Was ist ein elektrisches Feld?

Wir hängen eine geladene Patronenhülse an einen Faden und bringen einen elektrifizierten Glasstab dazu. Auch ohne direkten Kontakt weicht die Hülse am Faden von der vertikalen Position ab und wird vom Stock angezogen (Abb. 13).

Geladene Körper können, wie wir sehen, aus der Ferne miteinander interagieren. Wie wird die Wirkung von einem dieser Körper auf einen anderen übertragen? Vielleicht liegt es nur an der Luft zwischen ihnen? Finden wir es durch Erfahrung heraus.

Stellen wir ein geladenes Elektroskop (ohne Brille) unter die Glocke der Luftpumpe und pumpen anschließend Luft darunter heraus. Das werden wir sehen luftloser Raum Die Blätter des Elektroskops stoßen sich weiterhin gegenseitig ab (Abb. 14). Dies bedeutet, dass Luft nicht an der Übertragung elektrischer Wechselwirkung beteiligt ist. Womit vollzieht sich dann die gleiche Wechselwirkung der geladenen Körper? Die Antwort auf diese Frage gaben in ihren Werken die englischen Wissenschaftler M. Faraday (1791-1867) und J. Maxwell (1831-1879).

Nach den Lehren von Faraday und Maxwell unterscheidet sich der Raum um einen geladenen Körper vom Raum um nicht elektrifizierte Körper. Um geladene Körper herum herrscht ein elektrisches Feld. Dieses Feld dient dazu elektrische Wechselwirkung.

Elektrisch Feld repräsentiert besondere Art Materie, die sich von Materie unterscheidet und um alle geladenen Körper herum existiert.

Es ist unmöglich, es zu sehen oder zu berühren. Über die Existenz elektrisches Feld kann nur an seinen Taten gemessen werden.

Grundlegende Eigenschaften des elektrischen Feldes

Einfache Experimente ermöglichen die Feststellung Grundeigenschaften des elektrischen Feldes.

1. Das elektrische Feld eines geladenen Körpers wirkt mit einer gewissen Kraft auf jeden anderen geladenen Körper, der sich in diesem Feld befindet..

Dies belegen alle Experimente zur Wechselwirkung geladener Körper. So wurde beispielsweise eine geladene Hülse, die sich im elektrischen Feld eines elektrifizierten Stabes befand (siehe Abb. 13), der Einwirkung einer Anziehungskraft ausgesetzt.

2. In der Nähe geladener Körper ist das von ihnen erzeugte Feld stärker und deutlich schwächer.

Um dies zu überprüfen, wenden wir uns noch einmal dem Experiment mit einer geladenen Patronenhülse zu (siehe Abb. 13). Beginnen wir damit, den Ständer mit der Patronenhülse näher an den geladenen Stab zu bringen. Wir werden sehen, dass der Abweichungswinkel des Fadens von der Vertikalen immer größer wird, wenn sich die Hülse dem Stock nähert (Abb. 15). Eine Vergrößerung dieses Winkels zeigt an, dass je näher die Hülse an der Quelle des elektrischen Feldes (einem elektrifizierten Stab) liegt, desto größere Stärke Dieses Feld beeinflusst es. Das bedeutet, dass in der Nähe eines geladenen Körpers das von ihm erzeugte Feld stärker ist als in der Ferne.

Es ist zu beachten, dass nicht nur der geladene Stab mit seinem elektrischen Feld auf die geladene Hülse einwirkt, sondern die Hülse wiederum mit ihrem elektrischen Feld auf den Stab. In solch einem gegenseitigen Einwirken aufeinander und manifestiert sich elektrische Wechselwirkung aufgeladene Körper.

