Электричество и магнетизм

Вера Александровна Максимова

Физика для начинающих #3

Книга Веры Максимовой «Электричество и магнетизм» является третьей книгой из научно-познавательной серии «Физика для начинающих». В серию включены книги: «Механика без формул», «Молекулярная физика и теплота», «Электричество и магнетизм», «Оптика. Строения вещества. Ядерная физика». Отличительная особенность этих книг – системное изложение законов физики (школьной программы) без применения формул. Систематически изложены основные физические понятия по электричеству и магнетизму. Приведены описания опытов и их иллюстрации для более качественного усвоения материала. Это позволяет использовать ее детям младших классов средней школы, а также старшеклассникам и всем любителям физики.

Вера Максимова

Электричество и магнетизм

Серия. Физика для начинающих

Книги серии

Физика для начинающих. I часть Механика без формул

Физика для начинающих. II часть Молекулярная физика и теплота

Физика для начинающих. III часть. Электричество и магнетизм

Физика для начинающих. IV часть Оптика. Строения вещества. Ядерная физика

В науке нет широкой столбовой дороги, и только тот может достигнуть её сияющих вершин, кто, не страшась усталости, карабкается по её каменистым тропам.

    Карл Маркс, философ

Вам знакомо выражение «Выше головы не прыгнешь»? Это заблуждение. Человек может все.

    Никола Тесла, сербский физик

Электричество

С тех пор прошло 80 лет и я по-прежнему задаю себе этот же вопрос: Что же такое электричество? Но не в состоянии ответить на него.

    Никола Тесла, сербский физик

Электростатика

Первые представления об электричестве

Одним из пионеров изучения электричества и магнетизма был английский ученый Уильям Гильберт (1544–1603 г.) Он то, собственно, ввел понятие «электричество». Проведя сотни опытов, Гильберт пришел к выводу, что потертый о шерсть янтарь притягивает мелко нарезанные кусочки бумаги. Слово янтарь на греческом языке означает «электрон». Янтарь – это окаменевшая за тысячи лет без доступа кислорода смола хвойных деревьев. Шведский ученый Карл Линней и русский Михаил Ломоносов доказали это в 18 веке.

Рисунок 1. Уильям Гильберт (1544–1603 г.)

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/87/William_Gilbert.jpg (https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/87/William_Gilbert.jpg)

Такой способностью обладают также эбонит, стекло и другие вещества. Было принято, что потертый шерстью янтарь заряжается отрицательно, стеклянная палочка потертая шелком заряжается положительно. На основании этого выдвинута гипотеза, что в природе существует два вида заряда: отрицательный, обозначается знаком минус «–» и положительный, обозначаемый знаком плюс «+». До сих пор эта гипотеза не опровергнута.

Установлено, что одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. Например, положительный заряд притягивается к отрицательному и отталкивается от другого положительного заряда.

Из второй части «Молекулярная физика и теплота» мы уже знаем, что тела состоят из атомов. Атом в переводе с греческого языка означает неделимый как предполагал Демокрит. Но уже в 19 веке было сделано предположение, что атом сложная конструкция, состоящая из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него отрицательных частиц – электронов. Электрический заряд ядра по абсолютной величине равен суммарному электрическому заряду электронов. Поэтому атом, как и все тело, электрически нейтрален, то есть, не заряжен. Электроны, связанные с ядром называются связанными. При определенных условиях (мы об этом поговорим позже) электроны могут покидать атом. В частности это происходит в металлах. Такие свободные электроны образуют так называемый «электронный» газ.

В обычном состоянии тела электрически нейтральны, то есть не проявляют признаков наличия электрических зарядов. Если заряженным телом, например стеклянной палочкой дотронуться до металлического предмета, то он зарядится, причем тем же по знаку зарядом. Такие предметы называются проводниками. Проводники имеют свободные электроны, то есть электроны, которые покинули атом. При соприкосновении к