ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ В ЭФИРНОЙ ТЕОРИИ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Яловенко Сергей Николаевич
Рассматривается природа электрического заряда и взаимодействие зарядов . Производится расширение классической физики зарядов за счѐт введения направленности при взаимодействии электрических зарядов . Объясняется валентность электронов. С единой позиции объясняются три электромагнитных взаимодействия.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Яловенко Сергей Николаевич
Вывод закон всемирного тяготения из закона сохранения энергии.
ВЫВЕДЕНИЕ ЗАКОНА ГРАВИТАЦИИ
ВЫВОД ЗАКОНА КУЛОНА.
DERIVATION OF COULOMB’S LAW. MAGNETIC FIELD THEORY
Черный предел. Электрический заряд и гравитация
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
THE INTERACTION OF ELECTRIC CHARGES IN THE ETHER THEORY
The nature of the electric charge and the interaction of charges are considered. The expansion of the classical physics of charges is carried out due to the introduction of directionality in the interaction of electric charges. The valence of electrons is explained. Three electromagnetic interactions are explained from a single point of view
Текст научной работы на тему «ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ В ЭФИРНОЙ ТЕОРИИ»
УДК: 530.18 (УДК 53.01)
ГРНТИ: 29.05.19 (Фундаментальная физика)
Яловенко Сергей Николаевич Yalovenko Sergey Nikolaevich
Кандидат технических наук Candidate of Technical Sciences Харьковский национальный университет радиоэлектроники Kharkiv National University of Radio Electronics
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ В ЭФИРНОЙ
THE INTERACTION OF ELECTRIC CHARGES IN THE ETHER THEORY
Аннотация: Рассматривается природа электрического заряда и взаимодействие зарядов. Производится расширение классической физики зарядов за счёт введения направленности при взаимодействии электрических зарядов. Объясняется валентность электронов. С единой позиции объясняются три электромагнитных взаимодействия.
Abstract: The nature of the electric charge and the interaction of charges are considered. The expansion of the classical physics of charges is carried out due to the introduction of directionality in the interaction of electric charges. The valence of electrons is explained. Three electromagnetic interactions are explained from a single point of view.
Ключевые слова: электрический заряд, сила кулона и лоренца, валентные заряды, заряд, взаимодействие зарядов.
Key words: electric charge, coulomb and lorentz force, valence charges, charge, interaction of charges.
Мы цивилизация электричества, но что такое электромагнитное поле, что такое заряд мы не знаем, мы знаем только их появления и их свойства. Попробуем разобраться с этим с помощью эфирной теории и сформировать образы облегчающие понимание этих явлений. Восстановим последовательность экспериментальных и логических рассуждений.
В предыдущих работах авторах [5-9] при исследовании и расширении теории относительности рис. 1 следовало, что наш трёхмерный мир состоит из двумерного мира (из плоских водоворотов).
Рис. 1. Расширение теории относительности
В водоворотной эфирной теории поступательного движения не
существует, так как поступательное движение подразумевает возможность
остановки или исчезновения движения, что невозможно, так как существует
только передача и преобразования энергий. Поступательное движение на
микро-уровне, выглядит как передача момента движения, как передача
вращения (момента вращения) от одного элемента вращающейся среды (эфира)
к другому. Остановка движения, означает исчезновение энергии, что нарушает
основной закон сохранения и взаимопревращения энергии — закон сохранения.
Поступательного движения не существует, существует только передача
вращающегося движения (момента вращательного движения), которое на
макро-уровне выглядит или кажется поступательным движением — это как тело
выглядит сплошным, а в действительности состоит из дискретных атомов и
(условной) пустоты между ними. «Всё не так, как кажется». Данный подход
объясняет, почему наш трёхмерный мир состоит из вращающихся плоскостей или водоворотов двумерного мира. Любое вращающее тело можно представить суммой вращающихся плоскостей, поэтому наш трехмерный мир состоит из вращающихся плоскостей двумерного мира или наш трехмерный мир состоит из двумерного мира. Поэтому, выражение: «масса покоя», с физической точки зрения неверно, так как масса — это анергия, а энергия — это движение, а не покой.
