Введение

Все взаимодействия в макромире сводятся к двум фундаментальным взаимодействиям ЁC гравитационному и электромагнитному. Электромагнитное взаимодействие осуществляется при помощи электромагнитного поля. В естественных процессах на Земле, а также в большинстве технических применений важная роль принадлежит именно электромагнитным взаимодействиям. Например, силы трения между макротелами, силы упругости, силы, действующие на электронные и ионные пучки в электронных приборах ЁC все это силы электромагнитной природы.

Механические и химические свойства различных веществ также определяются электромагнитными силами. Электромагнитную природу имеет свет. Внутриатомные процессы и свойства атомов в известной степени определяются электромагнитными взаимодействиями.

Согласно современным воззрениям атомы всех тел построены из электрически заряженных частиц ЁC легких электронов (заряженных отрицательно) и тяжелых атомных ядер (заряженных положительно). Электрический ток обусловлен перемещением электрических частиц. Геометрические размеры, как атомных ядер, так и электронов настолько малы, что при рассмотрение громадного большинства физических явлений можно как атомное ядро, так и электрон заменить моделью точечного заряда ЁC геометрической точкой, имеющей определенный электрический заряд.

Исходя из указанных представлений, современная физика ставит своей задачей определить электрическую структуру всех встречающихся в природе веществ и вывести законы физических явлений из основных законов взаимодействия электрических зарядов и законов их движения. Единственное исключение нужно сделать для тех явлений, для которых имеет существенное значение силы тяготения и силы ядерные, ибо только эти силы не сводятся к взаимодействию электрических зарядов.

Исторический обзор развития представлений о природе

электричества и магнетизма*

Некоторые основные электромагнитные явления были известны с давних времен (электризация тел ЁC способность наэлектризованных тел, например, янтаря, притягивать другие легкие тела). Строгое количественное научное изучение электромагнитных явлений началось в конце XVIII века.

VI в. до н. э. ЁC первые сведения об электричестве и магнетизме. Открытие свойства натертого янтаря притягивать легкие предметы, а магнита ЁC железные (Фалес Милетский).

XI в. ЁC переоткрытие арабами свойств ориентации магнитной иглы (стрелки), появление компаса (свойства магнитной иглы ориентироваться в определенном направлении было известно китайцам еще в 2700 гг. до н. э.). В Европе компас появился в XII в.

1269 г. ЁC появился первый рукописный трактат по магнетизму «Послание о магните» П. Перегрино или Пьера из Марикура (опубликован в 1558 г.), где дано описание свойств магнитного камня, методов определения полярности магнита, взаимодействия полюсов, намагничивание прикосновением, явление магнитной индукции, некоторые технические применения магнитов и т. п.

1600 г. ЁC вышел в свет трактат У. Гильберта «О магните, магнитных телах и о большом магните Земли», в котором заложены основы электро- и магнитостатики.

1703 г. ЁC голландские ювелиры наблюдали пироэлектричество у турмалина; электризацию турмалина при нагревании в 1754 г. Установили Дж. Кантон и Ф. Эпинус.

1706 г. ЁC построена первая стеклянная электрическая машина (Ф. Гауксби); начаты исследования разрядов в газах (Ф. Гауксби).

1729 г. ЁC открыто явление электропроводности (С. Грей); показано, что электрический заряд в проводнике распределяется на его поверхности (С. Грей).

1733 г. ЁC открыты два вида электричества, установлено притяжения разноименных зарядов и отталкивания одноименных (Ш. Дюфе).

1742 г. ЁC введены понятия «проводник» и «непроводник» электричества (Ж. Дезагюлье).

1745 г. ЁC Э. Клейст и П. Мушенбрук создают первый электростатический конденсатор (лейденская банка).

1746 г. ЁC Дж. Элликот сконструировал электрометр, основанный на принципе весов.

1747 г. ЁC Ж. Ноле изобрел электроскоп.

1750 г. ЁC Б. Франклин изобрел молниеотвод, сформулировал унитарную теорию электричества, ввел понятие положительного и отрицательного зарядов и соодветствующие обозначения (+ или ЁC), установил закон сохранения электрического заряда; молниеотвод также построили И. Винклер в 1753 г., в 1754 г. ЁC П. Дивиш.

1757 г. ЁC Ф. Эпинус изобрел электрофор, в 1775 г. А. Вольта усовершенствовал электрофор.

