Закон кулона реферат по физике

Закон кулона реферат по физике

Закон кулона реферат по физике

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 [15].

6.2. Закон Кулона и поляризация вакуума

Явление поляризации вакуума в квантовой электродинамике заключается в образовании виртуальных электронно-позитронных пар. Облако электронно-позитронных пар экранирует электрический заряд электрона.

Экранировка растет с ростом расстояния от электрона, в результате эффективный электрический заряд электрона ee является убывающей функцией расстояния ee = ee(r)[16]. Эффективный потенциал, создаваемый электроном с электрическим зарядом e, можно описать зависимостью вида ee(r) / r.

Эффективный заряд ee(r) зависит от расстояния r по логарифмическому закону:

где,

— т. н.

Реферат по физике закон кулона

Внимание Если поочередно помещать в одну и ту же точку поля небольшие (пробные) заряженные тела, то обнаружится, что сила, действующая на электрический заряд со стороны поля, прямо пропорциональна этому заряду.

Действительно, пусть поле создается точечным зарядом q1. Положение произвольной точки А в поле можно задать радиусом-вектором .
Если поместить в точку А пробный заряд q, то на него будет действовать сила .

Согласно закону Кулона эта сила пропорциональна заряду q:

.

Поэтому отношение силы, действующей на помещаемый в данную точку поля заряд, к этому заряду в любой точке поля не зависит от помещенного заряда и может рассматриваться как характеристика поля. Эту силовую характеристику поля называют напряженностью электрического поля.

Подобно силе, напряженность поля — векторная величина, ее обозначают буквой .

Реферат по физике на тему закон кулона

Классическая электродинамика Электричество · Магнетизм См. также: Портал:Физика

Зако́н Куло́на — физический закон, описывающий силу взаимодействия между неподвижными точечными электрическими зарядами в зависимости от расстояния между ними.

Формулировки[править | править код]

Был открыт Шарлем Кулоном в 1785 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.

Современная формулировка[1]:

Сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды, пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

ВНИМАНИЮ УЧИТЕЛЕЙ: хотите организовать и вести кружок по ментальной арифметике в своей школе? Спрос на данную методику постоянно растёт, а Вам для её освоения достаточно будет пройти один курс повышения квалификации (72 часа) прямо в Вашем личном кабинете на сайте «Инфоурок».

Пройдя курс Вы получите: — Удостоверение о повышении квалификации; — Подробный план уроков (150 стр.); — Задачник для обучающихся (83 стр.); — Вводную тетрадь «Знакомство со счетами и правилами»; — БЕСПЛАТНЫЙ доступ к CRM-системе, Личному кабинету для проведения занятий; — Возможность дополнительного источника дохода (до 60.000 руб.

Закон кулона реферат по физике 7 класс перышкин

  • ↑ Abel Socin (1760) Acta Helvetica, vol. 4, pages 224-225.
  • ↑ J. Priestley. The History and present state of Electricity with original experiments. London, 1767, p. 732.
  • ↑ Уиттекер Э. История теории эфира и электричества. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. — С. 76. — 512 с. — ISBN 5-93972-070-6.
  • ↑ John Robison,A System of Mechanical Philosophy (London, England: John Murray, 1822), vol. 4. На стр. 68 Робисон заявляет, что в 1769 он обнародовал свои измерения силы, действующей между сферами с одинаковым зарядом, и описывает также историю исследований в этой области, отмечая имена Эпинуса, Кавендиша и Кулона. На стр. 73 автор пишет, что сила изменяется как x−2,06.
  • ↑ Филонович С. Р. Кавендиш, Кулон и электростатика, М.: Знание.

Закон кулона реферат по физике 8 класс перышкин

Кулона закон записывается следующим образом:

где — сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2; — величина зарядов; — радиус-вектор (вектор, направленный от заряда 1 к заряду 2, и равный, по модулю, расстоянию между зарядами — ); — коэффициент пропорциональности.

Закон Кулона совершенно аналогичен по форме закону всемирного тяготения. При этом роль тяжёлых масс играют электрические заряды[3].

Коэффициент [править | править код]

В СГСЭ единица измерения заряда выбрана таким образом, что коэффициент равен единице.