Иногда спрашивают, что такое электрон волна или частица? Правильный ответ: электрон — это водоворот электромагнитной волны, который обладает свойствами волны и частицы, а также массой покоя или правильнее сказать моментом вращения свёрнутой в водоворот волны, под которым мы понимаем массу покоя.
Вещество и антивещество — это водовороты, закрученные в разные (противоположные) стороны, при взаимодействии (столкновении), такие водовороты уничтожаются (аннигилируют). Напомним, что гравитация — это взаимодействие суммы двух групп водоворотов (двумя массами), где у суммарного водоворота отсутствует вращательный момент, нет вращения присущего одному водовороту, так как он компенсируется другими водоворотами. Аналогично и для зарядов, тело нейтрально, так как заряд компенсируется другими зарядами.
И так наш трёхмерный мир состоит из двумерного мира, из двумерных водоворотов, образующихся при столкновении квантов света на флуктуациях (неоднородностях) эфира, где поступательная энергия эфира преобразуется во вращательную энергию водоворота (эфироворота). Двухмерный мир в свою очередь состоит из одномерного мира или вращающихся спиралек или пружинок, которые схематично можно представить одномерными отрезками. На простой вопрос: «Почему плоскости Е и Н электромагнитной волны расположены под углом 90 градусов» даётся простой ответ: «Потому, что
наклон спиралей (пружинок) под углом 45 градусов, и они передают вращательный момент под этим углом другой спирали», что изображено на рис. 2. В механике известно, что бы шестеренки передавали движение шаг и наклон зубьев должны совпадать.
Рис. 2. Механическая модель электромагнитной волны
Водоворот сворачивает и растягивает синусоиду как показано на рис. 3, 4.
Рис. 4. Распределение электромагнитного заряда водоворотом
В результате сворачивания и растягивания синусоиды, последний полупериод синусоиды растягивается на бесконечность (рис. 5, 6, 7) — это и есть заряд электромагнитной частицы, получающийся из электромагнитной волны.
Рис. 5. Растягивание электромагнитной волны водоворотом
Рис.6. Модель электрона
зона 1 I . н /?2 ~ зона 2 совпадения зона 3
.ч»//у [«>,, К > (ал 1 /г у зона сильного взаимодействия /Л А — 1 / \ Л Л Л Л ЛЛ 2 я. » 1″ в» 3 г 12»;
1 зона слабого взаимодействия Л Л л . ! ‘111(11111 ГТ*.» 2 ч -__~ л —- 3 г-
(ля + /?)2 Е(Ю = Я г» Р! 0 1л 1 Щ=Ш — ‘ г 20г,
Рис. 7. Формирование заряда водоворотом
Если в поле (частицы) этого электромагнитного водоворота поместить электрон, то можно обнаружить, что он будут притягиваться или отталкиваться в зависимости от направления водоворота вследствие действия силы Лоренца рис 8. Следовательно, взаимодействие зарядов зависит не только от величины заряда но и от его направленности, что изображено на рис. 9.
Рис. 8. Притяжение и отталкивание заряда электромагнитным полем
Такое смещение, на микроуровне — это передача момента вращения, что приводит к смещению положения водоворота (притяжению или отталкиванию).
Рис. 9. Теория электрического заряда
Но как предать направленность заряду, ведь свободные заряду взаимодействуют по классической схеме (рис. 9)? Направленность предается за счёт направленного движения или запускания зарядов по проводникам, где они получают направленность рис. 10, 11. В первом случае — это интерпретируется нами как сила Лоренца, во втором случае как взаимодействие проводников.
Рис. 10. Взаимодействие зарядов и валентность
Рис. 11. Механическая модель взаимодействия зарядов
Из за притяжения электронов в следствии их направленности они могут образовывать электронные пар рис. 12, вследствие чего они могут находится в ядре не разрушая его, в химии их называют валентными электронами.
Вращение электронов вокруг общего центра
Рис. 12. Валентные электроны
Таким образов водоворотное и эфирное представление устраняет противоречия нахождения электрона в ядре и дает логическое и образное представление об электрическом заряде и его электромагнитной природе.
Механическая модель электрона и его взаимодействия поясняется и представлена рис. 13 и рассматривалась подробно в работах [5-9].