1781 г. ЁC А. Вольта изобрел чувствительный электроскоп с соломинками.

1782 г. ЁC Р. Гаюи открыл пьезоэлектричество (у двойникового шпата).

1783 г. ЁC А. Вольта построил электрический конденсатор.

1785 г. ЁC Ш. Кулоном установил основной закон электрического взаимодействия (закон Кулона); обратно пропорциональную зависимость силы электрического взаимодействия от квадрата расстояния открыли также в 1760 г. Д. Бернулли, в 1766 г. Дж. Пристли и в 1771 г. Г. Кавендиш.

1791 г. ЁC Л. Гальвани опубликовал «Трактат о силах электричества при мышечном движении», в котором содержалось его открытие электрического тока.

1799 г. ЁC А. Вольта сконструировал первый источник постоянного электрического тока ЁC «вольтов столб» ЁC прототип гальванического элемента.

1800 г. ЁC А. Фуркруа открыл тепловое действие электрического тока; У. Никольсон, А. Карлейль, И. Риттер открыли явление разложения воды электрическим током, выделение из воды водорода и кислорода при пропускании через нее электрических искр наблюдали в 1789 г. А. Трусвик и И. Дейман.

1802 г. ЁC У. Никольсон открыл световое действие электрического тока; Н. Готро наблюдал поляризацию химического элемента; В. В. Петров открыл электрическую дугу и осуществил с ней ряд опытов (плавление металлов, сжигание различных веществ), электрическую дугу и подобные опыты осуществил в 1810 г. также Г. Дэви.

1811 г. ЁC С. Пуассон распространил теорию потенциала на явления электростатики, сформулировав, в частности, важную теорему, названную его именем, ЁC теорему Пуассона (в 1824 г. он распространил ее на магнетизм).

1820 г. ЁC Х. Эрстед открыл магнитное действие электрического тока (предположение о «влиянии электрических сил на магнит» он высказал в 1812 г.), чем положил начало электромагнетизму; А. Ампер открыл взаимодействие электрических токов и установил закон этого взаимодействия, высказал гипотезу молекулярных токов, положив в ее основу теорию эквивалентности токов и магнитов, в которой проводилась чисто токовая идея происхождения магнетизма; Ж. Био и Ф. Савар открыли закон, определяющий напряженность магнитного поля прямого тока (закон Био ЁC Савара); И. Швейгер изобрел гальванометр; П. Барлоу построил модель электромотора.

1821 г. ЁC Г. Дэви установил зависимость сопротивления проводника от его длины и поперечного сечения; М. Фарадей получил вращение проводника с током в магнитном поле; Т. Зеебек открыл теромоэлектричество.

1822 г. ЁC А. Ампер построил соленоид.

1825 г. ЁC У. Стерджен создал электромагнит, в 1828 г. Дж. Генри сконструировал элетромагниты значительной силы.

1826 г. ЁC Г. Ом экспериментально установил основной закон электрической цепи, связывающий силу тока, сопротивление и напряжение, в 1827 году вывел его теоретически.

1827 г. ЁC Г. Ом ввел понятия «электродвижущей силы», «падения напряжения» в цепи и «проводимости».

1828 г. ЁC вышел в свет труд Д. Грина «Опыт применения математического анализа в теориях электричества и магнетизма», содержащий понятие потенциальной функции и ряд теорем.

1830 г. ЁC К. Гаусс сформулировал основную теорему электростатики; Л. Нобили построил теорему; Г. Ом выполнил первые измерения э. д. с. источника тока.

1831 г. ЁC М. Фарадей открыл явление электромагнитной индукции (принцип индукции был известен также в 1831 г. Дж. Генри, но М. Фарадей первый опубликовал свое открытие); Дж. Генри и С. даль Негро независимо построили первый электродвигатель.

1832 г. ЁC И. Пикси построил первый генератор переменного тока, использующий принцип электромагнитной индукции; Дж. Генри открыл явление самоиндукции.

1833 г. ЁC М. Фарадей эмпирически установил законы электролиза; Э. Х. Ленц сформулировал правило для определения направления э. д. с. индукции (правило Ленца).

1834 г. ЁC Ж. Пельтье открыл явление выделения или поглощения тепла в местах спаев двух различных проводников при протекании через них тока (эффект Пельтье); М. Фарадей ввел понятие о силовых линиях (идея поля), теория силовых линий Фарадея ЁC теория поля в своей первоначальной форме; М. Фарадей постулировал существование ионов, экспериментальное доказательство их дал в 1853 г. И. Гитторф; Б. С. Якоби построил один из первых практических электромоторов постоянного тока ЁC электродвигатель с вращающимся рабочим валом.

