§ 20. Електричне поле

Електричне поле

Електричне поле. Розглянемо ще раз процес притягання клаптиків паперу до наелектризованої палички, описаний у § 18. Якщо ви намагались повторити цей дослід самостійно, то бачили, що клаптики паперу притягуються до палички ще до того, як вона їх торкається, — взаємодія відбувається на відстані. А як відомо з Kjpcy 7 класу, взаємодія може відбуватись під час контакту або через поле. У нашом>^? випадку — через електричне поле.

Будь-яке електрично заряджене тіло створює навколо себе електричне поле, через яке відбивaється електромагнітна взаємодія.

Електричне поле — це особлива форма матерії, що існує навколо електрично заряджених тіл або частинок і діє з деякою силою на інші частинки або тіла, що мають електричний заряд.

Особливістю електричного поля (як і гравітаційного) для людини є те, що ми його не можемо безпосередньо сприймати за допомогою органів Hjttth. Ви знаєте, що для спостереження за матеріальним об’єктом ми використовуємо зір, слух, нюх і дотик. Саме вони надають нам інформацію про об’єкт або явище, що спостерігається, й підтвердить їх наявність. Проте електричне поле не діє безпосередньо на наші органи чуття. Саме з цим пов’язані деякі cκлaднeння розмінна цього поняття на початку його вивчення, адже важко повірити в реальність того, чого безпосередньо не відчуваєш!

Упевнитися в  електричного поля можна на підставі його дій. Основним фактом, який підтверджує наявність електричного поля, є його дія па будь-яке заряджене тІЛО, ЩО МІСТЯТЬСЯ В полі.

Проведемо такий дослід. Підвісимо на нитці до штативу з оргскла. Haeлeκτpизємo скляну паличку, потерши її об тканину, й доторкнемося нею до. Вона позитивного електричного заряд (мал. 79, а). Рівноважний стан визначатиметься дією двох сил: силою натягу нитки N та силою тяжіння F (мал. 79, б).

Потремо пластину з ебоніту вовняною тканиною, наелектризувавши її негативно. Будемо наближати негативно заряджену пластину до позитивно зарядженої кульки. Побачимо, що кулька також почне відхилятись від положення рівноваги в бік пластини. Якщо зафіксувати положення пластини, то кулька так і залишиться у відхиленому стані (мал. 79, в). Чому кулька не повертається в попереднє положення? Очевидно, що крім діючих сил (натягу нитки N і тяжіння F_v) в електричному полі пластини й кульки виникає ще одна сила — сила електромагнітної взаємодії (мал. 79, г).

Які висновки робимо з досліду?

Електричне поле зарядженого тіла діє з певною силою на будь-яке інше заряджене тіло, що перебуває в цьому полі.

Дослід ще показує, що чим ближче розміщена кулька до пластини, гам з більшою силою діє на неї електричне поле зарядженої пластини. Тобто можна зробити висновок, що електричне поле, створюване зарядженим тілом, діє на заряджені тіла, що перебувають поблизу від нього, сильніше, ніж на тіла, що містяться далі.

Між науковцями довгий час тривала дискусія щодо механізму передачі взаємодії між тілами, що перебувають на відстані одне від одного (й особливо в разі відсутності середовища між ними, тобто у вакуумі). І саме дослідження електромагнітних явищ стало поштовхом у цьому напрямі. У 1865 р. англійський учений Джеймс Клерк Максвелл на підставі аналізу знань з електрики та магнетизму пояснив особливості й закономірності електромагнітної взаємодії.

Він уперше ввів у фізику поняття поле й довів існування електромагнітного поля, а також зумів об’єднати вчення про електрику, магнетизм й оптику в одну теорію.

Графічне зображення електричного поля. У ході досліджень електричного поля вченим вдалося з’ясувати його властивості. Що у свою чергу дозволило змоделховати поле, тобто представити його графічно. Лінії, за до-

помогою яких графічно зображають електричне поле, називають силовими лініями.

Так, якщо зобразити заряджені тіла як маленькі кульки, то лінії позитивно зарядженого тіла спрямовані в усі боки від нього (мал. 80, а), а силові лінії негативно зарядженого тіла спрямовані до нього (мал. 80, б). У разі взаємодії двох електрично заряджених тіл їхні поля накладаються. На мал. 80 в, г зображені електричні поля однойменно та різнойменно заряджених кульок.

«Спостерігати» електричне поле можна на досліді, використовуючи електричні султани (мал. 81). Легкі паперові смужки, закріплені на пластмасових підставках, розміщуються вздовж силових ліній електричного поля.

Підбиваємо підсумки

Електричне поле — це особлива форма матерії, що існує навколо електрично заряджених тіл або частинок і діє з деякою силою на інші частинки або тіла, що мають електричний заряд.

Електричні поля можуть бути створені різними зарядженими тілами й різнитися за впливом на один і той самий електричний заряд: одні діють з більшою силою, інші — з меншою.

Лінії, за допомогою яких графічно зображають електричне поле, називають силовими лініями.

А знаю, вмію та можу пояснити

1.    Що таке електричне поле?

2.    Яким чином можна довести реальність існування електричного поля?

ПОЯСНІТЬ

1.    Як змінюється дія електричного поля в разі віддалення від електричного заряду, який його створює?

2.    В електричному полі негативно зарядженої пластинки «зависла» заряджена пилинка (мал. 82). Що станеться з пилинкою, якщо вона втратить кілька електронів?

3.    Опишіть і поясніть явища, зображені на малюнку 83.

4.    Установіть відповідність між зображенням електричного поля та зарядами тіл, що його утворюють.

5. Незаряджене металеве тіло внесли в електричне поле наелектризованої кулі (мал. 84, а). Після цього його розділили на дві частини (А і В на мал. 84, б). Як заряджені ці частини?

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Засєкіна