Рис. 13. Механическая модель взаимодействия электрических зарядов
Электромагнитное водоворотное представление позволяет объединить и рассматривать все электромагнитные явления с единой позиции — с позиции взаимодействия водоворотов или взаимодействия растянутой ими хвоста электромагнитной волны, которая отвечает за заряд частицы (материи) (рис. 14).
Это всё взаимодействие водоворотов
Рис. 14. Объединение электромагнитных взаимодействий
В процессе развития науки мы рассматривали физические явления с позиции: молекул, атомов, электронов и протонов. В водоворотной теории электроны и протоны — это электромагнитная волна свёрнутая водоворотом и дальнейшее расширение наших взглядов на физические явления происходит с позиции плоских водоворотов и их взаимодействия, а также созданных ими эфирных электромагнитных полей.
1. Лоренц Г.А. Теория электронов. М.: ГИТТЛ, 1953. 470 с.
2. Пуанкаре А. Избранные труды, том.1. М.: Наука, 1971. 772 с.
3. Эйнштейн А. Теория относительности. М.: Научно-издательский центр «Регулярная и хаотическая динамика», 2000. 772 с.
4. Ацюковский В.А. Общая эфиродинамика. Моделирование структур вещества и полей на основе представлений о газоподобном эфире. М.: Энергоатомиздат, 1990. 277 с.
5. Яловенко С.Н. Чёрный предел. Теория относительности: новый взгляд. Харьков. ТОВ издательство «Форт», 2009. 66 с.
6. Яловенко С.Н. Фундаментальная физика. Продолжение теории относительности. Научное издание. LAP LAMBERT Academic Publishing. Саарбрюккен, Германия. 2013. 180 с.
7. Яловенко С.Н. Эфирная теория относительности. Гравитация. Заряд». Харьков. Научное издание. Издательство «ЛИДЕР». 2015. 268 с.
8. Яловенко С.Н. Гравитация как сумма плоских экспоненциальных водоворотов. Расширение фундаментальных законов физики. Научное издание. LAP LAMBERT Academic Publishing. Саарбрюккен, Германия. 2016. 321 с.
9. Яловенко С. Н. Расширение теории относительности, гравитации и электрического заряда. Научное издание. LAP LAMBERT Academic Publishing .Саарбрюккен, Германия. 2018. 424 с.
10. Вавило С.И. Экспериментальные основания теории относительности Собр. соч. Т. 4. М.: Издательство АН СССР. 1956. С. 9-110.
11. Франкфурт У.И: Оптика движущихся тел. М.: Наука, 1972. С. 212
12. Миллер Д.К. Эфирный ветер. Т. 5. М.: Успехи физических наук, 1925. С. 177-185.
Что можно сказать об электрическом взаимодействии
12. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда
Законы взаимодействия атомов и молекул удается понять и объяснить на основе знаний о строении атома, используя планетарную модель его строения. В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются по определенным орбитам отрицательно заряженные частицы. Взаимодействие между заряженными частицами называется электромагнитным.
Интенсивность электромагнитного взаимодействия определяется физической величиной — электрическим зарядом, который обозначается 
. Единица электрического заряда — кулон (Кл). 1 кулон — это такой электрический заряд, который, проходя через поперечное сечение проводника за 1 с, создает в нем ток силой 1 А. Способность электрических зарядов как к взаимному притяжению, так и к взаимному отталкиванию объясняется существованием двух видов зарядов. Один вид заряда назвали положительным, носителем элементарного положительного заряда является протон. Другой вид заряда назвали отрицательным, его носителем является электрон. Элементарный заряд равен 
.
Заряд частицы всегда представляется числом, кратным величине элементарного заряда.
Полный заряд замкнутой системы (в которую не пходят заряды извне), т. е. алгебраическая сумма зарядов всех тел, остается постоянным: . Электрический заряд не создается и не исчезает, а только переходит от одного тела к другому. Этот экспериментально установленный факт называется законом сохранения электрического заряда. Никогда и нигде в природе не возникает и не исчезает электрический заряд одного знака. Появление и исчезновение электрических зарядов на телах в большинстве случаев объясняется переходами элементарных заряженных частиц — электронов — от одних тел к другим.
