ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД И ЕГО СВОЙСТВА
В классической физике при объяснении разнообразных природных явлений выделяют четыре типа взаимодействий, которые характеризуются эффективным радиусом действия и константой взаимодействия:
сильное — используется для описания взаимодействий в атомном ядре, r ~ 10-15м;
слабое — описывает превращения элементарных частиц, r ~ 10-17;
гравитационное — в наибольшей степени проявляется при взаимодействии космических тел;
электромагнитное – используется для описания взаимодействий внутри атомов, молекул и вещества в целом.
Электрический заряд — скалярная физическая величина, определяющая способность заряженных тел вступать в электромагнитные взаимодействия.
Свойства:
1.Экспериментально установлено: а) существуют два вида зарядов, условно обозначенные как положительные и отрицательные;
Б) одноименные заряды отталкиваются, разноименные — притягиваются.
2. Р. Милликен в 1909 г. экспериментально показал, что заряд любого тела кратен элементарному заряду q=Ne
Элементарный заряд — наименьший заряд, способный существовать в свободном состоянии.
Материальными носителями элементарного заряда являются элементарные частицы протон и электрон. qp=qe=1,6·10-19 Кл (Кулон) c относительной точностью e=10-21,
1 Кл — не основная единица измерения заряда в системе СИ,
1Кл=1А·1с, т. е. численно равен заряду проходящему через поперечное сечение проводника за 1с при силе тока 1А. mp=1836me, me=9,1·10-31 кг
Электрон считается точечной частицей(структура неизвестна).
Исследование структуры протонов и нейтронов с помощью быстрых электронов показало, что внутри них есть области с отрицательными и положительными зарядами, что позволило ввести гипотезу о существовании кварков.
3. М. Фарадей сформулировал закон сохранения заряда:
Алгебраическая сумма электрических зарядов любой замкнутой системы (не обменивающейся зарядами с внешними телами) остается неизменной при любых процессах внутри системы.
4.Электрический заряд – величина релятивистки инвариантная, т. е. не зависит от выбора инерциальной системы отсчета.
Ион – атом или молекула, потерявшая или приобретшая один или несколько электронов.
Проводник – модель вещества, имеющего большое количество свободных зарядов.
Свободный заряд – способный перемещаться по всему объему вещества.
Диэлектрик – модель вещества, в котором нет свободных, а есть только связанные заряды.
Связанные заряды — перемещаются только в пределах атомов, молекул, ионов.