare, presiunea gazului și mai pot fi reduse la forțele electromagnetice dintre particulele substanței. interacțiunea electromagnetică Sami nu se reduce la alte tipuri, mai profunde de interacțiuni.

La fel de tip fundamental de interacțiune este atracția - atracția gravitațională a oricăror două corpuri. Cu toate acestea, între interacțiunile electromagnetice și gravitaționale, există câteva diferențe importante.

1. Se aplică interacțiunile electromagnetice nu poate fi, și doar corpul încărcat (cu sarcină electrică).

2. interacțiunea gravitationala - este întotdeauna atragerea de un corp la altul. interacțiunile electromagnetice pot fi atât atracție și repulsie.

3. Interacțiunea electromagnetică este mult mai intensă gravitate. De exemplu, forța de respingere electrică a electronilor în cele două ori mai mare decât forța de atracție gravitațională unul de altul.

Fiecare organism încărcat are o anumită cantitate de sarcină electrică. sarcină electrică - o cantitate fizică care determină puterea de interacțiunea electromagnetică dintre natura obiectelor. Unitatea de încărcare este pandantiv (Cl).

Deoarece interacțiunea gravitațională este întotdeauna atractiv, masele de toate corpurile sunt non-negativ. Dar taxa nu este cazul. Două tipuri de interacțiune electromagnetică - atracției și repulsie - convenabil descrisă prin introducerea a două tipuri de sarcini electrice: pozitive și negative.

Taxele de diferite semne sunt atrasi unul de altul, și taxele de diferite semne sunt respinse una de alta. Acest lucru este ilustrat în Fig. 1; suspendate pe fire de mărgele taxe de semn, fie comunicate.

Fig. 1. Interacțiunea dintre cele două tipuri de taxe

Expresia ubicuă forțelor electromagnetice datorită faptului că atomii oricăror particule încărcate sunt prezente: în nucleul unui atom sunt încărcate pozitiv protoni, iar pe orbite în jurul nucleelor ​​muta incarcate negativ electroni.

Acuzațiile protonul și electronul sunt egale în mărime, iar numărul de protoni din nucleu este egal cu numărul de electroni pe orbita și, prin urmare, se pare că atomul global este electric neutru. Acesta este motivul pentru care, în condiții normale, nu observăm influența electromagnetice de la organele din jur: taxa totală a fiecăruia dintre ele este egal cu zero, iar particulele încărcate sunt distribuite uniform peste volumul corpului. Dar, în caz de încălcare a neutralității electrice (de exemplu, ca urmare a electrificării), organismul începe imediat să acționeze asupra particulelor încărcate din jur.

De ce există două tipuri de sarcină electrică, mai degrabă decât un alt număr, nu se cunoaște în prezent. Putem spune doar că acceptarea acestui fapt ca un primar oferă o descriere adecvată a interacțiunilor electromagnetice.

taxa de protoni este CI. Taxa de electroni este în semn opus și egal cu Kl. valoare

Se numește taxa elementară. Acest lucru este minim taxa posibil: particule libere cu o cantitate mai mică de încărcare în experimente nu au fost găsite. Fizica nu poate explica de ce natura încă are cea mai mica taxa si de ce valoarea sa este după cum urmează.

Încărcați orice organism întotdeauna constă dintr-un număr întreg de cheltuieli elementare:

În cazul în care. corpul are o cantitate în exces de electroni (în comparație cu numărul de protoni). Dacă 0 „style =» vertical-align: -20%; »class =» tex »alt =» „/> dimpotrivă, corpul electroni îi lipsesc: protoni mai mult ..

Pentru corpul macroscopic cu condiția influență electrică asupra altor organisme, este necesar să se electriza. Electrificarea - o încălcare a neutralității electrice a corpului sau a părților acestuia. Ca rezultat al corpului de electrificare devine capabil de interacțiuni electromagnetice.

O modalitate de a electrifica corpul - lasa-l sarcină electrică, care este de a realiza în acest corp de cheltuieli suplimentare de același semn. Este ușor de a face cu ajutorul de frecare.

Astfel, prin frecarea o baghetă de sticlă, cu o parte de mătase sarcinii sale negative se duce la mătase. Ca rezultat, încărcat pozitiv bagheta și de mătase - negativ. Dar, prin frecare porțiune bagheta lână abanos de taxe se mută negative din lână pe un stick: un stick este încărcată negativ, și lână - pozitiv.

