2. Электризация тел. Закон Кулона.

Электризация тел — это процесс, при котором тела приобретают электрический заряд вследствие передачи или перераспределения зарядов. Этот процесс происходит, когда между телами осуществляется контакт, трение или индукция. Рассмотрим подробнее механизмы электризации и закон Кулона.

Электризация тел

1. Трение:
При трении двух различных материалов, например, стекла и шелка, происходит перенос электронов с одного тела на другое. В результате одно тело заряжается положительно (отдаёт электроны), а другое отрицательно (получает электроны). Тип заряда зависит от свойств материалов.

2. Контакт:
Если зарядить одно тело и затем прикоснуться им к другому, часть заряда перейдет ко второму телу. Это перераспределение зарядов обеспечивает их электризацию.

3. Индукция:
Индукция — это процесс разделения зарядов в проводящем теле под воздействием внешнего электрического поля. Например, если к металлическому шару поднести заряженный стержень, в шаре произойдёт перераспределение зарядов: противоположные по знаку заряды притянутся к стержню, а одноимённые оттолкнутся.

Закон Кулона

Закон Кулона описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Французский физик Шарль Кулон установил, что эта сила зависит от величины зарядов, расстояния между ними и среды, в которой они находятся. Формула закона Кулона выглядит так:

Где:

• $F$ — сила взаимодействия между зарядами (в Ньютонах, Н);
• $q_1$ и $q_2$ — величины зарядов (в Кулонах, Кл);
• $r$ — расстояние между зарядами (в метрах, м);
• $k$ — коэффициент пропорциональности (электрическая постоянная среды), равен $k = \frac{1}{4\pi\varepsilon}$, где $\varepsilon$ — диэлектрическая проницаемость среды.

Особенности закона Кулона:

1. Сила пропорциональна произведению величин зарядов.
2. Сила обратно пропорциональна квадрату расстояния между зарядами.
3. Сила направлена вдоль линии, соединяющей заряды:
   • Если заряды одноимённые, они отталкиваются.
   • Если разноимённые, они притягиваются.

Практическое значение

Электризация тел и закон Кулона играют ключевую роль в электростатике и широко применяются:

• в технике (например, в электрофильтрах, ксерографах);
• в физике (при изучении зарядов и полей);
• в химии и биологии (взаимодействие молекул и ионов).

Эти явления объясняют многие повседневные эффекты, такие как появление статического электричества, притяжение мелких предметов к наэлектризованным телам или поведение молекул в электрических полях.