Главная > Физика > Курс общей физики, Т.2
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 22. Силы, действующие на заряд в диэлектрике

Если в электрическое поле в вакууме внести заряженное тело столь малых размеров, что внешнее поле в пределах тела можно считать однородным, то на тело будет действовать сила

Чтобы заряженное тело поместить в поле, созданное в диэлектрике, в последнем нужно сделать полость. В жидком или газообразном диэлектрике такую полость образует само тело, вытесняя диэлектрик из занимаемого им объема. Поле внутри полости будет отлично от поля Е в сплошном диэлектрике. Таким образом, силу, действующую на помещенное в полость заряженное тело, нельзя вычислять как произведение заряда q на напряженность поля Е, существовавшую в диэлектрике до внесения в него тела.

Вычисляя силу, действующую на заряженное тело в жидком или газообразном диэлектрике, нужно учитывать еще одно обстоятельство На границе с телом в диэлектрике возникают механические натяжения, что приводит к появлению дополнительной механической силы F нат, действующей на тело.

Таким образом, сила, действующая на заряженное тело в диэлектрике, вообще говоря, не может быть определена по формуле (22.1), и задача ее вычисления обычно бывает весьма сложной. Для жидкого и газообразного диэлектрика вычисления дают любопытный результат. Оказывается, что результирующая электрической силы и механической силы равна в точности где Е — напряженность поля в сплошном диэлектрике:

Напряженность поля, создаваемого в однородном безграничном диэлектрике точечным зарядом, определяется формулой (20.9). Следовательно, для силы взаимодействия двух точечных зарядов, погруженных в однородный безграничный диэлектрик, получается выражение

Эта формула выражает закон Кулона для зарядов, находящихся в диэлектрике. Она справедлива только для жидких и газообразных диэлектриков.

В некоторых книгах формулу (22.3) выдают за «самое общее выражение закона Кулона». В связи с этим приведем следующие слова Р. Фейнмана: «Во многих старых книгах но электричеству изложение начинается с «основного» закона, по которому сила, действующая между зарядами, есть ... (приводится формула (22.3)).., а эта точка зрения абсолютно неприемлема. Во-первых, это не всегда верно; это справедливо только в мире, заполненном жидкостью; во-вторых, так получается лишь для постоянного значения , что для большинства реальных материалов выполняется приближенно» («Фейнмановские лекции по физике», вып. 5, «Мир», 1966, стр. 208).

Вопросов, касающихся сил, действующих на заряд внутри полости, сделанной в твердом диэлектрике, мы касаться не будем.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление