Контрольні запитання

1. Що таке електричне поле ?

2. Перелічіть і поясніть основні властивості заряду.

3. Яка сила діє між зарядами?

4. Дайте визначення лінії напруженості електричного поля.

5. Запишіть закон Кулона.

6. Запишіть формулу для напруженості поля точкового заряду.

7. Сформулюйте принцип суперпозиції для електричного поля.

8. Що таке електричний диполь?

9. Запишіть і поясніть формулу дипольного (електричного) моменту.

Література

1. Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики. Т.: 2. – К.: “Техніка”, 2001.

2. Бушок Г.Ф. і ін. Курс фізики. Кн. 2. – К.: „Либідь”, 2001.

3. Лопатинський І.Є. Курс фізики. Фізика для інженерів. – Л.: „Бескид Біт”, 2002.

4. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: “Высшая школа”, 1990.

В-41 Вивчення руху електрона в електричному полі

Мета: ознайомитися з рухом електрона в електричному полі, визначити питомий заряд електрона.

Прилади і матеріали: програма комп’ютерної лабораторної роботи “Рух електрона в електричному полі”.

Теоретичні відомості

Електричний заряд – характеристика елементарних частинок, що визначає участь їх в електромагнітній взаємодії. Електричний заряд є мірою електромагнітної взаємодії заряджених об’єктів.

Існує два види електричних зарядів – їх умовно назвали позитивний (заряд протона) і негативний (заряд електрона). Елементарні частинки володіють електричним зарядом, який є кратним заряду , – його називають елементарним. Тому електричні заряди молекул і тіл мають дискретну природу – заряди частинок (тіл) кратні елементарному заряду.

Електричний заряд підлягає закону збереження: сумарний заряд ізольованої системи залишається незмінним при будь-яких процесах, які відбуваються в такій системі, тобто

або . (41.1)

Встановлено, що однойменно заряджені тіла відштовхуються, а різнойменно – притягуються.

Закон Кулона: два точкових заряди взаємодіють із силою, прямо пропорційною добутку модулів зарядів і обернено пропорційною квадрату відстані між ними та напрямленою вздовж прямої, що їх з’єднує:

, (41.2)

де  – діелектрична проникність середовища.

У SІ , де ₀ – електрична стала (₀ = 8,8510^-12).

Під точковим зарядом розуміють заряд точкового тіла. У SІ заряд вимірюється в кулонах (Кл). Кулон – заряд, що проходить через поперечний переріз провідника за 1 c при силі струму в 1 А.

Електричне поле – форма існування матерії, складова електромагнітного поля; існує навколо нерухомих зарядів (стаціонарне електричне поле) або виникає в результаті зміни магнітного поля (вихрове електричне поле).

Силовою характеристикою поля є напруженість.

Напруженість електричного поля – векторна силова характеристика поля, що визначається силою , що діє з боку поля на одиничний позитивний заряд , розміщений у цьому полі і співпадає з нею за напрямом:

. (41.3)

Лінії, дотичні до яких у будь-якій точці співпадають з напрямом напруженості поля в цій точці, називаються силовими лініями електричного поля.

Силові лінії починаються (виходять) на позитивних зарядах і закінчуються (входять) на негативних.

Електричне поле, напруженість якого в кожній точці має одну і ту ж величину та напрям, називають однорідним. Прикладом однорідного поля є поле, створене двома паралельними різнойменно зарядженими пластинами.

Напруженість поля, створена точковим зарядом, пропорційна до величини заряду і обернено пропорційна до квадрату відстані від заряду до точки, де визначається напруженість, тобто

. (41.4)

При визначенні напруженості електричного поля, створеного декількома зарядами, користуються принципом суперпозиції полів: у вакуумі напруженість електричного поля, створеного системою нерухомих зарядів, дорівнює векторній сумі напруженостей електричних полів, створених кожним із цих зарядів зокрема. В загальному випадку для n зарядів

. (41.5)

Напруженість у SІ вимірюється у вольтах на метр (В/м) або ньютон на кулон (Н/Кл), розмірність – .