Электризация — это сообщение телу электрического заряда. Электризация может происходить, например, при соприкосновении (трении) разнородных веществ и при облучении. При электризации в теле нозникает избыток или недостаток электронов.
В случае избытка электронов тело приобретает отрицательный заряд, в случае недостатка — положительный.
Законы взаимодействия неподвижных электрических зарядов изучает электростатика.
Основной закон электростатики был экспериментально установлен французским физиком Шарлем Кулоном и читается так: модуль силы взаимодействия двух точечных неподвижных электрических зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению величин этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними:
и 
— модули зарядов, 
— расстояние межд ними, 
— коэффициент пропорциональности, который зависит от выбора системы единиц, в СИ 
.
Величина, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия зарядов в вакууме больше, чем в среде, называется диэлектрической проницаемостью среды . Для среды с диэлектрической проницаемостью закон Кулона записывается следующим образом:
принято записывать следующим образом: 
, где 
— электрическая постоянная. Она численно равна 
.
С использованием электрической постоянной закон Кулона имеет вид:
Кулоновская сила направлена вдоль прямой, соединяющей заряженные тела. Она является силоЙ притяжения при разных знаках зарядов и силой отталкивания при одинаковых знаках зарядов.
1. Раскрывая физический смысл понятия напряженности электрического поля, абитуриенты правильно указывают на то, что силовое действие поля можно обнаружить с помощью заряда, вносимого в это поле (пробного заряда), но не все могут объяснить, почему проьный заряд должен быть достаточно малым.
Дело в том, что большой пробный заряд может внести изменения в исследуемое поле. Например, если заряды, создающие исследуемое поле, расположено на проводнике. то может случиться, что под воздействием электрического поля пробного заряда заряды проводника переместяться, что приведет к изменению их поля.
2. Поступающие плохо различают формулу, являющуюся определением напряженности поля:
, (1)
и формулы, устанавливающей связь напряженности с другими величинами. Дают, например, такое определение: напряженностью называется величина
раз, где 
— диэлектрическая проницаемость среды. Соответственно в раз уменьшается и сила взаимодействия точечных зарядов в однородном диэлектрике (в воде, например, в 81 раз).
Электрические взаимодействия
Цель урока: ознакомить учащихся с электрическими взаимодействиями; разъяснить им физический смысл закона сохранения заряда и закона Кулона.
Тип урока: урок изучения нового материала.
1. Взаимодействие наэлектризованных тел.
Изучение нового материала
1. Электрические взаимодействия.
2. Закон сохранения электрического заряда.
Закрепление изученного материала
1. Качественные вопросы.
2. Учимся решать задачи
ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА
Первые шаги к разгадке природы электричества были сделаны во время изучения электрических разрядов, которые возникают между разноименно заряженными телами. Такие разряды напоминают крошечную молнию.
Для того чтобы понять появление всех этих искр, ознакомимся с одним из электрических явлений. Возьмем пластмассовый гребешок или авторучку и проведем ею несколько раз по сухим волосам или шерстяному свитеру. Как не странно, но после такого простого действия пластмасса приобретет нового свойства: начнет притягивать мелкие кусочки бумаги, другие легкие предметы и даже тонкие струйки воды.
Из выполненных опытов и наблюдений можно сделать вывод:
Ø явления, в которых тела приобретают свойства притягивать другие тела, называют электризацией.
В XVII веке немецкий ученый Отто фон Герике обнаружил, что электрическая взаимодействие может быть не только притягуванням, но и отталкиванием. В начале XVIII века французский ученый Шарль Дюфе объяснил притяжение и отталкивание наэлектризованных тел существованием двух типов электрических зарядов:
Ø если тела имеют электрические заряды того же типа, они отталкиваются, а если разных типов, то притягиваются.
Тела, имеющие способность к электрических взаимодействий, называют наелектризованими. Если наэлектризованное тело, говорят, что оно имеет электрический заряд.
Ø Электрический заряд — это физическая величина, характеризующая интенсивность электромагнитных взаимодействий тел или частиц.
Заряды разных типов назвали положительными и отрицательными. Электрический заряд наэлектризованной стеклянной палочки, потертой о шелк, назвали положительным, а заряд ебонітової палочки, потертой о мех, — отрицательным.