Această metodă se numește electrificare electrizării corpurilor prin frecare. Cu electrificarea de frecare vă confruntați de fiecare dată când fotografiați un pulover peste cap ;-)

Un alt tip de electrificare numit inducție electrostatică. sau prin influența electrificare. În acest caz, taxa totală a corpului rămâne zero, dar este redistribuit astfel încât taxele pozitive sunt acumulate, în alte zone ale corpului - negativ.

Fig. 2. inducție electrostatică

Să ne uităm la Fig. 2. La o oarecare distanță de corpul metalic este încărcat pozitiv. Aceasta atrage sarcina negativa din metal (electroni liberi) se acumulează pe taxa cea mai apropiată de zonele de suprafață a corpului. Pe site-urile îndepărtate rămân sarcini pozitive necompensate.

În ciuda faptului că taxa totală a corpului de metal rămâne la zero, corpul a fost separarea spațială. Dacă acum corpul este împărțit de-a lungul liniei punctate, jumătatea din dreapta va fi încărcat negativ, iar stânga - un rezultat pozitiv.

Uita-te la corpul de electrificare poate utiliza electroscopului. electroscop simplă este prezentată în Fig. 3 (imagine de la site-ul en.wikipedia.org).

Fig. 3. Electroscopul

Ce se întâmplă în acest caz? coli încărcate Pozitiv (de exemplu, pre-ras) este adus la electroscopului pe disc și colectează-l pe o sarcină negativă. Mai jos, pe glisierele mobile electroscop rămân sarcini pozitive necompensate; împingând în afară frunzele în direcții diferite. Dacă eliminați stick-ul, apoi se încarcă înapoi în locul și frunzele cad din nou.

Fenomenul de inducție electrostatică în scara mare observate în timpul furtunilor. Fig. 4 vom vedea care rulează deasupra solului thundercloud.

Fig. 4. Tarifarea thundercloud terenurilor

În interiorul bucăților de nori de gheață sunt diferite dimensiuni, care sunt amestecate fluxuri de aer ascendenți se ciocnesc unele cu altele și sunt electrificate. Astfel, se pare că sarcina negativă acumulată și partea de sus în jos de nori - pozitiv.

încărcat negativ partea de jos nori conduce la o suprafață de dedesubt a taxelor de teren de semn pozitiv. Există un condensator gigant cu tensiune extraordinară între nor și sol. Dacă această tensiune este suficientă pentru descompunerea întrefier, descărcarea va avea loc - un fulger bine-cunoscut tine.

Revenind la exemplul de electrificare frecare - bastoane frecare pânză. În acest caz, lipi o bucată de pânză și să devină egale în mărime și sarcini opuse. taxa lor net este zero, atât înainte de interacțiune, și rămâne egală cu zero după interacțiunea.

Vedem aici legea conservării taxa. care prevede după cum urmează: într-un sistem închis de organisme suma algebrică a taxelor rămâne neschimbat în toate procesele care au loc cu aceste organisme:

organisme sistem de închidere înseamnă că aceste organisme pot face schimb de taxe doar una de alta, dar nu la orice alte obiecte externe la sistem.

Electrificarea bastoane de conservare de încărcare surprinzător nu este cât de multe particule încărcate a luat un băț - aceeași sumă-l pe o bucată de pânză (sau invers). Ceea ce este surprinzător este faptul că procesele mai complexe care implică transformări reciproce ale particulelor elementare și modificarea numărului de particule încărcate în sistem, taxa totală este încă păstrată!

De exemplu, în Fig. 5 arată procesul. în care porțiunea radiației electromagnetice (așa-numitul foton) este transformat în două particule încărcate - electroni și pozitroni. Un astfel de proces este posibil, în anumite circumstanțe - de exemplu, într-un câmp electric al unui nucleu atomic.

Fig. 5. Nașterea pereche electron-pozitron

Pozitroni taxă egală în valoare absolută a taxei de electroni și în semn opus. Legea conservării taxa se face! Într-adevăr, la începutul procesului am avut un foton, a cărui sarcină este egală cu zero, iar în cele din urmă am primit două particule cu sarcină totală zero.

Legea conservării de încărcare (împreună cu existența celui mai mic sarcina elementară) este de departe faptul științific primar. Explicați de ce natura se comportă în acest fel, și nu altfel, fizicienii nu este încă posibilă. Putem doar să tragem concluzia că aceste fapte sunt confirmate de numeroase experimente fizice.

Sunați-ne: 8 (800) 775-06-82 (apel gratuit în România) +7 (495) 984-09-27 (apel gratuit de la Moscova)

Sau faceți clic pe „Aflați mai multe“ pentru a completa formularul de contact. Vă vom suna cu siguranță înapoi.