В Международной системе единиц (СИ) одной из основных единиц является единица силы электрического тока — ампер, а единица заряда — кулон — производная от него. Величина ампера определена таким образом, что k = c2·10−7 Гн/м = 8,9875517873681764⋅109 Н·м2/Кл2 (или Ф−1·м).

На второе те­ло, соответственно, будет действовать сила

F2 = q2E1,

где q2 — заряд первого тела; E1 — напря­женность поля второго тела.

Электрически заряженное те­ло взаимодействует с элект­рическим полем другого заря­женного тела.

Если эти тела небольшие (точечные), то

E1 = k • q1 / r2,

E2 = k • q2 / r2,

Силы, действующие на каждое из взаимодействующих заря­женных тел, можно рассчи­тать, зная лишь их заряды и расстояние между ними.

Подставим значения напряженности и получим

F1 = k • q1q2 / r2 и F2 = k • q2q1 / r2.

Значение каждой силы выражается лишь через значение зарядов каждого тела и рас­стояние между ними.

Закон кулона реферат по физике 10 класс

В СИ коэффициент k записывается в виде:

где ≈ 8,85418781762⋅10−12 Ф/м — электрическая постоянная.

В среде, заполненной бесконечным однородным изотропным диэлектрическим веществом (на практике — для зарядов, погруженных в непроводящую жидкость при не очень больших напряжённостях поля) в знаменатель формулы добавляется диэлектрическая проницаемость среды ε.

В СГСЭ

В СИ

Закон Кулона в квантовой механике[править | править код]

В квантовой механике закон Кулона формулируется не при помощи понятия силы, как в классической механике, а при помощи понятия потенциальной энергии кулоновского взаимодействия.

Закон кулона доклад по физике

Важно Если на одной из траекторий изменить направление перемещения заряда q на противоположное, то работа изменит знак. Отсюда следует, что на замкнутой траектории работа кулоновских сил равна нулю.

Если электростатическое поле создается совокупностью точечных зарядов Qi, то при перемещении пробного заряда q работа A результирующего поля в соответствии с принципом суперпозиции будет складываться из работ Ai кулоновских полей точечных зарядов: Так как каждый член суммы Ai не зависит от формы траектории, то и полная работа A результирующего поля не зависит от пути и определяется только положением начальной и конечной точек.
Свойство потенциальности электростатического поля позволяет ввести понятие потенциальной энергии заряда в электрическом поле.

Для определения напряженности поля, создаваемого заряженным телом конечных размеров, нужно поступать следующим образом. Мысленно разделить тело на маленькие элементы, каждый из которых можно считать точечным. Определить заряды всех этих элементов и найти напряженности полей, созданных всеми ими в заданной точке.

После этого сложить геометрически напряженности от всех элементов тела и найти результирующую напряженность поля. Для тел сложной формы это трудная, но в принципе разрешимая задача. Для ее решения нужно знать, как заряд распределен на теле.

Принцип суперпозиции выполняется лишь тогда, когда электрические поля не меняют свойств среды, т.е. пока внешние поля значительно меньше полей, существующих внутри атомов и молекул.

Работа, совершаемая электрическим полем при перемещении точечного заряда q из точки в точку, равна разности значений потенциальной энергии в этих точках и не зависит от пути перемещения заряда и от выбора точки.

A12 = A10 + A02 = A10 — A20 = Wp1 — Wp2.

Потенциальная энергия заряда q, помещенного в электрическое поле, пропорциональна величине этого заряда. Физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда, называют потенциалом ц электрического поля:

закон кулон заряд электрический

Потенциал ц является энергетической характеристикой электростатического поля.

Ее значение вычисляется в соот­ветствии с определением:

9 • 109 Н•м2/Кл2 = 1 / 4πε0,

ε0 = (1 / 4π) • 9 • 109 Н•м2/Кл2 = 8,85 • 10-12 Кл2/Н•м2. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Таким образом, закон Кулона в общем случае можно выразить формулой

F = (1 / 4πε0) • q1q2 / εr2.

Закон Кулона является одним из фунда­ментальных законов природы. На нем бази­руется вся электродинамика, и не отмечено ни единого случая, когда бы нарушался закон Кулона.
Существует единственное ог­раничение, которое касается действия за­кона Кулона на различных расстояниях.