Тела, не имеющие электрического заряда, называют незаряженными, или электрически нейтральными. Но иногда и такие тела обладают способностью к электрическим взаимодействиям.
Во время электризации тело потеряло часть своих электронов, заряжается положительно, а тело приобрело лишних электронов — отрицательно. Общее же количество электронов в этих телах остается неизменной.
При электризации тел выполняется очень важный закон — закон сохранения заряда:
Ø в электрически изолированной системе тел алгебраическая сумма зарядов всех тел остается неизменной.
Этот закон не утверждает, что суммарные заряды всех положительно заряженных и всех отрицательно заряженных частиц должны каждый отдельно храниться. Во время ионизации атома в системе образуются две частицы: положительно заряженный ион и отрицательно заряженный электрон. Суммарные положительный и отрицательный заряды при этом увеличиваются, же полный электрический заряд остается неизменным. Нетрудно увидеть, что всегда сохраняется разница между общим числом всех положительных и отрицательных зарядов.
Закон сохранения электрического заряда выполняется и тогда, когда заряженные частицы испытывают превращения. Так, во время столкновения двух нейтральных (не имеют электрического заряда) частиц могут рождаться заряженные частицы, однако алгебраическая сумма зарядов порожденных частиц при этом равна нулю: вместе с положительно заряженными частицами рождаются и отрицательно заряженные.
Французский ученый Шарль Кулон исследовал, как зависит сила взаимодействия между заряженными телами от значений зарядов тел и от расстояния между ними. В своих опытах Кулон не учитывал размеры тел, которые взаимодействуют.
Заряд, помещенный на теле, размеры которого малы по сравнению с расстояниями до других тел, с которыми оно взаимодействует, называют точечным зарядом.
Закон Кулона, открытый 1785 p., количественно описывает взаимодействие заряженных тел. Он является фундаментальным законом, то есть установленный с помощью эксперимента и не вытекает ни из какого другого закона природы.
Ø Неподвижные точечные заряды q1 и q2 взаимодействуют в вакууме с силой F, прямо пропорциональной модулям зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния r между зарядами:
Значение коэффициента пропорциональности k зависит от выбора системы единиц.
Единица электрического заряда в СИ названа в честь Кулона — это 1 кулон (Кл).
Коэффициент пропорциональности k в законе Кулона численно равна k = 9·109 Н·м2/Кл2. Физический смысл этого коэффициента заключается вот в чем: два точечных заряда по 1 Кл каждый, находятся на расстоянии 1 м друг от друга, взаимодействуют с силой, равной 9·109 Н.
ВОПРОС К УЧАЩИМСЯ В ХОДЕ ИЗЛОЖЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА
1. Как можно определить, заряженные тела?
2. В каких случаях заряженные тела притягиваются, а в каких — отталкиваются?
3. При каких условиях выполняется закон сохранения электрического заряда?
4. От чего зависит электрическая сила взаимодействия заряженных тел?
5. В чем сходство и различие закона всемирного тяготения и закона Кулона?
1. Почему притяжение кусочков бумаги натертым расческой нельзя объяснить действием сил тяжести, упругости и веса?
2. Зависит ли сила электрического взаимодействия от расстояния между заряженными телами? Подтвердите ваш ответ примером.
3. С помощью какого опыта можно проиллюстрировать закон сохранения электрического заряда?
4. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов при увеличении каждого заряда в 3 раза, если расстояние между ними уменьшить в 2 раза?
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА
1. Как взаимодействуют между собой:
а) две эбонитовые палочки, натертые мехом;
б) ебонітова палочка, натертая мехом, и стеклянная палочка, натертая шелком?
2. Можно ли наэлектризовать эбонитовую палочку трением о эбонитовую пластинку?
3. Две одинаковые металлические шарики, заряженные равными по модулю, но разноименными зарядами. После соприкосновения шариков их вернули в первоначальное положение. Во сколько раз изменилась сила взаимодействия?
4. Две одинаковые металлические шарики с зарядами q и 3q расположены на расстоянии, которое намного превышает радиусы шариков. После соприкосновения шариков их вернули в первоначальное положение. Во сколько раз изменилась сила электрического взаимодействия между шариками?
1. Почему электрическое отталкивание обнаружили почти через две тысячи лет после того, как было обнаружено притяжения?