1835 г. ЁC М. Фарадей открыл экстратоки при замыкании и размыкании цепи и определил их направление.

1837 г. ЁC М. Фарадей обнаружил поляризацию диэлектриков.

1839 г. ЁC М. Фарадей предсказал электреты как статические аналоги постоянного магнита (термин ввел в 1892 г. О. Хевисайд), получены Эгучи в 1919 г. (названы впоследствии термоэлектретами), в 1938 г. Г. Наджаков открыл фотоэлектреты, а в 1958 г. Б. Гросс ЁC радиоэлектреты.

1840 г. ЁC Дж. Джоуль обнаружил явление магнитного насыщения.

1841 г. ЁC Дж. Джоуль установил закон теплового действия тока (в 1842 г. его открыл также Э. Х. Ленц): отсюда и название ЁC закон ДжоуляЁCЛенца; на основе работ М. Фарадея развилась электротехника сильных токов, созданы генераторы и двигатели постоянного и переменного токов, созданы первые трансформаторы.

1842 г. ЁC Дж. Генри установил колебательный характер разряда конденсатора; Дж. Джоуль открыл магнитострикционный эффект.

1843 г. ЁC М. Фарадей экспериментально доказал закон сохранения электрического заряда; Ч. Уинстон изобрел способ измерения сопротивления (мостик Уинстона).

1845 г. ЁC Ф. Нейман разработал первую математическую теорию электромагнитной индукции и установил закон электромагнитной индукции для замкнутых проводников; В. Вебер разработал теорию электромагнитных явлений, установив закон взаимодействия двух движущихся зарядов; Г. Кирхгоф открыл закономерности в распределении электрического тока в разветвленной цепи (правила Кирхгофа); В. Ханкель установил возрастание электропроводности жидкостей с повышением температуры; М. Фарадей открыл диамагнетизм и парамагнетизм ЁC он же ввел эти термины (ранее А. Бургманс экспериментально установил притяжение парамагнетиков и отталкивания диамагнетиков ЁC не вводя этих понятий).

1848 г. ЁC В. Вебер построил электродинамометр.

1851 г. ЁC А. Беккерель открыл фотогальванический эффект ЁC изменение э. д. с. гальванического элемента под действием света (эффект Беккереля); Г. Румкорф построил индукционную катушку (катушка Румкорфа).

1852 гг. ЁC М. Фарадей отчетливо сформулировал концепцию поля (понятие поля ввел в 1830-х гг.).

1853 г. ЁC Г. Видеман и Р. Франц установили температурную зависимость отношения теплопроводности металлов к их электропроводности (закон ВидеманаЁCФранца); У. Томсон развил теорию электрических колебаний в электрическом контуре, состоящем из конденсатора и катушки, вывел формулу для периода собственных колебаний в зависимости от емкости и индуктивности (формула Томсона).

1860-1865 гг. ЁC Дж. Максвелл создал теорию электромагнитного поля, обобщив весь накопленный научный материал (первые дифференциальные уравнения поля были записаны им в 1855-1856 гг.).

1860 г. ЁC А. Пачинотти построил двигатель постоянного тока с коллектором (кольцевой электродвигатель) и показал возможность его преобразования в динамомашину (усовершенствован в 1869 г. З. Граммом, в 1873 г. Ф. Хефнер-Альтенек заменил кольцевой якорь барабанным, упростив конструкцию и увеличив мощность); Г. Планте изобрел свинцовый аккумулятор.

1861 г. ЁC Дж. Максвелл ввел понятие о токе смещения.

1864 г. ЁC Дж. Максвелл в статье «Динамическая теория электромагнитного поля» впервые дал определение электромагнитного поля и заложил основы его теории.

1865 г. ЁC Дж. Максвелл постулировал существование электромагнитных волн, выдвинул концепцию об электромагнитной природе света (идею электромагнитной природы света высказал в 1846 г. М. Фарадей, электромагнитную теорию света также в 1867 г. разработал также Л. Лоренц); Э. Виллари открыл явление, обратное магнитострикции, ЁC изменение намагниченности ферромагнетика при деформации (магнитоупругий эффект или эффект Виллари).

