Кулон — это такой электрический заряд, который, проходя через перечное сечение проводника за 1 с, создает в нем в силой 1 А.

Способность электрических зарядов, как к взаимному притяжению, так и к взаимному отталкиванию объясняется существованием двух видов зарядов. Один вид заряда назвали положительным, носителем элементарного положительного заряда является протон. Другой вид заряда назвали отрицательным, его носителем является электрон. Элементарный заряд равене = 1,6 • 10 Кл.

Заряд частицы всегда представляется числом, кратным величине элементарного заряда.

Полный заряд замкнутой системы (в которую не входят заряды извне), т. е. алгебраическая сумма зарядов всех тел, остается постоянным:

q1 + q2 + …. + qn = = const.

Электрический заряд не создается и не исчезает, а только переходит от одного тела к другому. Этот экспериментально установленный факт называется законом сохранения электрического заряда. Никогда и нигде в природе не возникает и не исчезает электрический заряд одного знака. Появление и исчезновение электрических зарядов на телах в большинстве случаев объясняется переходами элементарных заряженных частиц — электронов — от одних тел к другим.

Электризация — это сообщение телу электрического заряда. Электризация может происходить, например, при соприкосновении (трении) разнородных веществ и при облучении. При электризации в теле возникает избыток или недостаток электронов.

В случае избытка электронов тело приобретает отрицательный заряд, в случае недостатка — положительный.

Законы взаимодействия неподвижных электрических зарядов изучает электростатика.

Основной закон электростатики был экспериментально установлен французским физиком Шарлем Кулоном и читается так: модуль силы взаимодействия двух точечных неподвижных электрических зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению величин этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними:

где q1 и q2 — модули зарядов, r — расстояние между ними, k — коэффициент пропорциональности, который зависит от выбора системы единиц, в СИ k = 9 • 10 Н • м /Кл.

Величина, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия зарядов в вакууме больше, чем в среде, называется диэлектрической проницаемостью среды, Для среды с диэлектрической проницаемостью е закон Кулона записывается следующим образом:

В СИ коэффициент k принято записывать следующим образом: k = 1/4 0, где — электрическая постоянная. Она численно равна

 

С использованием электрической постоянной закон Кулона имеет вид:

Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Кулоновские силы можно изобразить графически (рис. 14, 15).

Кулоновская сила направлена вдоль прямой, соединяющей заряженные тела. Она является силой притяжения при разных знаках зарядов и силой отталкивания при одинаковых знаках зарядов.

Давление света

Опыты Лебедева

В 1901 г. П. Н. Лебедев, проводя тщательные измерения, установил, что свет, падая на какую-либо поверхность, оказывает на нее давление, зависящее от светового потока и отражающей способности поверхности тела.

Устройство, с помощью которого П. Н. Лебедев измерял световое давление, представляло собой легкий каркас с укрепленными на нем тонкими «крылышками»— светлыми и темными дисками толщиной от 0,01 до 0,1 мм (рис. 20.7).

Диски располагались симметрично относительно оси подвеса, вокруг которой каркас мог поворачиваться. Свет, падая на «крылышки», оказывал на светлые и затемненные диски различное давление. В результате каркас, подвешенный на тонкой стеклянной нити, испытывал вращающий момент, который закручивал нить. Давление света определялось по углу закручивания нити.

Это явление может быть объяснено как на основе волновых представлений о свете, так и с точки зрения квантовой теории света.

Согласно электромагнитной теории света, давление света объясняется возникновением механических сил, действующих на электроны освещаемого тела со стороны электрического и магнитного компонента электромагнитного поля.

Согласно вычислениям, проведенным по электромагнитной теории света Максвелла, давление, оказываемое падающей электромагнитной волной на поверхность, составляет

где Ee = Фe/S — энергетическая освещенность поверхности, с — скорость света в вакууме. С учетом того, что на поверхность действует и отраженная волна ( р — коэффициент отражения),