Электростатика. Закон Кулона.

Электрический заряд и элементарные частицы

Мягкова Л. В.

• Электродинамика изучает электромагнитное взаимодействие заряженных частиц.
• Электростатика – раздел электродинамики, изучающий взаимодействие неподвижных электрических зарядов.

Типы взаимодействий :

1. Гравитационное: существенный признак -проявление сил тяготения из-за наличия масс.

2. Электромагнитное: взаимодействие между заряженными телами.

3. Сильные и слабые: проявляются в малых масштабах - внутри атомов и ядер атомов.

Каким законом описывается гравитационное взаимодействие?

Пофантазируйте, что бы произошло, если бы существовали только силы притяжения?

Для существования тел стабильных размеров должны действовать силы отталкивания между частицами тела. Такими силами являются силы электромагнитного взаимодействия.

Сравнение гравитационного и электромагнитного взаимодействий

Гравитационное

Значение для Вселенной

Электромагнитное

Тип

взаимодействия

Частицы, участвующие во взаимодействии

Упорядоченность

расположения

небесных тел

Сохранение структуры

вещества

Притяжение

Притяжение и

отталкивание

Все, имеющие массу

Заряженные

Электрический заряд

• Способность частиц к электромагнитному взаимодействию характеризует электрический заряд.
• Электрический заряд - физическая величина, определяющая силу электромагнитного взаимодействия.

Шарль Огюстен Кулон ( 1736-1806) французский инженер и физик, основоположник электростатики

Посмотрите анимацию и объясните происходящее.

Электрический заряд дискретен

• Дискретность электрического заряда была доказана опытами Абрама Фёдоровича Иоффе и Роберта Милликена в 1909 году.

Электризация

• При электризации заряжаются оба тела, в ней участвующие.
• Электризация - это процесс получения электрически заряженных тел из электронейтральных.
• Степень электризации тел в результате взаимного трения характеризуется значением и знаком электрического заряда, полученного телом.

Схема образования ионов

Причины электризации

• При электризации одни вещества отдают электроны, а другие их присоединяют.
• Различие энергии связи электрона с атомом в различных веществах.

Энергия связи электрона с атомами вещества

Каучук

Сера

Резина

Медь

Янтарь

Дерево

Хлопок

Кожа человека

Шёлк

Мех (кошки)

Кварц

Шерсть

Слюда

Мех (кролика)

Асбест

• Вопрос : Определите знак заряда на дереве после того, как о него потрётся кошка, используя таблицу «Энергия связи электрона с атомами вещества»

Суммарный заряд атома или молекулы складывается из зарядов протонов и электронов, входящих в их состав.

Q=ne,

n – целое число

• Заряды рождаются и исчезают попарно: сколько родилось(исчезло) положительных зарядов, столько родилось (исчезло) и отрицательных. В этом суть закона сохранения электрического заряда.

Закон сохранения зарядов

• Заряд можно сообщить телам различными способами. Но сумма зарядов остаётся неизменной.
• Вывод : В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов остается неизменной.

Польза электризации

Отрицательные ионы полезны для здоровья

Вред электризации

Закон Кулона – закон взаимодействия двух точечных зарядов

Точечные заряды – заряженные тела, размеры которых во много раз меньше расстояния между ними ( ни форма, ни размеры заряженных тел не влияют на их взаимодействие)

Закон Кулона открыт экспериментально

Упругая проволока

Стержень

Противовес

Стеклянная палочка

Металлические шарики

Закон Кулона

Силы взаимодействия точечных неподвижных зарядов

прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и

обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними

Силы взаимодействия между точечными зарядами - центральные

Закон Кулона

Два заряженных тела несущих каждое заряд 1 Кл и расположенных на расстоянии 1 м , отталкивались бы друг от друга с силами равными Н

- электрическая постоянная