1872 г. ЁC А. Н. Лодыгин изобрел электрическую лампу накаливания (в 1879 г. Т. Эдисон создал лампу накаливания с угольной нитью достаточно долговечной конструкцией и удобную для промышленного изготовления, получившую широкое распространение).

1873 г. ЁC Дж. Максвелл теоретически определил величину давления света (идея светового давления выдвинута была И. Кеплером в 1619 г. и Л. Эйлером в 1748 г.); Мэй открыл явление внутреннего фотоэффекта ЁC изменение проводимости селена под влиянием освещения.

1874 г. ЁC Н. А. Умовым введено понятие о скорости и направлении движения энергии и потоке энергии, применительно к электромагнитной энергии это сделал в 1884 г. Дж. Пойнтинг: отсюда название ЁC вектор УмоваЁCПойнтинга; Дж. Стоней высказал мысль о дискретности электрического заряда и вычислил его величину, в 1891 г. он предложил для постулированной единицы электрического заряда название электрон (идею об элементарном электрическом заряде высказывали М. Фарадей (1833 г.), В. Вебер (1845 г.), Г. Гельмгольц (1881 г.) и др.).

1876 г. ЁC Дж. Керр открыл магнитооптический эффект; Г. Роуланд обнаружил магнитное поле конвекционных токов (опыт Роуланда); П. Н. Яблочков изобрел первый практически пригодный источник электрического освещения (свеча Яблочкова); П.Н.Яблочков изобрел трансформатор (в 1882 г. трансформатор также построили И. Ф. Усагин и Л. Голар); А. Белл изобрел телефон.

1878 г. ЁC Д. Юз изобрел угольный микрофон.

1879 г. ЁC Э. Холл открыл эффект явление возникновение в проводнике с током, помещенном в магнитное поле, электрического поля, перпендикулярному току и магнитному полю (эффект Холла); Р. Клаузиус, развивая идеи О. Моссоти, разработал теорию поляризации диэлектриков и установил соотношение между диэлектрической проницаемостью и плотностью диэлектрика (уравнение КлаузиусаЁCМоссоти).

1880 г. ЁC А. Риги открыл магнитный гистерезис (гистерезис наблюдали также Э. Варбург (1881 г.) и Дж. Эвинг (1882 г.)); Пьер и Жак Кюри открыли пьезоэлектрический эффект.

1883 г. ЁC Т. Эдисон открыл явление термоэлектронной эмиссии.

1885 г. ЁC Т. Хьюгс открыл скин-эффект (теорию скин-эффекта разработали в 1886 г. независимо Дж. Рэлей и О. Хэвисайд). В. Рентген обнаружил магнитное поле, создаваемое движущимся в электрическом поле.диэлектриком (рентгенов ток).

1887 г. ЁC Г. Герц сконструировал генератор электромагнитных колебаний (вибратор Герца) и предложил мептод обнаружения электромагнитных волн (резонатор Герца).

1888 гг. ЁC Г. Герц экспериментально доказал существование электромагнитных волн, предсказанных Дж. Максвеллом; создан фотоэлемент (А. Г. Столетов, А. Риги); открыто явление вращающегося магнитного поля (Н. Тесла, Г. Феррарис); создан генератор трехфазного тока (М. И. Доливо-Добровольский).

1890 г. ЁC Э. Брэндли изобрел когерер.

1891 г. ЁC В. Бьеркнес в работе «О затухании быстрых электрических колебаний» описал явление электрического резонанса и построил резонансную кривую; Н. Тесла изобрел высокочастотный трансформатор.

1892 г. ЁC создание Х. Лоренцом основ классической электронной теории (начал разрабатыватьв 1880 г.), свое завершение она получила в его монографии «Теория электронов» (1909 г.).

1893 г. ЁC А. Блондель изобрел электромагнитный осциллограф с бифилярным подвесом (осциллограф Блонделя).

1894 г. ЁC А. С. Попов построил генератор электромагнитных колебаний, когерер и изобрел антенну.

1895 г. ЁC Дж. Лармор установил теорему о прецессии электронов во внешнем магнитном поле (теорема Лармора); открытие П. Кюри зависимости магнитной восприимчивости парамагнетиков от абсолютной температура (закон Кюри), в 1907 г. закон уточнен П. Вейссом ЁC закон КюриЁCВейсса; П. Кюри установил существование (у железа) температуры, выше которой исчезают ферромагнитные свойства, т. е. происходит разрушение спонтанной намагниченности ферромагнетика (точка Кюри); А. С. Попов изобрел радио, 24 марта 1896 г. он передал на расстояние 250 метров первую радиограмму; в 1892 г. принципы радиосвязи описал У. Крукс, в 1896 г. приборы для связи без проводов, аналогичные приборам А. С. Попова, и принцип передачи при помощи радиоволн разработал также Г. Маркони.