Источник: https://designsurgut.ru/zakon-kulona-referat-po-fizike

Закон Кулона

Закон кулона реферат по физике

  • 1 Закон Кулона
  • 2 Электрическое поле
    • 2.1 Напряженность электрического поля
    • 2.2 Принцип суперпозиции полей
  • 3 Линии напряженности электрического поля
    • 3.1 Картины силовых линий
  • 4 Приложение
    • 4.1 Опыт Кулона
    • 4.2 Напряженность поля точечного заряда
  • 5 Литература

                   

Закон Кулона

В 1785 г. французский физик Шарль Кулон экспериментально установил основной закон электростатики – закон взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел или частиц.

Закон взаимодействия неподвижных электрических зарядов – закон Кулона – основной (фундаментальный) физический закон и может быть установлен только опытным путем. Ни из каких других законов природы он не вытекает.

Если обозначить модули зарядов через |q1| и |q2|, то закон Кулона можно записать в следующей форме:

, (1)

где k – коэффициент пропорциональности, значение которого зависит от выбора единиц электрического заряда. В системе СИ Н·м2/Кл2, где ε0 – электрическая постоянная, равная 8,85·10-12 Кл2/Н·м2 .

Формулировка закона:

сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Эту силу называют кулоновской.

Закон Кулона в данной формулировке справедлив только для точечных заряженных тел, т.к. только них понятие расстояния между зарядами имеет определенный смысл. Точечных заряженных тел в природе нет.

Но если расстояние между телами во много раз больше их размеров, то ни форма, ни размеры заряженных тел существенно, как показывает опыт, не влияют на взаимодействие между ними.

В этом случае тела можно рассматривать как точечные.

Легко обнаружить, что два заряженных шарика, подвешенные на нитях, либо притягиваются друг к другу, либо отталкиваются. Отсюда следует, что силы взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел направлены вдоль прямой, соединяющей эти тела.

Подобные силы называют центральными. Если через обозначить силу действующую на первый заряд со стороны второго, а через – силу, действующую на второй заряд со стороны первого (рис. 1), то, согласно третьему закону Ньютона, .

Обозначим через \vec r_{1,2} радиус-вектор, проведенный от второго заряда к первому (рис. 2), тогда

. (2)

Если знаки зарядов q1 и q2 одинаковы, то направление силы совпадает с направлением вектора  ; в противном случае векторы и направлены в противоположные стороны.

Зная закон взаимодействия точечных заряженных тел, можно вычислить силу взаимодействия любых заряженных тел. Для этого тела нужно мысленно разбить на такие малые элементы, чтобы каждый из них можно было считать точечным. Складывая геометрически силы взаимодействия всех этих элементов друг с другом, можно вычислить результирующую силу взаимодействия.

Открытие закона Кулона – первый конкретный шаг в изучении свойств электрического заряда. Наличие электрического заряда у тел или элементарных частиц означает, что они взаимодействуют друг с другом по закону Кулона. Никаких отклонений от строгого выполнения закона Кулона в настоящее время не обнаружено.

Электрическое поле

Рассмотренный ранее закон Кулона устанавливает количественные и качественные особенности взаимодействия точечных электрических зарядов в вакууме. Однако этот закон не дает ответа на весьма важный вопрос о механизме взаимодействия зарядов, т.е. посредством чего передается действие одного заряда на другой. Поиск ответа на этот вопрос привел английского физика М.

Фарадея к гипотезе о существовании электрического поля, справедливость которой была полностью подтверждена последующими исследованиями. Согласно идее Фарадея электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создает в окружающем пространстве электрическое поле. Поле одного заряда действует на другой заряд, и наоборот.

По мере удаления от заряда поле ослабевает.

Электрическое поле материально – в том смысле, что оно существует независимо от нашего к нему отношения. Оно реально, поскольку можно зарегистрировать последствия взаимодействия между зарядами. Однако поле недоступно непосредственному восприятию через органы чувств и проявляется только через его действие на заряды.

Основные свойства и характеристики электрического поля можно установить, изучив взаимодействие зарядов.

Рассмотрим удаленный от других тел заряд q1, создающий электрическое поле, которое действует на заряд q2 с силой . При перемещении заряда q2 сила будет изменяться, но она нигде не обратится в ноль. Следовательно, заряд q1 создает поле во всем окружающем его пространстве.

