Закон Кулона. Точечный заряд.
Электрическое поле в вакууме. Закон Кулона.
Запись навигация
Был открыт Шарлем Кулоном в г. Проведя большое количество опытов с металлическими шариками, Шарль Кулон дал такую формулировку закона:. Модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними. Сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды, пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Она является силой притяжения, если знаки зарядов разные, и силой отталкивания, если эти знаки одинаковы. Однако с некоторыми корректировками закон справедлив также для взаимодействий зарядов в среде и для движущихся зарядов. В СГСЭ единица измерения заряда выбрана таким образом, что коэффициент k равен единице. В СИ коэффициент k записывается в виде:. В квантовой механике закон Кулона формулируется не при помощи понятия силы , как в классической механике , а при помощи понятия потенциальной энергии кулоновского взаимодействия. В случае, когда рассматриваемая в квантовой механике система содержит электрически заряженные частицы , к оператору Гамильтона системы добавляются слагаемые, выражающие потенциальную энергию кулоновского взаимодействия, так, как она вычисляется в классической механике [3]. Это утверждение не следует из остальных аксиом квантовой механики, а получено путём обобщения опытных данных. Так, оператор Гамильтона атома с зарядом ядра Z имеет вид:. Суммирование в первом и втором слагаемом ведется по всем Z электронам. В третьем слагаемом суммирование идёт по всем парам электронов, причём каждая пара встречается однократно [4]. Согласно квантовой электродинамике , электромагнитное взаимодействие заряженных частиц осуществляется путём обмена виртуальными фотонами между частицами. Принцип неопределённости для времени и энергии допускает существование виртуальных фотонов на время между моментами их испускания и поглощения. Чем меньше расстояние между заряженными частицами, тем меньшее время нужно виртуальным фотонам для преодоления этого расстояния и следовательно, тем большая энергия виртуальных фотонов допускается принципом неопределенности. При малых расстояниях между зарядами принцип неопределённости допускает обмен как длинноволновыми, так и коротковолновыми фотонами, а при больших расстояниях в обмене участвуют только длинноволновые фотоны. Таким образом, с помощью квантовой электродинамики можно вывести закон Кулона. Впервые исследовать экспериментально закон взаимодействия электрически заряженных тел предложил [7] Г. Осуществлению этого плана помешала трагическая гибель Рихмана. Эпинус , занявший кафедру Рихмана после его гибели, впервые предположил [8] , что заряды должны взаимодействовать обратно пропорционально квадрату расстояния. Бернулли в Базеле установил квадратичный закон с помощью сконструированного им электрометра. Кавендишем , однако результат не был опубликован и долгое время свыше лет оставался неизвестным. Рукописи Кавендиша были вручены Д. Сам Кулон занимался исследованием кручения нитей и изобрел крутильные весы. Он открыл свой закон, измеряя с помощью них силы взаимодействия заряженных шариков. То есть закон Кулона и принцип суперпозиции для электрических полей выполняются тогда и только тогда, когда выполняются уравнения Максвелла для электростатики и, наоборот, уравнения Максвелла для электростатики выполняются тогда и только тогда, когда выполняются закон Кулона и принцип суперпозиции для электрических полей [14]. Его справедливость неоднократно подтверждалась всё более точными экспериментами. Одним из направлений таких экспериментов является проверка того, отличается ли показатель степени r в законе от 2. Для поиска этого отличия используется тот факт, что если степень точно равна двум, то поле внутри полости в проводнике отсутствует, какова бы ни была форма полости или проводника [15]. Для проверки точности закона Кулона на внутриатомных расстояниях У. Это явление уменьшает кулоновскую силу не только в микро- но и в макромасштабах, в частности, в сильном магнитном поле кулоновский потенциал падает не обратно пропорционально расстоянию, а экспоненциально [22]. Явление поляризации вакуума в квантовой электродинамике заключается в образовании виртуальных электронно-позитронных пар. Облако электронно-позитронных пар экранирует электрический заряд электрона. Явление отклонения электростатического потенциала точечных зарядов в вакууме от значения закона Кулона известно как эффект Юлинга, который впервые вычислил отклонения от закона Кулона для атома водорода. Эффект Юлинга даёт поправку к лэмбовскому сдвигу 27 МГц [26] [27]. Это приводит к поправкам к закону Кулона [28]. Закон Кулона является первым открытым количественным и сформулированным на математическом языке фундаментальным законом для электромагнитных явлений. С открытия закона Кулона началась современная наука об электромагнетизме [29]. