Основы электродинамики. Электростатика

Одним из важных представлений электродинамики является понятие электрического заряда. Электрический заряд ¾ материальный источник электромагнитного поля, это ¾ внутренняя характеристика элементарных частиц, определяющая их электромагнитное взаимодействие (скалярная физическая величина).

Согласно полевой модели взаимодействия частиц (в дальнейшем рассмотрим и квантово-механическую) заряженная частица так возмущает окружающее пространство, что любая другая заряженная частица, помещенная в область этого пространства, будет испытывать действие силы. Говорят, что на частицу действует электромагнитное поле. Электрическая составляющая такого поля связана с самим фактом присутствия заряженной частицы (источника) в рассматриваемой области пространства, магнитная ¾ с ее движением. Любое заряженное тело можно представить как совокупность заряженных частиц, создающих общее электромагнитное поле.

Электростатика ¾ раздел электродинамики, в котором рассматривается взаимодействие неподвижных электрических зарядов (через электростатическое поле). Конечно, такой подход является некоторым приближением, так как заряды ¾ неподвижные относительно одной системы отсчета, всегда движутся относительно какой-либо другой (достаточно вспомнить, что Земля вращается). Однако, такой подход удобен тем, что можно не учитывать магнитное поле.

Различают два типа электрических зарядов, условно названные положительными и отрицательными. Носителями электрических зарядов являются элементарные частицы, в частности частицы, которые входят в состав атомов: электрон (отрицательный заряд) и протон (положительный заряд). Электрону и протону присущи наименьшие неделимые заряды, их называют элементарными (⁺е ¾ для протона, ^-е ¾ для электрона). Единицей измерения заряда в СИ является кулон (1 Кл = 6,25 × 10¹⁸ е). Элементарный заряд е по модулю равен (1,6021892 ± 0,0000046) × 10^-19 Кл или приближенно 1,6 × 1010^-19 Кл. Тело будет заряженным, если имеет неодинаковое число положительных и отрицательных элементарных зарядов. Тем не менее, обратите внимание на закон сохранения электрического заряда, который гласит, в электрически изолированной системе (отсутствует обмен электрически заряженными частицами с окружающей средой) алгебраическая сумма электрических зарядов остается постоянной.

Установлено, что взаимодействие одноименно заряженных частиц (тел) имеет характер отталкивания, а заряженных разноименно ¾ притяжения.