Точно также можно сделать вывод, что заряд q2 создает свое собственное поле, независимое от поля заряда q1. Значит, электрическое поле не локализовано в той или иной точке, а существует в целой области пространства. Его наличие можно определить по появлению силы, действующей на электрические заряды.

Все сказанное о свойствах электрического поля позволяет определить его следующим образом.

Электрическое поле – это особая форма материи, окружающая электрически заряженные тела и проявляющаяся в том, что на любой заряд, помещенный в любую точку этого поля, будет действовать сила.

Еще раз подчеркнем, что упомянутая сила и, тем самым, электрическое поле, действуют только на заряженные тела. С другой стороны, если мы поместили такое тело в некоторую точку пространства и не зарегистрировали действующую на него силу, то это еще не значит, что электрическое поле вовсе отсутствует.

Для ответа на вопрос о наличии или отсутствии электрического поля в некоторой области пространства необходимо повторить эту процедуру для как можно большего количества точек области.

Кроме того, вполне возможно, что параметры тела (его размеры, масса, величина и распределение заряда) не позволяют регистрирующему устройству откликнуться на действующую на него электрическую силу.

Итак, главное свойство электрического поля – действие его на электрические заряды с некоторой силой. По действию на заряд устанавливают существование поля, распределение его в пространстве, изучают все его характеристики.

Заметим, что электрическое поле является составной частью единого электромагнитного поля. Источником электрического поля могут быть, помимо электрических зарядов, и переменные магнитные поля. Однако не меняющееся во времени (электростатическое) электрическое поле может быть создано только неподвижными зарядами.

Обратим внимание на еще одно важнейшее свойство электрического поля.

Если один из двух взаимодействующих между собой зарядов, первона-чально находящихся на расстоянии l друг от друга, быстро переместить из одной точки пространства в другую, то второй заряд почувствует изменение положения первого заряда не мгновенно, а спустя некоторый промежуток времени , где с – скорость света в вакууме. Это проявится в неизменности, в течение времени Δt, и величины, и направления силы, действующей на неподвижный заряд. Такое запаздывание взаимодействия указывает на конечную скорость его распространения в пространстве.

Итак, действие силы на электрический заряд является признаком существования электрического поля. Эту же силу можно использовать и для количественного описания свойств самого поля. Однако, если мы хотим сделать такой способ описания поля универсальным, мы должны выбрать заряд, с помощью которого будет исследоваться поле, и который называется пробным.  

Напряженность электрического поля

Недостаточно утверждать, что электрическое поле существует. Надо ввести количественную характеристику поля. После этого электрические поля можно будет сравнивать друг с другом и продолжать изучать их свойства.

Электрическое поле обнаруживается по силам, действующим на электрический заряд. Можно утверждать, что мы знаем о поле все, что нужно, если будем знать силу, действующую на любой заряд в любой точке поля. Поэтому надо ввести такую характеристику поля, знание которой позволит определить эту силу.

Утверждение о реальности электрического поля состоит в том, что поле существует в определенной области пространства и тогда, когда электрических зарядов в этой области нет.

Если поочередно помещать в одну и ту же точку поля небольшие (пробные) заряженные тела, то обнаружится, что сила, действующая на электрический заряд со стороны поля, прямо пропорциональна этому заряду. Действительно, пусть поле создается точечным зарядом q1. Положение произвольной точки А в поле можно задать радиусом-вектором .

Если поместить в точку А пробный заряд q, то на него будет действовать сила . Согласно закону Кулона (см. формулу 2) эта сила пропорциональна заряду q:

. (3)

Поэтому отношение силы, действующей на помещаемый в данную точку поля заряд, к этому заряду в любой точке поля не зависит от помещенного заряда и может рассматриваться как характеристика поля. Эту силовую характеристику поля называют напряженностью электрического поля.

Подобно силе, напряженность поля – векторная величина, ее обозначают буквой . Согласно определению напряженность поля равна:

. (4)

Напряженность поля равна отношению силы, с которой поле действует на точечный заряд, к этому заряду.

В каждой точке поля напряженность имеет определенное значение. Это означает, что напряженность поля зависит от координат: . В случае переменных полей она зависит еще от времени. Из формулы (4) видно, что сила, действующая на заряд q со стороны электрического поля, равна:

. (5)

Если в точке А заряд q > 0, то векторы и направлены в одну и ту же сторону; при q< 0 эти векторы направлены в противоположные стороны. НО от знака заряда q, на который действует поле, направление вектора не зависит, а зависит направление силы (рис. 3 а, б).

