فصل بیست و یکم فیزیک دانشگاهی- بار الکتریکی و میدان الکتریکی

نویسنده: راجر فرید من- هیو یانگ در فصل 5 ما به چهار نوع از نیروهای اساسی اشاره کردیم. تا اینجا فقط یکی از این نیروها را که ما با جزئیات بررسی کرده ایم جاذبه است. حالا ما آماده ایم که نیروی الکترومغناطیس را که شامل هردوی نیروی الکتریکی و مغناطیسی است.بررسی کنیم. برهم کنش های الکترومغناطیسی شامل ذراتی که دارای بار الکتریکی هستند، یک ویژگی که به همان اندازه جرم بنیادی است. همانطور که اشیاء جرم دار توسط نیروهای گرانشی شتابدار می شوند، اشیای دارای بار الکتریکی نیز توسط نیروهای الکتریکی شتابدار می شوند. هنگامی که شما با کفش خود بر روی فرش راه می روید و سپس دستگیره درب فلزی را لمس می کنید شوکی را احساس می کنید که به علت ذرات بارداری است که بین انگشت شما و دستگیره درب جهش میکنند. جریان های الکتریکی به سادگی جریانی از ذرات بارداردرون سیم در پاسخ به نیروهای الکتریکی هستند. حتی نیروهایی که اتم هارا درکنار هم به صورت ماده یک پارچه جامد نگه می دارند و مانع از دورشدن اتم اشیاء جامد از یکدیگرمی شوند، اساسا در اثر بر هم کنش الکتریکی بین ذرات درون اتم هستند. ما مطالعه خود را درباره الکترومغناطیس را در این فصل با بررسی ماهیت بار الکتریکی شروع می کنیم. ما در خواهیم یافت که بار کوانتیزه است و از اصل پایستگی پیروی می کند. هنگامی که بارها در چارچوب مرجع ما در حال سکون هستند، آنها نیروهای الکترواستاتیک به یک دیگر اعمال کنند. این نیروها از اهمیت فوق العاده ای در شیمی و زیست شناسی و بسیاری از برنامه های کاربردی فن آوری برخوردار هستند. نیروهای الکترواستاتیک از رابطه ساده ای معروف به قانون کولن تبعیت می کنند وبه راحتی با استفاده از مفهوم میدان الکتریکی توضیح داده می شوند. در فصل های بعد ما بحث مان رابه بارهای الکتریکی در حال حرکت گسترش می دهیم. این ما را به درک قابل ملاحظه ای از ماهیت مغناطیس و نور هدایت خواهد کرد. گرچه ایده های کلیدی الکترومغناطیس از نظرمفهومی ساده هستند، استفاده از آنها در مسائل عملی نیاز به استفاده از بسیاری از مهارت های ریاضی به خصوص دانش هندسه و حساب دیفرانسیل شما دارد. به همین دلیل شما ممکن است دریابیدکه مطالعه این فصل و فصول آتی نیاز به دانش ریاضی بیشتر از فصول قبلی را دارد. پاداش برای این تلاش های اضافی خود را با درک عمیق تر از اصولی که در قلب فیزیک مدرن و تکنولوژی خواهد بود دریافت می کنید. اهداف آموزشی این فصل 21.1 ماهیت بار الکتریکی و چگونه ما می دانیم که بار الکتریکی پایستار است 21.2 چگونه اشیاء به شکل الکتریکی باردار می شوند. 21.3 چگونه با استفاده از قانون های کولن نیروی الکتریکی بین بارها محاسبه می شود. 21.4 تمایز بین نیروی الکتریکی و میدان الکتریکی. 21.5 میدان الکتریکی القائی مجموعه ای از بارها چگونه محاسبه می گردد. 21.6 چگونه از ایده خطوط میدان الکتریکی را برای تجسم و تفسیر میادین الکتریکی استفاده کنیم 21.7 چگونه خواص الکتریکی دو قطبی ها را بررسی می کنیم. حق تکثیر: این فصل کتاب توسط ارسال کننده از متن اصلی ترجمه شده است و مطالعه ان برای تمام دانش پژوهان آزاد است