ელექტროსტატიკა

ელექტროსტატიკა — ელექტროდინამიკის ნაწილი, რომელიც შეისწავლის უძრავი ელექტრული მუხტების ურთიერთქმედებას.

ისტორია

ჩვენს წელთაღრიცხვამდე VII საუკუნეში ბერძენმა ფილოსოფოსმა თალეს მილეტელმა აღწერა, რომ შალის ქსოვილზე გახახუნებული ქარვის სხეული იზიდავს ქაღალდის ან შალის მსუბუქ ნაკუწებს. ეს მოვლენა უყურადღებოდ დარჩა 2200 წელზე მეტ ხანს. 1600 წელს ინგლისელმა მეცნიერმა ჯილბერტმა გაიმეორა მილეტელის ცდები და დაადგინა, რომ ასეთ თვისებებს ქარვის გარდა იძენს მინის ღერო, ფისი, ალმასი, საფირონი და სხვა სხეულები. სხეულთა ამ თვისებას ელექტროობა უწოდეს. თავის ცდებში ჯილბერტმა ვერ შეძლო ლითონის დაელექტროება ხახუნით და აღნიშნა, რომ არიან ისეთი სხეულები რომლებიც ხახუნით არ ელექტროვდებიან, მაგრამ ეს აზრი არასწორი აღმოჩნდა. შემდეგ რუსმა მეცნიერმა ვასილი პეტროვმა მეტალებიც დააელექტროვა ხახუნით. დღეისათვის დამკიცებულია, რომ ხახუნით ელექტროვდება ნებისმიერი სხეული განურჩევლად მათი აგრეგატული მდგომარეობისა.

კულონის კანონი

1785 წელს ფრანგმა ფიზიკოსმა კულონმა დაადგინა ელექტროსტატიკის ფუნდამენტური კანონი, რომელსაც შემდგომ ამავე პიროვნების პატივსაცემად უწოდეს ,,კულონის კანონი”. ეს კანონი ეხება ორი წერტილოვანი დამუხტული სხეულის ურთიერთქმედების რაოდენობრივ შეფასებას. დამუხტული სხეულები წერტილოვნად შეიძლება ჩაითვალოს, თუ მათი ფორმა და ზომები არსებით გავლენას არ ახდენს მათ ურთიერთქმედებაზე და ამასთანავე, ეს ზომები ბევრად მცირეა მათ შორის მანძილთან შედარებით. კულონმა ეს კანონი ცდების საფუძველზე დაადგინა, სადაც მან გამოიყენა გრეხითი სასწორი და დააკვირდა დამუხტულ ორ ბურთულას შორის ურთიერთქმედებას. ეს ბურთულები დამუხტული იყო ერთნაირი სიდიდისა და ნიშნის q მუხტით. აღმოჩნდა, რომ უცვლელი მუხტების დროს ბურთულებს შორის მაძილის ორჯერ გადიდებით F ძალა 4-ჯერ შემცირდა, ხოლო ამავე პირობებში მუხტების ორჯერ გადიდებით ურთიერთქმედების F ძალა 4-ჯერ გაიზარდა, რაც იმას ნიშნავს რომ წერტილოვან უძრავ დამუხტულ სხეულთა შორის ურთიერთქმედების ძალა ჰაერში ან ვაკუუმში პირდაპირპროპორციულია მათი მუხტების მოდულთა ნამრავლისა, უკუპროპორციულია მათ ცენტრებს შორის მანძილის კვადრატისა და მიმართულია სხეულთა ცენტრების შემაერთებელი წრფის გასწვრივ.

$F=k{q\prime q^{\prime \prime } \over r^{2}}$

სადაც q‘ და q“ ორ ურთიერთქმედ მუხტს აღნიშნავს, r - მათ შორის მანძილია, ხოლო k - პროპორციულობის კოეფიციენტია. k კოეფიციენტის სიდიდე დამოკიდებულია ფორმულაში შემავალი სიდიდეების ერთეულების შერჩევაზე და იმ გარემოს გვარობაზე, სადაც დამუხტული სხეულებია მოთავსებული(მისი რიცხობრივი მნიშვნელობა SI სისტემაში: 9,000,000,000ნმ²/კ²). ვაკუუმში მიჩნეულია რომ k=1, ხოლო გარემოში ε-ჯერ ნაკლებია. ε(ეფსილონი)- ამ სიდიდეს ეწოდება გარემოს დიელექტრიკული შეღწევადობა. ვაკუუმში ε=1. ყველა გარემოს განსხვავებული დიელექტრიკული შეღწევადობა გაჩნია. თუ კულონის კანონს სრულად ჩავწერთ ნებისმიერი გარემოსათვის , მაშინ ამ ფორმულას ექნება სახე:

$F=k{q\prime q^{\prime \prime } \over \epsilon r^{2}}$