Рис. 3

Формула (4) позволяет установить единицу напряженности. В СИ напряженность выражается в ньютонах на кулон (Н/Кл).

Значение напряженности электрического поля, созданного:

  • точечным зарядомq, в точке C, находящейся на расстоянии r от заряда (рис. 4), равно
  • сферой радиусаR, имеющей заряд q, в точке C, находящейся на расстоянии l от центра сферы (рис. 5), равно
  • заряженной бесконечной пластиной с поверхностной плотностью заряда σ, равно
    где , q – заряд плоскости, S – площадь плоскости.  

Принцип суперпозиции полей 

Если на тело действует несколько сил, то по законам механики Ньютона результирующая сила равна геометрической сумме сил:

Источник: http://www.freepapers.ru/34/zakon-kulona/49113.318908.list1.html

Закон Кулона

В г. Эту силу называют кулоновской. Точечных заряженных тел в природе нет. Но если расстояние между телами во много раз больше их размеров, то ни форма, ни размеры заряженных тел существенно, как показывает опыт, не влияют на взаимодействие между ними. В этом случае тела можно рассматривать как точечные.

Подобные силы называют центральными. Если через обозначить силу действующую на первый заряд со стороны второго, а через — силу, действующую на второй заряд со стороны первого рис.

Складывая геометрически силы взаимодействия всех этих элементов друг с другом, можно вычислить результирующую силу взаимодействия.

Согласно идее Фарадея электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создает в окружающем пространстве электрическое поле. Поле одного заряда действует на другой заряд, и наоборот. По мере удаления от заряда поле ослабевает.

Электрическое поле материально — в том смысле, что оно существует независимо от нашего к нему отношения. Оно реально, поскольку можно зарегистрировать последствия взаимодействия между зарядами.

Однако поле недоступно непосредственному восприятию через органы чувств и проявляется только через его действие на заряды. При перемещении заряда q2 сила будет изменяться, но она нигде не обратится в ноль. Следовательно, заряд q1 создает поле во всем окружающем его пространстве.

Точно также можно сделать вывод, что заряд q2 создает свое собственное поле, независимое от поля заряда q1. Значит, электрическое поле не локализовано в той или иной точке, а существует в целой области пространства. Его наличие можно определить по появлению силы, действующей на электрические заряды.

Электрическое поле — это особая форма материи, окружающая электрически заряженные тела и проявляющаяся в том, что на любой заряд, помещенный в любую точку этого поля, будет действовать сила.

Итак, главное свойство электрического поля — действие его на электрические заряды с некоторой силой. По действию на заряд устанавливают существование поля, распределение его в пространстве, изучают все его характеристики.

Источником электрического поля могут быть, помимо электрических зарядов, и переменные магнитные поля. Однако не меняющееся во времени электростатическое электрическое поле может быть создано только неподвижными зарядами. Такое запаздывание взаимодействия указывает на конечную скорость его распространения в пространстве.

Однако, если мы хотим сделать такой способ описания поля универсальным, мы должны выбрать заряд, с помощью которого будет исследоваться поле, и который называется пробным.

Надо ввести количественную характеристику поля. Положение произвольной точки А в поле можно задать радиусом-вектором. Если поместить в точку А пробный заряд q, то на него будет действовать сила.

Согласно закону Кулона см. Согласно определению напряженность поля равна: В случае переменных полей она зависит еще от времени. Из формулы 4 видно, что сила, действующая на заряд q со стороны электрического поля, равна: НО от знака заряда q, на который действует поле, направление вектора не зависит, а зависит направление силы рис.

Биография Шарля Огюстена де Кулона

Написал vharhenko в категорию физика , Великие учёные Особую роль в изучении и создании единства в электрических явлениях сыграл известный физик Шарль Кулон. В данной статье мы поведем разговор об основном законе электростатики.

Электрические явления в конце XVII века перестали быть чем-то загадочным, так как приближалась эра образования единства, которое ученые того времени пытались описать несколькими основными принципами.

Приближалось время перехода от качества к количеству в опытных исследованиях.

