Свойства электрических зарядов

Электродинамика и научно-технический прогресс

Бесконечное многообразие сил, действующих вокруг нас, на сегодняшний день удалось свести всего к четырём типам взаимодействий. Это гравитационное взаимодействие, электромагнитное и два ядерных — сильное и слабое. Ядерные взаимодействия относятся к числу короткодействующих. Их радиус действия порядка 10^–15 м. Это характерный линейный размер атомного ядра. Два первые взаимодействия — гравитационное и электромагнитное — дальнодействующие. Но при этом надо учитывать, что относительная интенсивность электромагнитного взаимодействия на 40 порядков (!) превосходит интенсивность гравитационного взаимодействия.

Окружающая природа пронизана силами электромагнитного происхождения: это силы взаимодействия атомов и молекул, силы трения, упругие силы. При распаде ядер в атомном реакторе между одноимённо заряженными осколками действуют электрические силы отталкивания, которые сообщают осколкам ядра огромную энергию. Это и есть «атомная энергия».

Столь широкое и мощное «представительство» электромагнитного взаимодействия в природе объясняет необычайное ускорение прогресса человечества, связанное с открытием основных законов электродинамики.

Не будь этих законов, не было бы современной энергетики, современного транспорта, средств связи, телевидения и радио, всего того, что человечество приобрело за последние 150 лет благодаря только достижениям этой науки.

Однако, главное значение электродинамика Максвелла не в том, что она стимулировала бурный расцвет целого ряда прикладных наук, таких как электротехника, электроника, информатика и многие другие. До создания классической теории электродинамики в течение более двух тысячелетий царствовала механистическая теория окружающего мира. Все загадки природы – от свойств атомов до проблем космоса – люди пытались разгадать, опираясь на законы механики. Электродинамика Максвелла открыла принципиально новый подход к решению всех этих задач.

Электрический заряд это количественная мера свойства тел притягиваться или отталкиваться друг от друга с электрической силой. Точно также как гравитационная масса — мера способности тел к гравитационному взаимодействию, а объем — количественная мера свойства тела занимать место в пространстве. Заряд, масса, объем — всё это количественные меры разных свойств реальных тел.

Рассмотрим экспериментально установленные свойства электрических зарядов.

1.В природе существуют только два типа электрических зарядов: положительные и отрицательные.

2.Любой электрический заряд квантован, то есть кратен целому числу минимальных порций заряда. Носителем такой минимальной порции отрицательного заряда является электрон, положительного — протон. Численно эти минимальные заряды одинаковы и составляют е = 1.6∙10^–19 Кл. Равенство элементарных зарядов разного знака объясняет электронейтральность атомов и молекул.

3.Закон сохранения электрических зарядов: полный электрических заряд изолированной системы не меняется.

4.Опыт показывает, что электрический заряд релятивистски инвариантен, то есть его величина не зависит от того, движется он или находится в покое.

Важнейшим свойством электрических зарядов является их силовое взаимодействие друг с другом. Это взаимодействие точечных зарядов экспериментально было исследовано Ш. Кулоном.

Дата добавления: 2014-01-04