По современным представлениям, электронные заряды не действуют друг на друга конкретно. Каждое заряженное тело делает в окружающем пространстве электронное поле. Это поле оказывает силовое действие на другие заряженные тела. Главное свойство электронного поля – действие на электронные заряды с некой силой. Таким макаром, взаимодействие заряженных тел осуществляется не конкретным их воздействием друг на друга, а через электронные поля, окружающие заряженные тела. Электронное поле, окружающее заряженное тело, можно изучить при помощи так именуемого пробного заряда – маленького по величине точечного заряда, который не заносит приметного перераспределения исследуемых зарядов. Для количественного определения электронного поля вводится силовая черта напряженность электронного поля.

Напряженностью электронного поля именуют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку места, к величине этого заряда:

  Напряженность электронного поля – векторная физическая величина. Направление вектора совпадает в каждой точке места с направлением силы, vigente en el positivo de la prueba la carga de la. Электронное поле недвижных и не меняющихся с течением времени зарядов именуется электростатическим. Если при помощи пробного заряда исследуется электронное поле, создаваемое несколькими заряженными телами, то результирующая сила оказывается равной геометрической сумме сил, действующих на пробный заряд со стороны каждого заряженного тела в отдельности. Как следует, напряженность электронного поля, создаваемого системой зарядов в данной точке места, равна векторной сумме напряженностей электронных полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности:

  Это свойство электронного поля значит, что поле подчиняется принципу суперпозиции. В согласовании с законом Кулона, напряженность электростатического поля, создаваемого точечным зарядом Q на расстоянии r от него, равна по модулю

  Это поле именуется кулоновским. В кулоновском поле направление вектора находится в зависимости от знака заряда Q: если Q> 0, то вектор ориентирован по радиусу от заряда, если Q< 0, то вектор ориентирован к заряду. Для приятного представления электронного поля употребляют силовые полосы. Эти полосы проводятся так, чтоб направление вектора в каждой точке совпадало с направлением касательной к силовой полосы (рис. 4.2.1). При изображении электронного поля при помощи силовых линий, их густота должна быть пропорциональна модулю вектора напряженности поля.

1

Набросок 4.2.1. Силовые полосы электронного поля.

Силовые полосы кулоновских полей положительных и отрицательных точечных зарядов изображены на рис. 4.2.2. Потому что электростатическое поле, создаваемое хоть какой системой зарядов, может быть представлено в виде суперпозиции кулоновских полей точечных зарядов, изображенные на рис. 4.2.2. поля можно рассматривать как простые структурные единицы («кирпичики») хоть какого электростатического поля.

2

Набросок 4.2.2. Силовые полосы кулоновских полей.

Кулоновское поле точечного заряда Q комфортно записать в векторной форме. Для этого необходимо провести радиус-вектор от заряда Q к точке наблюдения. Тогда при Q> 0 el vector de параллелен а при Q< 0 el vector de антипараллелен Как следует, можно записать:

где r – модуль радиус-вектора .  В качестве примера внедрения принципа суперпозиции полей на рис. 4.2.3. изображена картина силовых линий поля электронного диполя – системы из 2-ух схожих по модулю зарядов различного знака q и –q, расположенных на неком расстоянии l.

3

Набросок 4.2.3. Силовые полосы поля электронного диполя

Принципиальной чертой электронного диполя является так именуемый дипольный момент

donde – el vector de, направленный от отрицательного заряда к положительному, модуль Диполь может служить электронной моделью многих молекул. Электронным дипольным моментом обладает, por ejemplo, нейтральная молекула воды (H2O), потому что центры 2-ух атомов водорода размещаются не на одной прямой с центром атома кислорода, а под углом 105° (рис. 4.2.4). Дипольный момент молекулы воды p = 6,2·10–30 Kl· m.

4

Набросок 4.2.4. Дипольный момент молекулы воды.

В почти всех задачках электростатики требуется найти электронное поле по данному рассредотачиванию зарядов. Que, por ejemplo, необходимо отыскать электронное поле длинноватой однородно заряженной нити (рис. 4.2.5) на расстоянии R от нее.

5

Набросок 4.2.5. Электронное поле заряженной нити.

Поле в точке наблюдения P может быть представлено в виде суперпозиции кулоновских полей, создаваемых малыми элементами Δx нити, с зарядом τΔx, donde τ – заряд нити на единицу длины. Задачка сводится к суммированию (интегрированию) простых полей Результирующее поле оказывается равным

  Вектор всюду ориентирован по радиусу Это следует из симметрии задачки. Уже этот обычный пример указывает, что прямой путь определения поля по данному рассредотачиванию зарядов приводит к массивным математическим расчетам. В ряде всевозможных случаев можно существенно упростить расчеты, если пользоваться аксиомой Гаусса, которая выражает базовое свойство электронного поля.