Векторный потенциал · Диполь · Потенциалы Лиенара — Вихерта · Сила Лоренца . В г. профессор физики Санкт-Петербургской академии наук Ф. Эпинус, занявший кафедру Рихмана после его гибели, впервые.

Приступим к изучению количественных законов электромагнитных взаимодействий. Основной закон электростатики – закон взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел. Основной закон электростатики был экспериментально установлен Шарлем Кулоном в г.

Если расстояние между телами во много раз больше их размеров, то ни форма, ни размеры заряженных тел существенно не влияют на взаимодействия между ними. В таком случае заряженные тела считают точечными зарядами.

Вспомните, что и закон всемирного тяготения тоже сформулирован для тел, которые можно считать материальными точками. Сила взаимодействия заряженных тел зависит от свойств среды между заряженными телами. Пока будем считать, что взаимодействие происходит в вакууме.

Опыт показывает, что воздух очень мало влияет на силу взаимодействия заряженных тел, она оказывается почти такой же, как в вакууме. Опыты Кулона.

Please turn JavaScript on and reload the page

Его именем названы единица электрического заряда и закон взаимодействия электрических зарядов. Биография Шарль Кулон родился 14 июня г. После окончания этого заведения сдал экзамены и в феврале г. Окончил Школу в г. Затем в течение нескольких лет Кулон служил в инженерных войсках на принадлежавшем Франции острове Мартиника в Форте Бурбон.

В г.

Его отец, Анри Кулон, происходил из известной семьи юристов, а его мать, Кэтрин Баже, была представительницей знатного рода. Карьера Кулон начал свою карьеру в инженерных войсках в чине лейтенанта. В том числе он занимался строительным проектированием и механикой сыпучих тел.

Работал на многих сложных локациях, которые перешли под протекторат Франции в последующие 20 лет.

Во время его работы на острове Мартиника, территория перешла под контроль англичан в году, но, спустя некоторое время была возвращена назад Франции в рамках условий Парижского мирного договора года.

Электрический заряд. Закон Кулона

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 [5].

Закон Кулона с точки зрения квантовой электродинамики[ править править код ] 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.

Основы молекулярно-кинетической теории и газовые законы физика. (26 ч). 8. Тема 6. . Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип.

Распечатать Закон Кулона — это один из основных законов электростатики. Он определяет величину и направление силы взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами. Под точечным зарядом понимают заряженное тело, размер которого много меньше расстояния его возможного воздействия на другие тела.

Закон Кулона и единица измерения электрического заряда

Открыт он был экспериментально в году французским ученым Шарлем Кулоном. Позднее он получил блестящее экспериментальное подтверждение. Такое возможно, когда речь идет о телах, удаленных друг от друга на расстояния, много большие их размеров.

Также следует учитывать, что закон Кулона применим в случае, когда среда, в которую помещены оба тела вакуум. В случае, когда мы имеем воздух вместо вакуума, можно приближенно считать закон Кулона выполняющимся, так как воздух оказывает очень малое влияние на силу взаимодействия точечных зарядов.

Формулировка закона Кулона Итак, закон Кулона гласит:

Макеты страниц

XVIII в. Однако история его открытия начинается раньше. Эта история показывает один из путей, по которому развивается физика, — путь применения аналогии, о котором мы упоминали выше.

Мы видели, что Эпинус уже догадывался о том, что сила взаимодействия между электрическими зарядами обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. И эта догадка возникла на основе некоторой аналогии между силами тяготения и электрическими силами.

Но аналогия не является доказательством. Вывод из аналогии всегда требует проверки.

Закономерности внешнего трения, закон кручения упругих нитей, основной закон электростатики, закон взаимодействия магнитных полюсов — всё это вошло в золотой фонд науки.

Шарль Огюстен Кулон родился 14 июня года в Ангулеме, который находится на юго-западе Франции. Его отец, Анри Кулон, в своё время пытавшийся сделать военную карьеру, к моменту рождения сына стал правительственным чиновником.

Ангулем не был постоянным местом жительства семьи Кулонов; через некоторое время после рождения Шарля она переехала в Париж.

Источник: https://sitebuildingextravaganza.com/zemelnoe-pravo/zakon-kulona-referat-po-fizike.php

Реферат: Электрический заряд. Закон Кулона

Закон кулона реферат по физике

Подобно понятию гравитационной массы тела в механике Ньютона, понятие заряда в электродинамике является первичным, основным понятием.

