Электростатика

Электростатика – раздел учения об электричестве, изучающий взаимодействие неподвижных электрических зарядов.

Между одноименно заряженными телами возникает электростатическое (или кулоновское) отталкивание, а между разноименно заряженными – электростатическое притяжение. Явление отталкивания одноименных зарядов лежит в основе создания электроскопа – прибора для обнаружения электрических зарядов.

В основе электростатики лежит закон Кулона. Этот закон описывает взаимодействие точечных электрических зарядов.

Согласно гипотезе Кулона, электрические действия между телами рассматривались, как действия, которые происходят на расстоянии. Принималось, что два заряда \(q\) и \(q'\) мысленно сосредоточенные в двух точках, отстоящих друг от друга на расстоянии \(r\), отталкивают или притягивают один другого по направлению линии, соединяющей эти две точки, с силой, которая определяется формулой

\(f=C\frac{qq'}{r^2},\)

причем коэффициент C является зависящим исключительно только от единиц, служащих для измерения величин \(q\), \(r\) и \(f.\) Природа среды, внутри которой находятся данные две точки с зарядами \(q\) и \(q'\), предполагалось, не имеет никакого значения, не влияет на величину f. Фарадей держался совершенно иного взгляда на это. По его мнению, наэлектризованное тело только кажущимся образом действует на другое тело, находящееся в некотором расстоянии от него; на самом деле электризуемое тело лишь вызывает особые изменения в соприкасающейся с ним изолирующей среде, которые передаются в этой среде от слоя к слою, достигают, наконец, слоя, непосредственно прилегающего к другому рассматриваемому телу и производят там то, что представляется непосредственным действием первого тела на второе через отделяющую их среду. При таком воззрении на электрические действия закон Кулона, выражающийся вышеприведенной формулой, может служить только для описания того, что дает наблюдение, и нисколько не выражает истинного процесса, происходящего при этом. Тогда становится понятным, что вообще электрические действия меняются при перемене изолирующей среды, поскольку в этом случае должны изменяться и те деформации, какие возникают в пространстве между двумя, по-видимому, действующими друг на друга наэлектризованными телами. Закон Кулона, так сказать, описывающий внешним образом явление, должен быть заменен другим, в который входит характеристика природы изолирующей среды. Для изотропной и однородной среды закон Кулона, как показали дальнейшие исследования, может быть выражен следующей формулой:

\(f=(\frac CK)\frac {qq'}{r_2}.\)

Здесь K обозначает то, что выше названо диэлектрической постоянной данной изолирующей среды. Величина K для воздуха равна единице, то есть для воздуха взаимодействие между двумя точками с зарядами \(q\) и \(q'\) выражается так, как принял это Кулон.