Справочник по физике для поступающих в ВУЗы - Гаевой А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Пользуясь электроскопом, можно выяснить, как изменяется поверхностная плотность зарядов для различных точек поверхности проводника. Прикасаясь к различным частям заряженного проводника маленьким металлическим шариком, укрепленным на ручке из какого-нибудь непроводящего вещества, н предавая заряд шарика электроскопу, можно установить следующие закономерности распределения зарядов на поверхности проводника.
1. Если тело представляет собой полый металлический шар, то заряды равномерно распределяются на внешней поверхности шара; на внутренней поверхности шара заряд равен нулю.
2. Если поверхность проводника плоская, то заряды распределяется на ней равномерно..
3. Если поверхность проводника не плоская, а имеет выпуклые ft вогнутые места, то поверхностная плотность зарядов больше на выпуклых местах и меньше на вогнутых.
4. Максимальной плотность зарядов будет на острие проводника. Задача. Полому_ металлическому шару радиусом R-5 см
сообщен заряд q = 10 "к. Определить поверхностную плотность зарядов на внутренней я внешней поверхности.
Решение. Поверхностная плотность зарядов на внутренней поверхности шара равна нулю. Для внешней поверхности получим (весь заряд распределяется на ней):
§ 78. Явление электростатической индукции
Производя опыты с электроскопом, можно наблюдать следующие явления. Если к шарику электроскопа поднести какое-либо заряженное тело, то прежде чем оно прикоснется к шарику, листочки электроскопа разойдутся, т. е. электроскоп зарядится. Однако если к электроскопу не прикасаться, то его заряд обнаруживается лишь тогда, когда заряженное тело находится вблизи электроскопа, и исчезает одновременно с удалением заряженного тела.
Следовательно, близость заряженного тела влияет на электрическое состояние другого тела.
Рассмотренное явление называется электростатической индукцией, или электризацией через влияние.
Через влияние всегда возбуждаются одновременно заряды противоположных внаков, яо в одинаковых количествах. Оба наведенных заряда сявва взаимно нейтрализуются при удалении влияющего тела А (рис. 52, в). Однако если до удаления заряженного тела А
разделить проводник В на две части (рис. 52,6), то заряды на лих сохранятся и после удаления заряженного тела А.
Явление электростатической индукции объясняется следующим образом. В проводнике В имеются заряды обоих знаков. При поднесении положительно заряженного тела А свободные электроны, которые имеются в проводнике В,^притягиваются к телу А н перемещаются к одному концу, на Другом же конце оказывается (в результате этого перемещения) недостаток электронов.
Поэтому на концах проводника В возникают заряды разных знаков. Прн удалении заряженного тела А на заряды в проводнике В перестают действовать внешние силы, заряды «перемешиваются», нейтрализуются, и весь проводник В снова становится нейтральным.
Если же проводник В разделить на две части до того, как тело А будет удалено, то заряды уже не смогут «перемещаться», и обе- разделенные части проводника В останутся заряженными, причем заряды на них .будут противоположных знаков.
§ 79. Электрическое поле.
Напряженность электрического поле
Пусть в некоторой точке пространства находится электрический заряд q. Поместим на некотором расстоянии от него в точке А другой заряд <70. Прн этом полагаем заряд столь малым, что он не изменяет ни величины, ни положения заряда q. Этот заряд назовем пробным. Тогда пробный заряд испытывает либо силу притяжения, либо силу отталкивания, в зависимости от его знака.
Опыт показывает, что величина силы, действующей иа пробный заряд, зависит от положения точки А относительно заряда д. Эта сила будет меняться прн перемещении пробного заряда из одной точки пространства в другую. Еслн в точках пространства около заряда q поместить пробный заряд <?„ и этот заряд будет испытывать действие силы, то говорят, что в этом пространстве существует электрическое поле, созданное зарядом q.
Электрическое поле материально. Оно является определенной формой материи, характеризующейся тем, что в каждой точке поля на заряд <7о> помещенный в'эту точку, действует электрическая сила. Различные поля (например, электрическое или поле силы тяжести) и вещества представляют собой две основные формы материи — поле и вещество.
Заряд q, который создает электрическое поле, называется источником поля. Силовой характеристикой .поля в каждой его топке является величина, называемая напряженностью алектртеского поля.
Рассмотрим точечный электрический заряд q, будем вносить в поле, создаваемое нм, пробный заряд q„. На этот пробный заряд дей-
164
стнуеі сила F, разная для различных точек поля. Согласно закону Кулона, сила F пропорциональна величине пробного заряда <j„. Если же взять отношение силы к величине этого заряда, то величина —уже не зависит от выбора пробного заряда н характеризует электрическое
У?
поле в той точке, где находится пробный заряд. Величина — есть , Чв
напряженность поля. Итак, напряженностью электрического поля называется физическая величина, характеризуемая силой, действующей на единицу положительного заряда, помещенного в данную точку электрического поля.