1897 г. ЁC Дж. Дж. Томсон открыл электрон и вычислил его удельный заряд (отношение модуля заряда электрона к его массе).

1898 г. ЁC выдвинута концепция свободных электронов («электронного газа») в металлах (К. Рикке, П. Друде, Дж. Дж. Томсон), дальнейшее развитие она получила в 1904 г. у Х. Лоренца (теория ДрудеЁCЛоренца).

1899 г. ЁC П. Н. Лебедев экспериментально измерил давление света на твердые тела.(в 1907 г. он сделал это для газов), в 1903 г. обнаружил и измерил давление света Э. Никольс.

1900 г. ЁC Г. Рубенс и Э. Хаген выполнили измерение отражательной способности металлов, подтвердивших электромагнитную теорию Дж. Максвелла.

1901 г. ЁC О. Ричардсон установил зависимость плотности тока насыщения термоэлектронной эмиссии от температуры поверхности катода (закон Ричрдсона).

1904 г. ЁC Дж. Флемингом изобретена двухэлектродная вакуумная электронная лампа.

1906 г. ЁC Л. ди Форест изобрел трехэлектродную вакуумную электронную лампу ЁC триод.

1907 г. ЁC П. Вейсс установил (независимо от П. Кюри, 1895 г.) температурную зависимость магнитной восприимчивости парамагнетиков (закон КюриЁCВейсса).

1910-1914 гг. ЁC Р. Милликен экспериментально доказал дискретность и впервые достаточно точно измерил величину зарядаэлектрона.

1911 г. ЁC Г. Камерлинг-Онесс открыл явление сверхпроводимости.

1912 г. ЁC П. Эвальд развил теорию поляризации диэлектрических кристаллов.

1913 г. ЁC И. Ленгмюр установил закон для плотности тока термоэлектронной эмиссии (закон трех вторых Ленгмюра).

1915 г. ЁC С. Барнетт обнаружил явление возникновения в теле при вращении в отсутствии внешнего магнитного поля намагниченности (эффект Барнетта); А. Эйнштейн и В. де Гааз обнаружили возникновение вращения тела при намагничивании (эффект Эйнштейна ЁC де Газа).

1918 г. ЁC выдвинута идея объединенного описания гравитационного и электромагнитного полей и вещества на базе геометризованной картины мира ЁC единая теория поля (Г. Вейль), развита в дальнейшем Э. Картаном, А. Эддингтоном, А. Эйнштейном и др.

1923 г. ЁC П. Л. Капица поместил камеру Вильсона в магнитное поле и наблюдал искривление треков заряженных частиц.

1929 г. ЁC введено понятие плазмы и плазменных колебаний (И. Ленгмюр, Л. Тонкс); Э. Мэррит обнаружил полупроводниковые свойства у германия.

1930 г. ЁC К. Вагнер обнаружил существование двух типов полупроводников - электронных и дырочных.

1930-1933 гг. ЁC построение теории сегнетоэлектричества (П. П. Кобеко, И. В. Курчатов).

1930-1939 гг. ЁC активное изучение полупроводников.

1948 г. ЁC У. Шокли и Дж. Пирсон обнаружили эффект поля, имевший важное значение для изобретения транзистора.

1948 г. ЁC Дж. Бардин и У. Браттейн изобрели полупроводниковый транзистор.

1949 г. ЁC У. Шокли разработал теорию p-nЁCперехода, предложил p-nЁCтранзистор.

1986-1987 гг. ЁC Открыто явление высокотемпературной сверхпроводимости.

Электростатика

В электростатике рассматриваются взаимодействия и свойства электрических зарядов, неподвижных в той системе координат, в которой эти заряды изучаются, а также изучаются электрические поля, создаваемые такими зарядами.

