Напряженность электрического поля точечного заряженного тела
При рассмотрении физических явлений ученые часто пользуются упрощенными моделями, которые строятся с учетом определенных ограничений. Такие ограничения облегчают изучение явлений, позволяют получать результаты, обобщив которые, можно распространить на реальные физические объекты и явления.
Одним из таких упрощений является понятие материальной точки, применяемой в механике.
Модели облегчают исследование физических явлений.
В электростатике много закономерностей выведено для точечных заряженных тел. В этом упрощении сознательно избираются условия, при которых можно пренебречь размерами и формой заряженных тел.
Как правило, это объекты, линейные размеры которых крайне малы по сравнению с расстояниями, на которых они находятся относительно других тел.
Точечное заряженное тело — одна из моделей, которой пользуются в электростатике.
От чего же зависит напряженность заряженного точечного тела?
Для решения этой задачи используем экспериментальную установку для исследования структуры электрического поля. Главной частью этой установки является плоский сосуд, наполненный минеральным или касторовым маслом.
На поверхность жидкости равномерно насыплем мелкие кристаллики гипса или гидрохинона. Они будут иметь разную ориентацию, и нельзя определить определенное направление их продольных осей.
Расположим в центре сосуда маленький металлический шарик (точечное тело), соединенный проволокой с заряженным телом (рис. 4.27).
Шарик приобретет соответствующий заряд, и кристаллики начнут двигаться к нему, объединяясь в хорошо заметные цепочки. Получим спектр электрического поля шарика (рис.
4.28, а).
Если увеличить значение заряда, то количество частичек, притягивающихся к шарику, будет больше. Увеличится и плотность цепочек.
Полученные картины изобразятся графически в виде спектров электрических полей точечного заряженного тела (рис.4.28, б). Учитывая то, что плотность силовых линий показывает в определенном масштабе напряженность электрического поля, делаем вывод, что большему значению электрического заряда при всех прочих одинаковых условиях отвечает большая напряженность электрического поля.
Более точные исследования показывают, что модуль напряженности электрического поля точечного заряженного тела пропорционален заряду этого тела. Такая зависимость выражается графиком зависимости (рис. 4.29)
E ~ q.
