ГЛАВА 23. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ. ЗАКОН КУЛОНА. ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ

Рассмотрим несколько примеров применения закона Кулона и принципа суперпозиции.

Пример 23.1. Заряженное тело притягивает маленькие кусочки металлической фольги. Почему? Ведь кусочки фольги не заряжены. (Этот опыт легко сделать в «домашних условиях» с помощью, например, пластмассовой ручки. Если потереть ручку о ткань, она приобретает электрический заряд и будет притягивать кусочки металлической фольги.) А будет ли заряженное тело притягивать кусочки диэлектрика, например, бумаги?

Решение. Металлы являются проводниками электрического тока. Поэтому в них в электрическом поле происходит перераспределение их собственных зарядов: благодаря кулоновскому взаимодействию электроны металла перемещаются в направлении внешних положительно заряженных тел и от отрицательно заряженных. В результате кусочки металлической фольги поляризуются, т.е. в них возникает области (полюсы) положительного и отрицательного заряда (рис. 23.2). Эти области взаимодействуют с внешним электрическим зарядом и дают притяжение к нему и отталкивание от него. Но область заряда противоположного знака находится ближе к внешнему заряду, область заряда того же знака - дальше. Поэтому притяжение будет больше отталкивания, и результирующая сила будет силой притяжения.

В диэлектриках (таких как бумага) также происходит поляризация, однако ее механизм другой. Молекулы диэлектрика в целом являются незаряженными, но при их взаимодействии с внешним зарядом они деформируются, в результате чего в них появляется области большей концентрации положительного и отрицательного заряда (поляризация молекул). Такие полярные молекулы ориентируются во внешнем поле и на поверхности диэлектрика также возникают области положительного и отрицательного заряда (поляризация диэлектрика, рис. 23.2). Благодаря взаимодействию этих областей с внешним зарядом возникает притяжение незаряженного диэлектрика к внешнему заряду.