Електричне поле точкових зарядів
Електромагнітним полем (ЕМП) називається особлива форма матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія між електрично зарядженими тілами (електромагнітне взаємодія).
Електричним полем (ЕП) називається приватна форма ЕМП, що виявляється в тому, що в області простору, що оточує електрично заряджений об'єкт, на інший заряджений об'єкт діє сила, яка не залежить від швидкості руху об'єктів і звана електричної (кулоновской).
Джерелом ЕП є електрично заряджені об'єкти.
Зарядом (електричним) називається особлива характеристика об'єкта, що визначає його здатність створювати ЕП та взаємодіяти з ЕП. Часто для скорочення тексту «зарядом» називають заряджену частку, а «точковим зарядом» - матеріальну точку, що має електричний заряд.
Основні властивості електричного заряду (як характеристики об'єкта):- Заряд інваріантний - його величина однакова при вимірюванні в будь-якій інерційній системі відліку (іноді для стислості кажуть «заряд не залежить від швидкості»).
- Заряд зберігається - сумарний заряд ізольованої системи тіл не змінюється.
- Заряд аддитивен - заряд системи тел дорівнює сумі зарядів окремих тел.
- Заряд дискретний - заряд будь-якого тіла за величиною кратний мінімального заряду, який позначається символом е і дорівнює 1,6 # x2219; 10 -19 Кл.
- Існують заряди двох різних «сортів». Заряди одного «сорти» названі позитивними, а іншого «сорту» - негативними. Однойменні (одного «сорти») заряди відштовхуються, а різнойменні - притягуються.
Якщо поблизу однієї зарядженої частинки (далі позначається як Q 1), розташованої на початку координат в вакуумі, буде знаходитися друга зарядженачастка (заряд Q 2), то на другий заряд буде діяти електрична (кулоновская) сила. обумовлена законом Кулона:
де - радіус-вектор точки спостереження, - одиничний радіус-вектор, спрямований в точку розташування другого заряду, - електрична постійна, ε - діелектрична проникність середовища.
Напруженість електричного поля - характеристика силового впливу ЕП на заряд. Напруженість ЕП, створюваного зарядом Q 1. є векторна величина, що позначається символом (Q 1) і визначається співвідношенням
Обчисліть і запишіть в табл. 2 і 3 значення всіх характеристик.
Побудуйте на одному аркуші графіки (для кожного Q 1) залежно логарифма напруженості ЕП точкового заряду (2 графіка) і диполя (2 графіка) від логарифма відстані.
За точці перетину b i (див. Формули 1 і 2) кожного графіка з вертикальною віссю визначте електричну постійну, використовуючи для поля точкового заряду формулу