Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сивухин Д.В. -> "Общий курс физики Том 3. Электричество" -> 12

Общий курс физики Том 3. Электричество - Сивухин Д.В.

Сивухин Д.В. Общий курс физики Том 3. Электричество — М.: Наука , 1996. — 704 c.
Скачать (прямая ссылка): obshiykursfizikit31996.pdf
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 280 >> Следующая

ЗАРЯД И ПОЛЕ
могут породить тару», состоящую из отрицательно заряженного электрона и положительно заряженного позитрона. По отношению к такому процессу энергия фотона считается высокой, если она превосходит сумму энергий покоя электрона и позитрона. Возможен обратный процесс, в котором пара электрон — позитрон исчезает (аннигилирует) с испусканием фотонов. Подобного рода процессы меняют количества положительного и отрицательного электричеств в системе. Однако полный заряд ее сохраняется неизменным. Впрочем, в настоящем томе мы будем иметь дело только с частицами «низких» энергий, для которых такие процессы невозможны. Тогда сохраняются не только полный заряд, но также положительный и отрицательный заряды в отдельности.
ГЛАВ A I ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
$ *
§ 3. Закон Кулона. Принцип суперпозиции электростатических полей
1. Электростатика занимается изучением электрических полей неподвижных зарядов. Сначала мы изучим электростатические поля в вакууме. Основной количественный закон электростатики был открыт Кулоном в 1785 г. Он формулируется следующим образом.
Сила взаимодействия F двух точечных зарядов в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды, пропорциональна их величинам <7х и q2 и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними rL2. Она является силой притяжения, если знаки зарядов разные, и силой отталкивания, если эти знаки одинаковы. Математически:
F = C^P-, (3.1)
Г12
где С — численный коэффициент. Поскольку мы располагаем независимыми способами измерения всех величин F, q, г, опытным путем можно проверить не только обратную пропорциональность силы F квадрату расстояния г, но и пропорциональность ее произведению зарядов qx и q2.
Кулон открыл свой закон, измеряя силы притяжения и отталкивания заряженных шариков с помощью крутильных весов, изобретенных им же. (Опыты Кулона общеизвестны и описываются во всех школьных учебниках физики.) Примерно за 11 лет до Кулона тот же закон был получен Г. Кавендишем (1731—1810) из значительно более точных, но косвенных измерений (см. § 6, пункт 4). Однако работа Кавендиша не была им опубликована и оставалась неизвестной в течение более 100 лет. Максвелл — первый директор Кавендишской лаборатории — обнаружил в архиве этой лаборатории подготовленную к печати рукопись указанной фундаментальной работы Кавендиша и опубликовал ее в 1879 г.
Точечность зарядов, о взаимодействии которых идет речь в законе Кулона, означает, что линейные размеры тел, на которых сосредоточены эти заряды, пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием между ними. Закон предполагает, что заряды помещены в абсолютном вакууме. Опытная проверка его производится в воз-
ЗАКОН КУЛОНА
19
духе. Принципиальный переход к абсолютному вакууму можно осуществить беспредельным уменьшением давления воздуха. Впрочем, в этом нет необходимости, так как влияние воздуха на силы взаимодействия очень мало и в большинстве случаев им можно пренебречь.
2. Численное значение постоянной С в законе Кулона (3.1) можно выбрать произвольно и приписать этой постоянной любую размерность. Таким путем можно построить бесчисленное множество систем единиц. Однако не все они удобны. Наиболее удобной системой при изучении электромагнитного поля в физике является абсолютная, или гауссова, система единиц, которой мы и будем преимущественно пользоваться. Это есть система единиц СГС, дополненная единицами электрических и магнитных единиц. Она является комбинацией двух систем единиц: СГСЭ и СГСМ, т. е. абсолютной электростатической и абсолютной электромагнитной СГС-систем единиц. Единицы «чисто» электрических величин (заряд, напряженность электрического поля, электрический потенциал, сила электрического тока, сопротивление проводника и пр.) в гауссовой системе совпадают с единицами СГСЭ, а единицы «чисто» магнитных величин (напряженность и индукция магнитного поля, магнитный момент, индуктивности проводов и пр.)—с единицами СГСМ. Система СГСМ будет рассмотрена в § 51. Здесь же мы изложим систему СГСЭ. В этой (и гауссовой) системе единиц коэффициент пропорциональности С в законе Кулона считается безразмерным и полагается равным единице. Закон Кулона записывается в виде
Р = (3.2)
Г12
Размерность заряда определяется формулой
[q] = [F^L] = M^L^T-\
а размерность напряженности электрического поля — формулой
[Е] = [/Vі] = му^ь-^т-к
За единицу заряда принимается величина такого точечного заряда, который действует на такой же точечный заряд в вакууме с силой в одну дину, если расстояние между обоими зарядами равно одному сантиметру. За единицу напряженности электрического поля принимается напряженность такого поля в вакууме, которое действует на единичный точечный заряд с силой в одну дину. Эти единицы не получили специальных названий. Их просто называют электростатическими или СГСЭ-единицами заряда и напряженности электрического поля.
Практической единицей заряда является кулон (Кл). По точному определению кулон есть десятая доля СГСМ-ед. заряда или приблизительно 2,998 • 109 СГСЭ-ед. заряда. В грубых расчетах доста-
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 280 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed