Электрическое поле и его особенности. электростатическое поле (заряженных неподвижных тел)
Если тело имеет электрический заряд, то оно взаимодействует с другими телами. Рассмотрим подробнее само явление взаимодействия.
Укрепим металлический шар на стержне электрометра и зарядим его от эбонитовой палочки, потертой мехом. Стрелка отклонится от положения равновесия и засвидетельствует, что шар имеет электрический заряд.
Подвесим на тонкой нити легкую металлическую гильзу и начнем подносить ее к шару. На определенном расстоянии станет заметным притягивание гильзы к шару.
Нить отклонится от вертикального положения (рис. 4.12).
Если же она прикоснется к шару, то сразу же оттолкнется от него. Если незаряженную гильзу подносят к заряженному шару, то на ближнем конце гильзы появляется заряд противоположного знака.
Вследствие этого гильза притягивается к шару и касается его. При прикосновении часть заряда шара компенсирует заряд противоположного знака на гильзе. Оставшийся заряд перераспределяется между шаром и гильзой. Они заряжаются одноименно и отталкиваются.
Подобное взаимодействие можно наблюдать и в вакууме.
Если заряженные полоски на нитях разместить под колпаком воздушного насоса и откачать из него воздух, то никаких изменений во взаимодействии полосок не заметим (рис. 4.13).
Мы привыкли к тому, что действие одного тела на другое передается вследствие непосредственного контакта между ними. Так, вагон придет в движение лишь тогда, когда локомотив начнет его тянуть или толкать.
Мяч изменит направление движения после взаимодействия с ногой футболиста или стойкой ворот.
Каков же механизм взаимодействия заряженных тел?
Майкл Фарадей (1791 — 1867) — известный английский физик, основоположник учения об электромагнитном поле, один из основателей электрохимии, исследователь взаимодействия вещества и магнитного поля.
Поиску ответов на данный вопрос посвятили жизнь многие ученые. И лишь выдающемуся английскому физику М. Фарадею удалось плодотворно осмыслить все известные к тому времени знания из электричества и прийти к выводу о существовании электрического поля как вида материи.
Каковы же особенности электрического поля? Рассмотрим лишь самые общие из них.
Каждое заряженное тело или частица имеет электрическое поле.
Главным свойством электрического поля является способность действовать на заряженные тела.
В соответствии с современными представлениями, сложившимися на основании многочисленных исследований, взаимодействие заряженных тел происходит потому, что на каждое из них действует поле другого тела.
Электрическое поле не имеет границ. Если и говорят об определенной «границе», то имеют в виду некоторую точку поля, в которой приборы уже не могут обнаружить это поле.
Если состояние одного из взаимодействующих электрически заряженных тел изменяется, то происходят изменения и в электрическом поле. Они распространяются не мгновенно, а с конечной скоростью, равной скорости света.
Подобные представления о взаимодействии электрически заряженных тел кратко выражаются в принципе близкодействия: взаимодействие между материальными объектами осуществляется лишь в случае их непосредственного контакта, а информация об изменении состояния одного из взаимодействующих объектов передается с конечной скоростью.
Теоретическими исследованиями другого английского ученого Дж. Максвелла было установлено, что существует единое электромагнитное поле, отдельным проявлением которого является электрическое поле.
В системе отсчета, где заряженные тела неподвижны, это поле называется электростатическим, то есть полем неподвижных заряженных тел.