Два тела испытывают электрического притяжения, если заряжен только одно из тел, причем зарядом любого знака. А электрическое отталкивание проявляет себя только тогда, когда оба тела заряжены, причем обязательно одноименно.
2. Когда с первой капельки миллиард электронов переместили на вторую, между ними возникла сила электрического взаимодействия. Сколько электронов необходимо переместить с первой капельки на вторую, чтобы эта сила увеличилась в 4 раза?
3. На каком расстоянии находятся друг от друга точечные заряды 4 и 6 нКл, если сила их взаимодействия равна 6 мН?
4. Сколько электронов надо «перенести» с одной пылинки на другую, чтобы сила кулоновского притяжения между порошинами на расстоянии 1 см равна 10 мкН? (Ответ: 2,1·109)
5. Заряды двух одинаковых маленьких металлических шариков равны q1 = -2 нКл и q2 = 10 нКл. После соприкосновения шариков их развели на предыдущую расстояние. Во сколько раз изменился модуль силы взаимодействия между ними?
Пусть расстояние между шариками равна r. Тогда модуль силы взаимодействия между ними изменился от 
к 
Здесь q- заряд каждого из шариков после соприкосновения. Согласно закону сохранения заряда 2q = q1 + q2. Следовательно, 
Ответ: уменьшился в 1,25 раза.
6. На шелковой нитке висят два заряженных шарика массой 20 мг каждая (см. рисунок). Модули зарядов шариков 1,2 нКл. Расстояние между шариками 1 см. Чему равна сила натяжения нити в точках А и В? Рассмотрите случаи одноименных и разноименных зарядов. (Ответ: сила натяжения нити в точке А равна 0,39 мН; В точке В для одноименных зарядов 0,33 мН, а для разноименных — 66 мкН.)
ЧТО МЫ УЗНАЛИ НА УРОКЕ
• Явления, в которых тела приобретают свойства притягивать другие тела, называют электризацией.
• Электрический заряд — это физическая величина, характеризующая интенсивность электромагнитных взаимодействий тел или частиц.
• В электрически изолированной системе тел алгебраическая сумма зарядов всех тел остается неизменной:
· Заряд, помещенный на теле, размеры которого малы по сравнению с расстояниями до других тел, с которыми оно взаимодействует, называют точечным зарядом.
· Неподвижные точечные заряды q1 и q2 взаимодействуют в вакууме с силой F, прямо пропорциональной модулям зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния r между зарядами:
Просмотр содержимого документа
«Электрические взаимодействия»
Электрическое поле. Электрический ток
Тема. Электрические взаимодействия
Цель урока: ознакомить учащихся с электрическими взаимодействиями; разъяснить им физический смысл закона сохранения заряда и закона Кулона.
Тип урока: урок изучения нового материала.
1. Взаимодействие наэлектризованных тел.
Изучение нового материала
1. Электрические взаимодействия.
2. Закон сохранения электрического заряда.
Закрепление изученного материала
1. Качественные вопросы.
2. Учимся решать задачи
ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА
1. Электрические взаимодействия
Первые шаги к разгадке природы электричества были сделаны во время изучения электрических разрядов, которые возникают между разноименно заряженными телами. Такие разряды напоминают крошечную молнию.
Для того чтобы понять появление всех этих искр, ознакомимся с одним из электрических явлений. Возьмем пластмассовый гребешок или авторучку и проведем ею несколько раз по сухим волосам или шерстяному свитеру. Как не странно, но после такого простого действия пластмасса приобретет нового свойства: начнет притягивать мелкие кусочки бумаги, другие легкие предметы и даже тонкие струйки воды.
Из выполненных опытов и наблюдений можно сделать вывод:
Ø явления, в которых тела приобретают свойства притягивать другие тела, называют электризацией.
В XVII веке немецкий ученый Отто фон Герике обнаружил, что электрическая взаимодействие может быть не только притягуванням, но и отталкиванием. В начале XVIII века французский ученый Шарль Дюфе объяснил притяжение и отталкивание наэлектризованных тел существованием двух типов электрических зарядов:
Ø если тела имеют электрические заряды того же типа, они отталкиваются, а если разных типов, то притягиваются.
