Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
18
ROZDZIAŁ21.PRAWOCOULOMBA
Innymprzykłademzachowaniaładunkujestprocesanihilacjielektronu
e1(oładunku1e)ijegoantycząstki,pozytonue+(oładunku+e),wktó-
rymcząstkiteprzekształcająsięwdwakwantyγ(promieniowaniaelektro-
magnetycznegoowielkiejenergii)
e1+e+→γ+γ
(anihilacja).
(21.14)
Rys0210100Fotografiaśladów
pozostawionychprzezelektronipozyton
wpostacipęcherzykówwkomorze
pęcherzykowej.Paracząstekzostała
wytworzonawwynikuprocesukreacji,
zkwantuγ,którywpadłdokomoryzdołu.
Obojętnyelektryczniekwantγniepo-
zostawiłśladuzpęcherzykówwzdłużswej
drogi,takjakzrobiłytoelektronipozyton
Podsumowanie
Stosujączasadęzachowaniaładunku,musimyładunkidodawaćalge-
braicznie,uwzględniającichznaki.wprocesieanihilacji(21.14)wypad-
kowyładunekukładujestrównyzeruzarównoprzed,jakipoanihilacji.
Ładunekelektrycznyjestwięczachowany.
Ładunekelektrycznyjesttakżezachowanywprocesiekreacjipary,
któryjestprocesemodwrotnymdoanihilacji.wtakimprocesiekwantγ
przekształcasięwelektronipozyton
γ→e1+e+
(kreacjapary).
(21.15)
Narysunku21.10przedstawionoproceskreacjiparyzachodzącywko-
morzepęcherzykowej.(Jesttourządzenie,wktórymcieczjestgwałtowie
ogrzewanapowyżejpunktuwrzenia.Jeśliprzezkomoręprzelatujenałado-
wanacząstka,wzdłużjejtorupowstająmaleńkiepęcherzykigazu.)Kwant
γwpadłdokomoryzdołuiwpewnympunkcieprzekształciłsięwelek-
tronipozyton.Nowecząstkibyłynaładowane,awięcpodczasruchukażda
znichzostawiłaśladzdrobnychpęcherzyków.(Śladysązakrzywione,
gdyżwkomorzeistniejepolemagnetyczne).Kwantγ,będącelektrycz-
nieobojętny,niepozostawiłśladu.Możnajednakdokładniepowiedzieć,
gdzienastąpiłakreacjapary.Stałosiętomianowiciewpunkcie,wktórym
zaczynająsięśladyelektronuipozytonu.
F=
4πE0
1
|q1||q2|
r2
(prawoCoulomba)7
(21.4)
gdzieE0=8785·10112C2/(N·m2)jestprzenikalnością
elektrycznąpróżni(stałaelektryczna),a
(4πE0)=k=
1
8799·109N·m2/C2.
wektorsiłyelektrostatycznejdziałającejnanaładowaną
cząstkęzestronydrugiejcząstkijestalboskierowanywkie-
runkutejcząstki(przeciwneznakiładunku),alboprzeciwnie
(jednakoweznakiładunku).Takjakwprzypadkuinnychsił,
jeślinacząstkędziaławięcejsił,siławypadkowajestsumą
wektorową(aniealgebraiczną)poszczególnychsiłskłado-
wych.
Dwatwierdzeniaopowłocedlaelektrostatykibrzmiąna-
stępująco:
Twierdzenieopowłoce10Jednorodnienaładowanapo-
włokakulistaprzyciągalubodpychanaładowanącząstkę,
znajdującąsięnazewnątrztejpowłokitak,jakbycałyła-
dunektejpowłokibyłskupionywjejśrodku.
Twierdzenieopowłoce20Jeślicząstkanaładowanaznaj-
dujesięwewnątrzjednorodnienaładowanejpowłokiku-
listej,towypadkowasiłaelektrostatycznaoddziaływania
powłokinacząstkęjestrównazeru.
Ładunekelektrycznywielkośćoddziaływaniaelektrycz-
negocząstkizotaczającymijąciałamizależyodjejładunku
elektrycznego(zwykleoznaczanymjakoq),którymożebyć
dodatnilubujemny.Ładunkiotymsamymznakuodpychają
się,aładunkioprzeciwnychznakachsięprzyciągają.Ciało
zrównymiilościamidwóchrodzajówładunkujestobojętne
elektrycznie,aciałozniezrównoważonymładunkiem—na-
ładowaneelektrycznie.
Przewodnikisąmateriałami,wktórychznacznaliczba
cząsteknaładowanych(elektronówwmetalu)możeporuszać
sięswobodnie.Naładowanecząstkiwizolatorachniemogą
sięswobodnieporuszać.
NatężenieprąduelektrycznegoItostosunekładunku
elektrycznegodqprzepływającegowczasiedtprzezpewien
przekrójprzewodnikadotegoczasu:
I=
dq
dt
(natężenieprąduelektrycznego).
(21.3)
PrawoCoulombaPrawoCoulombaopisujesiłęelektrosta-
tyczną(lubelektryczną),działającąmiędzydwomanaładowa-
nymicząstkami.Jeślitakiecząstkimająładunkielektryczne
q1iq2,znajdująsięwspoczynkuwodległościr(lubporuszają
sięwolno),tosiłaichwzajemnegooddziaływaniawynosi