В природе существуют два рода электрических зарядов, условно называемых ЁC положительным и отрицательным. Одноименно заряженные тела отталкиваются друг от друга, а разноименно заряженные ЁC притягиваются. Следовательно, зная знак заряда одного из тел легко определить знак заряда другого тела. Наэлектризовать тело, т.е. создать в нем избыток одного из зарядов можно, в частности, трением. При электризации тел трением всегда одновременно электризуются оба тела, причем одно из них получает положительный заряд, а другое ЁC отрицательный. Положительный заряд первого тела всегда в точности равен модулю отрицательного заряда второго тела, если до электризации оба тела не были заряжены. Исходя из этого, был установлен закон сохранения электрических зарядов: электрические заряды не возникают и не исчезают, они могут быть лишь переданы от одного тела другому или перемещены внутри данного тела.

Этот закон подтверждается многочисленными опытами. Из закона сохранения зарядов следует, что в любом электрически нейтральном веществе имеются заряды обоих знаков и притом в равных количествах. В результате соприкосновения двух тел при трение часть зарядов переходит из одного тела в другое. Равенство суммы положительных и отрицательных зарядов в каждом из них нарушается, и они заряжаются разноименно.

Опытным путем было выяснено, что электрический заряд любого тела состоит из целого числа элементарных зарядов (элементарный заряд равен 1,6·10-19 Кл). Наименьшая частица, обладающая отрицательным элементарным зарядом, называется электроном (в переводе с греческого электрон ЁC янтарь). Масса электрона равна 9,1·10-31 кг. Элементарный заряд будем обозначать буквой е. Заряд электрона ЁCе, протона +е. Поскольку всякий заряд q образуется совокупностью элементарных зарядов, он является кратным е:

q = µ § e

Все тела делятся на проводники и диэлектрики. Проводником называют тело, в котором электрические заряды могут свободно перемещаться по всему его объему. Диэлектрик таким свойством не обладает ЁC сообщаемые ему электрические заряды остаются в тех же местах, в которые они были первоначально помещены. К проводникам относятся все металлы, растворы кислот, солей и щелочей, раскаленные газы и другие. Кроме того, существует большая группа веществ, называемых полупроводниками, которые занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками.

Громадное большинство применяемых на практике способов наблюдения и измерения слишком грубы для того, чтобы с их помощью можно было обнаружить существование отдельных частиц электричества. Наименьшие наблюдаемые при этом электрические заряды содержат в себе многие миллионы и миллиарды частиц электричества, отделенных друг от друга ничтожными расстояниями. При таком суммарном или макроскопическом изучении электрических явлений возможно, не внося существенной ошибки в результате рассуждений, вовсе не учитывать дискретной природы электрических зарядов и пользоваться представлением о непрерывно протяженных электрических зарядов; т.е. мы можем считать, что электрические заряды сплошным, непрерывным образом заполняют заряженные участки материальных тел. Аналогичный подход использовался в механике.

Зачастую при рассмотрении полей, создаваемых макроскопическими зарядами отличаются от дискретной структуры этих зарядов и считают их распределенными в пространстве непрерывным образом с конечной всюду плотностью.

Если заряд сосредоточен в объеме, то вводится величина ЁC объемная плотность заряда µ §:

µ § (1)

Если заряд сосредоточен в тонком поверхностном слое ЁC поверхностная плотность заряда µ §:

µ § (2)

Если заряды распределены вдоль линии ЁC линейная плотность заряда µ §:

µ § (3)

Микроскопическая теория, основанная на учете атомистического строения электричества (электронная теория), позволяет показать, что макроскопические законы суммарных явлений вытекают из более точных микроскопических законов явлений элементарных. Поскольку строгое изложение микроскопической теории должно базироваться на квантовой теории, то мы вынуждены рассмотреть только те вопросы микроскопической теории, которые с достаточной степенью точности могут быть рассмотрены в рамках классической физики.

Закон Кулона

Первое количественное исследование электростатического взаимодействия было выполнено Шарлем Кулоном в 1785г. Для измерения сил отталкивания между одноименно заряженными телами Кулон использовал сконструированные им крутильные весы. Кулон допустил, что шарики взаимодействуют так, как если бы их заряды находились в центрах шаров, что позволило ему сформулировать закон взаимодействия точечных зарядов. Точечный заряд ЁC геометрическая точка, которой приписывается заряд. В результате исследований Кулон установил закон, носящий его имя (закон Кулона): сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов пропорциональна произведению зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними; направление силы совпадает с соединяющей заряды прямой. Причем одноименные заряды отталкиваются, а разноименные ЁC притягиваются. Закон Кулона может быть выражен формулой:

следующая страница>