Тела, имеющие способность к электрических взаимодействий, называют наелектризованими. Если наэлектризованное тело, говорят, что оно имеет электрический заряд.
Ø Электрический заряд — это физическая величина, характеризующая интенсивность электромагнитных взаимодействий тел или частиц.
Заряды разных типов назвали положительными и отрицательными. Электрический заряд наэлектризованной стеклянной палочки, потертой о шелк, назвали положительным, а заряд ебонітової палочки, потертой о мех, — отрицательным.
Тела, не имеющие электрического заряда, называют незаряженными, или электрически нейтральными. Но иногда и такие тела обладают способностью к электрическим взаимодействиям.
2. Закон сохранения электрического заряда
Во время электризации тело потеряло часть своих электронов, заряжается положительно, а тело приобрело лишних электронов — отрицательно. Общее же количество электронов в этих телах остается неизменной.
При электризации тел выполняется очень важный закон — закон сохранения заряда:
Ø в электрически изолированной системе тел алгебраическая сумма зарядов всех тел остается неизменной.
Этот закон не утверждает, что суммарные заряды всех положительно заряженных и всех отрицательно заряженных частиц должны каждый отдельно храниться. Во время ионизации атома в системе образуются две частицы: положительно заряженный ион и отрицательно заряженный электрон. Суммарные положительный и отрицательный заряды при этом увеличиваются, же полный электрический заряд остается неизменным. Нетрудно увидеть, что всегда сохраняется разница между общим числом всех положительных и отрицательных зарядов.
Закон сохранения электрического заряда выполняется и тогда, когда заряженные частицы испытывают превращения. Так, во время столкновения двух нейтральных (не имеют электрического заряда) частиц могут рождаться заряженные частицы, однако алгебраическая сумма зарядов порожденных частиц при этом равна нулю: вместе с положительно заряженными частицами рождаются и отрицательно заряженные.
Французский ученый Шарль Кулон исследовал, как зависит сила взаимодействия между заряженными телами от значений зарядов тел и от расстояния между ними. В своих опытах Кулон не учитывал размеры тел, которые взаимодействуют.
Заряд, помещенный на теле, размеры которого малы по сравнению с расстояниями до других тел, с которыми оно взаимодействует, называют точечным зарядом.
Закон Кулона, открытый 1785 p., количественно описывает взаимодействие заряженных тел. Он является фундаментальным законом, то есть установленный с помощью эксперимента и не вытекает ни из какого другого закона природы.
Ø Неподвижные точечные заряды q1 и q2 взаимодействуют в вакууме с силой F, прямо пропорциональной модулям зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния r между зарядами:
Значение коэффициента пропорциональности k зависит от выбора системы единиц.
Единица электрического заряда в СИ названа в честь Кулона — это 1 кулон (Кл).
Коэффициент пропорциональности k в законе Кулона численно равна k = 9·109 Н·м2/Кл2. Физический смысл этого коэффициента заключается вот в чем: два точечных заряда по 1 Кл каждый, находятся на расстоянии 1 м друг от друга, взаимодействуют с силой, равной 9·109 Н.
ВОПРОС К УЧАЩИМСЯ В ХОДЕ ИЗЛОЖЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА
1. Как можно определить, заряженные тела?
2. В каких случаях заряженные тела притягиваются, а в каких — отталкиваются?
3. При каких условиях выполняется закон сохранения электрического заряда?
4. От чего зависит электрическая сила взаимодействия заряженных тел?
5. В чем сходство и различие закона всемирного тяготения и закона Кулона?
1. Почему притяжение кусочков бумаги натертым расческой нельзя объяснить действием сил тяжести, упругости и веса?
2. Зависит ли сила электрического взаимодействия от расстояния между заряженными телами? Подтвердите ваш ответ примером.
3. С помощью какого опыта можно проиллюстрировать закон сохранения электрического заряда?
4. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов при увеличении каждого заряда в 3 раза, если расстояние между ними уменьшить в 2 раза?
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА
1). Качественные вопросы
1. Как взаимодействуют между собой:
а) две эбонитовые палочки, натертые мехом;
б) ебонітова палочка, натертая мехом, и стеклянная палочка, натертая шелком?
