Chương 1. ĐIỆN TRƯỜNG TĨNH
§1. ĐIỆN TÍCH
1.1. Hai loại điện tích
Từ lâu người ta đã biết một số vật khi đem cọ xát vào len, dạ, lụa, lông thú… sẽ có khả năng hút được các vật nhẹ. Ta nói các vật ấy đã tích điện.
Thực nghiệm chứng tỏ rằng trong tự nhiên chỉ có hai loại điện tích: điện tích dương và điện tích âm.
Thực nghiệm cũng chứng tỏ rằng các vật tích điện có tương tác với nhau: các điện tích cùng dấu đấy nhau, các điện tích trái dấu hút nhau. Lực tương tác giữa các vật tích điện đứng yên gọi là lực tĩnh điện hay lực Culông.
1.2. Lượng tử hoá điện tích
Các vật xung quanh ta đều cấu tạo bởi các phân tử, nguyên tử….. trong mỗi nguyên tử có hạt nhân và các electron… trong hạt nhân có proton và neutron… Các hạt đó nếu tích điện thì điện tích ấy là một số nguyên của điện tích nguyên tố:
-e = -1,6.10°C
Ta nói rằng điện tích bị lượng tử hỏa.
1.3. Bảo toàn điện tích
Trong các quá trình biến đổi của một hệ (biến đổi phân tử, nguyên tử, hạt nhân…) người ta nhận thấy rằng: Tổng đại số các điện tích của hệ trước và sau quá trình biến đổi là không thay đổi.
Ví dụ một hệ gồm hai vật A và B ban đầu không mang điện: nếu A tích điện dương nghĩa là đã mất đi một số x electron thì số electron này lại nhập vào vật B và vạt B trở thành tích điện âm. Điện tích của A và B sau khi biến đổi lần lượt là xe và x(-2) = -xe. Tổng đại số các điện tích của A và B là:
(+xe) + (-xe) = 0
Nói các khác: điện tích không tự sinh ra và không tự mất đi, nó chỉ truyền từ vật này sang vật khác.
Phát biểu trên đây là nội dung của định luật bảo toàn diện tích, một trong những định luật cơ bản của các quá trình biến đổi về điện.
§2. ĐỊNH LUẬT CULÔNG
Năm 1785, nhà Vật lý học Culông đã làm thí nghiệm thiết lập được định luật mang tên ông về lực tương tác giữa hai điện tích điểm.
Theo định nghĩa, diện tích điểm (hay hạt điện tích) là một vật tích điện có kích thước như một chất điểm (một hạt).
2.1. Phát biểu định luật Culồng
Lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm q, và q₂ đặt cách nhau một khoảng r:
– Có phương nằm trên đường thẳng nổi q1 và q2i
– Có chiều như hình 1. la khi q1, 42 cùng dấu, hoặc có chiếu như hình 1. Jb khi q1, q2 trái dấu:
– Có độ lớn tỷ lệ thuận với tích các độ lớn của hai điện tích và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách ri
– Phụ thuộc vào môi trường xung quanh.