Электрический зарядэто физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.

Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q.

Совокупность всех известных экспериментальных фактов позволяет сделать следующие выводы:

Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными.

Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.

Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. В этом также проявляется принципиальное отличие электромагнитных сил от гравитационных. Гравитационные силы всегда являются силами притяжения.

Одним из фундаментальных законов природы является экспериментально установленный закон сохранения электрического заряда.

В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:

q1 + q2 + q3 + … +qn = const.

Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака.

С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы.

Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы – нейтроны.

Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду e.

e = 1,602177·10–19 Кл ≈ 1,6·10–19 Кл.

В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке. Это число называется атомным номером. Атом данного вещества может потерять один или несколько электронов или приобрести лишний электрон. В этих случаях нейтральный атом превращается в положительно или отрицательно заряженный ион.

Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число элементарных зарядов. Таким образом, электрический заряд тела – дискретная величина:

Физические величины, которые могут принимать только дискретный ряд значений, называются квантованными. Элементарный заряд e является квантом (наименьшей порцией) электрического заряда.

Следует отметить, что в современной физике элементарных частиц предполагается существование так называемых кварков – частиц с дробным зарядом и Однако, в свободном состоянии кварки до сих пор наблюдать не удалось.

В обычных лабораторных опытах для обнаружения и измерения электрических зарядов используется электрометр – прибор, состоящий из металлического стержня и стрелки, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси (рис. 4.1.1).

Стержень со стрелкой изолирован от металлического корпуса. При соприкосновении заряженного тела со стержнем электрометра, электрические заряды одного знака распределяются по стержню и стрелке.

Силы электрического отталкивания вызывают поворот стрелки на некоторый угол, по которому можно судить о заряде, переданном стержню электрометра.

1
Рисунок 4.1.1.Перенос заряда с заряженного тела на электрометр.

Электрометр является достаточно грубым прибором; он не позволяет исследовать силы взаимодействия зарядов. Впервые закон взаимодействия неподвижных зарядов был установлен французским физиком Ш. Кулоном (1785 г.).

В своих опытах Кулон измерял силы притяжения и отталкивания заряженных шариков с помощью сконструированного им прибора – крутильных весов (рис. 4.1.2), отличавшихся чрезвычайно высокой чувствительностью.

Так, например, коромысло весов поворачивалось на 1° под действием силы порядка 10–9 Н.

Идея измерений основывалась на блестящей догадке Кулона о том, что если заряженный шарик привести в контакт с точно таким же незаряженным, то заряд первого разделится между ними поровну.

Таким образом, был указан способ изменять заряд шарика в два, три и т. д. раз. В опытах Кулона измерялось взаимодействие между шариками, размеры которых много меньше расстояния между ними.

Такие заряженные тела принято называть точечными зарядами.

Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.

2
Рисунок 4.1.2.Прибор Кулона.

3
Рисунок 4.1.3.Силы взаимодействия одноименных и разноименных зарядов.

На основании многочисленных опытов Кулон установил следующий закон:

Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:

Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона: Они являются силами отталкивания при одинаковых знаках зарядов и силами притяжения при разных знаках (рис. 4.1.3). Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Раздел электродинамики, изучающий кулоновское взаимодействие, называют электростатикой.

Закон Кулона справедлив для точечных заряженных тел. Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними.

Коэффициент пропорциональности k в законе Кулона зависит от выбора системы единиц. В Международной системе СИ за единицу заряда принят кулон (Кл).

Кулон – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А. Единица силы тока (ампер) в СИ является наряду с единицами длины, времени и массы основной единицей измерения.

Коэффициент k в системе СИ обычно записывают в виде:

где – электрическая постоянная. 

Опыт показывает, что силы кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции.

Если заряженное тело взаимодействует одновременно с несколькими заряженными телами, то результирующая сила, действующая на данное тело, равна векторной сумме сил, действующих на это тело со стороны всех других заряженных тел.

Рис. 4.1.4 поясняет принцип суперпозиции на примере электростатического взаимодействия трех заряженных тел.

4
Рисунок 4.1.4.Принцип суперпозиции электростатических сил

Электрический заряд. Закон Кулона

Подобно понятию гравитационной массы тела в механике Ньютона, понятие заряда в электродинамике является первичным, основным понятием.