2. Можно ли наэлектризовать эбонитовую палочку трением о эбонитовую пластинку?
3. Две одинаковые металлические шарики, заряженные равными по модулю, но разноименными зарядами. После соприкосновения шариков их вернули в первоначальное положение. Во сколько раз изменилась сила взаимодействия?
4. Две одинаковые металлические шарики с зарядами q и 3q расположены на расстоянии, которое намного превышает радиусы шариков. После соприкосновения шариков их вернули в первоначальное положение. Во сколько раз изменилась сила электрического взаимодействия между шариками?
2). Учимся решать задачи
1. Почему электрическое отталкивание обнаружили почти через две тысячи лет после того, как было обнаружено притяжения?
Два тела испытывают электрического притяжения, если заряжен только одно из тел, причем зарядом любого знака. А электрическое отталкивание проявляет себя только тогда, когда оба тела заряжены, причем обязательно одноименно.
2. Когда с первой капельки миллиард электронов переместили на вторую, между ними возникла сила электрического взаимодействия. Сколько электронов необходимо переместить с первой капельки на вторую, чтобы эта сила увеличилась в 4 раза?
3. На каком расстоянии находятся друг от друга точечные заряды 4 и 6 нКл, если сила их взаимодействия равна 6 мН?
4. Сколько электронов надо «перенести» с одной пылинки на другую, чтобы сила кулоновского притяжения между порошинами на расстоянии 1 см равна 10 мкН? (Ответ: 2,1·109)
5. Заряды двух одинаковых маленьких металлических шариков равны q1 = -2 нКл и q2 = 10 нКл. После соприкосновения шариков их развели на предыдущую расстояние. Во сколько раз изменился модуль силы взаимодействия между ними?
Пусть расстояние между шариками равна r. Тогда модуль силы взаимодействия между ними изменился от 
к 
Здесь q- заряд каждого из шариков после соприкосновения. Согласно закону сохранения заряда 2q = q1 + q2. Следовательно, 
Ответ: уменьшился в 1,25 раза.
6. На шелковой нитке висят два заряженных шарика массой 20 мг каждая (см. рисунок). Модули зарядов шариков 1,2 нКл. Расстояние между шариками 1 см. Чему равна сила натяжения нити в точках А и В? Рассмотрите случаи одноименных и разноименных зарядов. (Ответ: сила натяжения нити в точке А равна 0,39 мН; В точке В для одноименных зарядов 0,33 мН, а для разноименных — 66 мкН.)
ЧТО МЫ УЗНАЛИ НА УРОКЕ
• Явления, в которых тела приобретают свойства притягивать другие тела, называют электризацией.
• Электрический заряд — это физическая величина, характеризующая интенсивность электромагнитных взаимодействий тел или частиц.
• В электрически изолированной системе тел алгебраическая сумма зарядов всех тел остается неизменной:
· Заряд, помещенный на теле, размеры которого малы по сравнению с расстояниями до других тел, с которыми оно взаимодействует, называют точечным зарядом.
· Неподвижные точечные заряды q1 и q2 взаимодействуют в вакууме с силой F, прямо пропорциональной модулям зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния r между зарядами:
Рів1 № 1.8; 1.9; 1.10; 1.11.
Рів2 № 1.31; 1.32; 1.34, 1.35.
Рів3 № 1.54, 1.55; 1.56; 1.57.
Что можно сказать об электрическом взаимодействии
УПС, страница пропала с радаров.
*размещая тексты в комментариях ниже, вы автоматически соглашаетесь с пользовательским соглашением
Вам может понравиться Все решебники
Бойцов, Шукуров
Рабочая тетрадь
Арсентьев, Данилов, Косулина
Вербицкая, Гаярделли, Редли
Котова, Лискова, Брызгалина
Сивоглазов
Сивоглазов, Сарычева
Александрова
Александрова, Загоровская, Богданов
©Reshak.ru — сборник решебников для учеников старших и средних классов. Здесь можно найти решебники, ГДЗ, переводы текстов по школьной программе. Практически весь материал, собранный на сайте — авторский с подробными пояснениями профильными специалистами. Вы сможете скачать гдз, решебники, улучшить школьные оценки, повысить знания, получить намного больше свободного времени.
Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.