Страница:Радиофронт 1935 г. №13.djvu/18

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


ПОЛЕ ЗАРЯЖЕННОГО ШАРИКА

СИЛОВЫЕ ЛИНИИ

Пусть в пустоте расположен равномерно заряженный отрицательным электричеством маленький шарик (рис. 1). И пусть величина этого заряда имеет ео единиц. Поместим в какой-нибудь точке А на расстоянии г см от центра шарика положительный (пробный) заряд, по величине равный единице.

Тогда, пользуясь законом Кулона, можно вычислить силу, которая будет действовать на наш пробный заряд в точке А.

Эта сила

г _ в0 ■ 1 _ ер

1 г2 г2

и направлена к центру шарика вдоль продолжения радиуса.

Велич* на силы, которая действует на заряд в любой точке поля, зависит от величины этого заряда. Чем он больше, тем больше сила, воздействующая на него.

Но чтобы охарактеризовать само поле, достаточно знать, как мы уже упомянули, силу действия поля на какой-либо определенный заряд, например равный единице. В этом случае сила, действующая на единицу заряда, носит название напряженности электрического поля.

В нашем, примере напряженность электрического поля £ на расстоянии г см от центра шарового заряда равна.

Это значит, что во всех точках, находящихся иа одинаковом расстоянии г от центра шарика, напряженность поля также будет одинаковой, напряженность поля уменьшается с возрастанием г и, наконец, напряженность поля тем больше, чем больше величина создающего его заряда е<).

Если в точку А мы поместим заряд е не равный единице, то сила действия поля по закону Кулона будет

, _ е(,.е е0

/г г2

■ е — Ее.

стало быть, зная напряженность поля £ в любой точке, мы можем получить значение силы, действующей на любой заряд е, умножая величину напряженности поля £ на величину заряда. Это справедливо для всякого электрического поля. Tali* ким образом построение поля сил сводится к по- *" строению поля напряженностей.

Очень удобно изображать поле при помощи силовых линий. Силовая линия показывает, в каком направлении действует сила поля на какой- либо пробный заряд.

Так как поле действует во всех без исключения точках пространства, то таких силовых линий нужно было бы начертить бесконечное множество. Это конечно невозможно. Поэтому условились чертить линии так густо, чтобы число их, проходящее через 1 см* поверхности, перпендикулярной силовым линиям, численно равнялось напряженности поля в данном месте.

Силовые линии поля заряженного шарика очевидно прямые, являющиеся продолжением радиусов шара (рис. 1).

Эти силовые линии начинаются в бесконечности, где «густота» их ничтожно мала, и оканчиваются на зарядах шарика, вблизи которого линии расположены гуще всего.

Направление силовых линий принято считать в сторону движения «пробного» положительного заряда.

В случае отрицательно заряженного шара силовые линии направлены к центру его (стрелки на рис. 1).

Силовые линии оказываются прямыми лишь в редких случаях. На рис. 2 и 3 изображены силовые линии полей для двух разноименных и одноименных заряде». Силовые линии идут от положительных зарядов к отрицательным. Каждая силовая линия начинается на каком-нибудь положительном заряде и кончается на отрицательном.

Рис. 2

Гуще всего силовые линии на рис. 2 расположены вблизи зарядов и между ними. Справа и слева от обоих зарядов силовых линий очень мало. В этих местах силы воздействия обоих зарядов на пробный будут направлены в противоположные стороны. Следовательно они будут вычитаться и напряженность поля здесь будет наименьшая.

Картину силовых линий поля можно получить также на опыте. Если поместить два металлических электрода в какой-либо изолирующей среде (например вазелиновом масле) и зарядить их, то в среде возникнет электрическое поле.

Взболтаем в масле множество мелких длинных кристалликов хинина. Тогда, под воздействием поля, кристаллики «поляризуются», на концах их появляются два противоположных электрических заряда.

Вследствие действия электрического поля на эти заряды кристаллики поворачиваются вдоль силовых линий, сцепляются друг с другом и дают наглядную картину поля.'-Этот опыт изображен на рис. 4. В данном случае сразу можно сказать, что заряды обоих электродов разноименные. Но