Электрический зарядэто физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.

Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q.

Совокупность всех известных экспериментальных фактов позволяет сделать следующие выводы:

Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными.

Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.

Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. В этом также проявляется принципиальное отличие электромагнитных сил от гравитационных. Гравитационные силы всегда являются силами притяжения.

Одним из фундаментальных законов природы является экспериментально установленный закон сохранения электрического заряда.

В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:

q1 + q2 + q3 + … +qn = const.

Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака.

С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы.

Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы – нейтроны.

Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду e.

e = 1,602177·10–19 Кл ≈ 1,6·10–19 Кл.

В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке. Это число называется атомным номером. Атом данного вещества может потерять один или несколько электронов или приобрести лишний электрон. В этих случаях нейтральный атом превращается в положительно или отрицательно заряженный ион.

Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число элементарных зарядов. Таким образом, электрический заряд тела – дискретная величина:

Физические величины, которые могут принимать только дискретный ряд значений, называются квантованными. Элементарный заряд e является квантом (наименьшей порцией) электрического заряда.

Следует отметить, что в современной физике элементарных частиц предполагается существование так называемых кварков – частиц с дробным зарядом и Однако, в свободном состоянии кварки до сих пор наблюдать не удалось.

В обычных лабораторных опытах для обнаружения и измерения электрических зарядов используется электрометр – прибор, состоящий из металлического стержня и стрелки, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси (рис. 4.1.1).

Стержень со стрелкой изолирован от металлического корпуса. При соприкосновении заряженного тела со стержнем электрометра, электрические заряды одного знака распределяются по стержню и стрелке.

Силы электрического отталкивания вызывают поворот стрелки на некоторый угол, по которому можно судить о заряде, переданном стержню электрометра.

1
Рисунок 4.1.1.Перенос заряда с заряженного тела на электрометр.

Электрометр является достаточно грубым прибором; он не позволяет исследовать силы взаимодействия зарядов. Впервые закон взаимодействия неподвижных зарядов был установлен французским физиком Ш. Кулоном (1785 г.).

В своих опытах Кулон измерял силы притяжения и отталкивания заряженных шариков с помощью сконструированного им прибора – крутильных весов (рис. 4.1.2), отличавшихся чрезвычайно высокой чувствительностью.

Так, например, коромысло весов поворачивалось на 1° под действием силы порядка 10–9 Н.

Идея измерений основывалась на блестящей догадке Кулона о том, что если заряженный шарик привести в контакт с точно таким же незаряженным, то заряд первого разделится между ними поровну.

Таким образом, был указан способ изменять заряд шарика в два, три и т. д. раз. В опытах Кулона измерялось взаимодействие между шариками, размеры которых много меньше расстояния между ними.

Такие заряженные тела принято называть точечными зарядами.

Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.

2
Рисунок 4.1.2.Прибор Кулона.

3
Рисунок 4.1.3.Силы взаимодействия одноименных и разноименных зарядов.

На основании многочисленных опытов Кулон установил следующий закон:

Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:

Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона: Они являются силами отталкивания при одинаковых знаках зарядов и силами притяжения при разных знаках (рис. 4.1.3). Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Раздел электродинамики, изучающий кулоновское взаимодействие, называют электростатикой.

Закон Кулона справедлив для точечных заряженных тел. Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними.

Коэффициент пропорциональности k в законе Кулона зависит от выбора системы единиц. В Международной системе СИ за единицу заряда принят кулон (Кл).

Кулон – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А. Единица силы тока (ампер) в СИ является наряду с единицами длины, времени и массы основной единицей измерения.

Коэффициент k в системе СИ обычно записывают в виде:

где – электрическая постоянная. 

Опыт показывает, что силы кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции.

Если заряженное тело взаимодействует одновременно с несколькими заряженными телами, то результирующая сила, действующая на данное тело, равна векторной сумме сил, действующих на это тело со стороны всех других заряженных тел.

Рис. 4.1.4 поясняет принцип суперпозиции на примере электростатического взаимодействия трех заряженных тел.

4
Рисунок 4.1.4.Принцип суперпозиции электростатических сил

Источник: https://www.bestreferat.ru/referat-376956.html

Юрист Тимофеев
Добавить комментарий