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. О законе сухого трения см. Физматлит ; Изд-во МФТИ , Квантовая механика нерелятивистская теория. Халатникова , Государственное издательство физико-математической литературы, М. Теория электричества и магнетизма. The History and present state of Electricity with original experiments. История теории эфира и электричества. John Murray, , vol. Сэндс, Фейнмановские лекции по физике , вып. Гофман том 1 Поля гл. Состояния с отрицательной энергией c. Страницы, использующие волшебные ссылки ISBN. Навигация Персональные инструменты Вы не представились системе Обсуждение Вклад Создать учётную запись Войти. Пространства имён Статья Обсуждение. Просмотры Читать Править Править вики-текст История. В других проектах Викисклад. Эта страница последний раз была отредактирована 24 мая в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия. Свяжитесь с нами Политика конфиденциальности Описание Википедии Отказ от ответственности Разработчики Соглашение о cookie Мобильная версия. Электростатика Закон Кулона Теорема Гаусса Электрический дипольный момент Электрический заряд Электрическая индукция Электрическое поле Электростатический потенциал. Закон Био — Савара — Лапласа Закон Ампера Магнитный момент Магнитное поле Магнитный поток Магнитная индукция. Векторный потенциал Диполь Потенциалы Лиенара — Вихерта Сила Лоренца Ток смещения Униполярная индукция Уравнения Максвелла Электрический ток Электродвижущая сила Электромагнитная индукция Электромагнитное излучение Электромагнитное поле. Закон Ома Законы Кирхгофа Индуктивность Радиоволновод Резонатор Электрическая ёмкость Электрическая проводимость Электрическое сопротивление Электрический импеданс. Тензор электромагнитного поля Тензор энергии-импульса 4-потенциал 4-ток. Генри Кавендиш Майкл Фарадей Никола Тесла Андре-Мари Ампер Густав Роберт Кирхгоф Джеймс Клерк Кларк Максвелл Генри Рудольф Герц Альберт Абрахам Майкельсон Роберт Эндрюс Милликен.
Раздел электричества, который занимается физикой неподвижных зарядов, называется электростатикой. Известно, что в природе существуют два рода электрических зарядов — положительных и отрицательных. Установлено, что заряды одинакового рода отталкиваются друг от друга, а разного рода притягиваются. На основании ряда экспериментов Опыт Р. Этот заряд по величине равен заряду электрона. Наименьшая, устойчивая частица, обладающая таким же по величине, но положительным зарядом является протон. Масса электрона и протона соответственно равна: Обобщением большого количества опытных данных был установлен фундаментальный закон природы, закон сохранения заряда: Изолированной или замкнутой системой называется система, не обменивающаяся зарядами с внешними телами. Основной закон взаимодействия неподвижных зарядов установлен Кулоном экспериментально. До формулировки закона Кулона введем понятие точечного заряда аналогично понятию материальной точки в кинематике , заряда, находящегося на теле линейные размеры которого пренебрежно малы по сравнению с расстоянием до других заряженных тел, с которыми этот заряд взаимодействует. Причина этого введения, станет понятной чуть позже. По закону Кулона, сила взаимодействия между двумя точечными зарядами, находящимися в вакууме пропорциональна величинам этих зарядов q 1 и q 2 и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними. Силы, действующие между зарядами направлены по прямой, соединяющей заряды то есть являются центральными. В векторной форме закон Кулона записывается так:. Таким образом, уравнение 3. Если взаимодействующие заряды находятся не в вакууме, а в какой- либо среде, то закон Кулона записывается:. Из сравнения формул 3. Коэффициент k в системе СИ равен:. На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше Опубликование закона I закон термодинамики II закон термодинамики. Особенности советского законодательства II. Предложение, функция предложения, закон предложения. Неценовые факторы, влияющие на объем предложения III. Закон возрастающих альтернативных издержек А. Законодательное обеспечение деятельности Губернатора области и Правительства Курганской области Административная ответственность за нарушение аграрного законодательства Административная ответственность за нарушение экологического законодательства Административная ответственность. Законодательство о защите прав потребителей - это целая система и группа нормативных актов, законов Акты прокурорского надзора за законностью судебных решений. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? По закону Кулона, сила взаимодействия между двумя точечными зарядами, находящимися в вакууме пропорциональна величинам этих зарядов q 1 и q 2 и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними , 3. В векторной форме закон Кулона записывается так: Если взаимодействующие заряды находятся не в вакууме, а в какой- либо среде, то закон Кулона записывается: Коэффициент k в системе СИ равен:
Рецепт печенья из дрожжевого теста
Как нарисовать логотипы поэтапно
Как укладывать декоративную плитку
Сектор газа слушать
Сколько калорий в лососе на гриле