Das elektrische Feld zeigt sich auch in Experimenten mit Dielektrika. Befindet sich ein Dielektrikum in einem elektrischen Feld, werden unter der Einwirkung des Feldes die positiv geladenen Teile seiner Moleküle (Atomkerne) in die eine Richtung und die negativ geladenen Teile (Elektronen) in die andere Richtung verschoben. Dieses Phänomen nennt man dielektrische Polarisation. Es ist die Polarisation, die die einfachsten Experimente zur Anziehung leichter Papierstücke durch einen elektrifizierten Körper erklärt. Diese Stücke sind im Allgemeinen neutral. Im elektrischen Feld eines elektrifizierten Körpers (zum Beispiel eines Glasstabes) sind sie jedoch polarisiert. Auf der Oberfläche des Stücks, die näher am Stab liegt, erscheint eine Ladung, deren Vorzeichen der Ladung des Stabes entgegengesetzt ist. Die Wechselwirkung damit führt dazu, dass Papierstücke vom elektrifizierten Körper angezogen werden.

elektrische Kraft

Die Kraft, mit der ein elektrisches Feld auf einen geladenen Körper (oder Teilchen) einwirkt, nennt man elektrische Kraft:

Teufel- elektrische Kraft.

Unter der Wirkung dieser Kraft erfährt ein Teilchen in einem elektrischen Feld eine Beschleunigung A, die mit dem zweiten Newtonschen Gesetz bestimmt werden kann:

Wo M ist die Masse des gegebenen Teilchens.

Seit der Zeit Faradays grafisches Bild elektrisches Feld verwendet wird Kraftlinien.

Elektrische Feldlinien sind Linien, die die Richtung der Kraft angeben, die in diesem Feld auf ein darin platziertes positiv geladenes Teilchen wirkt. Die Kraftlinien des von einem positiv geladenen Körper erzeugten Feldes sind in Abbildung 16, a dargestellt. Abbildung 16, b zeigt die Kraftlinien des Feldes, das von einem negativ geladenen Körper erzeugt wird.

Ein ähnliches Bild ist bei zu sehen einfaches Gerät angerufen elektrischer Sultan . Nachdem wir ihn über die Anklage informiert haben, werden wir sehen, wie sich alle seine Papierstreifen auflösen verschiedene Seiten und sich ausbreiten Kraftlinien elektrisches Feld (Abb. 17).

Wenn ein geladenes Teilchen in ein elektrisches Feld eintritt, kann seine Geschwindigkeit in diesem Feld entweder zunehmen oder abnehmen. Wenn die Ladung des Teilchens q>0 ist, beschleunigt es sich, wenn es sich entlang der Kraftlinien bewegt, und wenn es sich hineinbewegt entgegengesetzten Richtung Bremsen. Wenn die Teilchenladung q<0, то все будет наоборот ее скорость будет уменьшаться при движении в направлении силовых линий и увеличиваться при движении в противоположном направлении.

Es ist interessant zu wissen

Aus dem heutigen Thema über das elektrische Feld haben wir gelernt, dass es im Raum um die elektrische Ladung herum existiert.

Sehen wir uns an, wie dieses elektrische Feld mithilfe von Kraftlinien mit einer Richtung grafisch dargestellt werden kann:

Es wird Sie wahrscheinlich interessieren, dass in unserer Atmosphäre elektrische Felder unterschiedlicher Stärke wirken. Wenn wir das elektrische Feld aus der Sicht des Universums betrachten, dann hat die Erde normalerweise eine negative Ladung, aber der Boden der Wolken ist positiv. Und geladene Teilchen wie Ionen sind in der Luft enthalten und ihr Gehalt variiert in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren. Diese Faktoren hängen sowohl von der Jahreszeit als auch von den Wetterbedingungen und der Häufigkeit der Atmosphäre ab.

Und da die Atmosphäre von diesen Partikeln durchdrungen ist, die sich in ständiger Bewegung befinden und durch Veränderungen entweder in positive oder negative Ionen gekennzeichnet sind, neigen sie dazu, das Wohlbefinden und die Gesundheit eines Menschen zu beeinträchtigen. Und das Interessanteste ist, dass ein großer Anteil positiver Ionen in der Atmosphäre zu Beschwerden in unserem Körper führen kann.

Die biologische Wirkung des elektromagnetischen Feldes

Lassen Sie uns nun über die biologische Wirkung von EMF auf die menschliche Gesundheit und ihre Auswirkungen auf lebende Organismen sprechen. Es stellt sich heraus, dass lebende Organismen, die sich im Einflussbereich des elektromagnetischen Feldes befinden, starken Einflussfaktoren unterliegen.

Ein längerer Aufenthalt im Bereich des elektromagnetischen Feldes wirkt sich negativ auf die Gesundheit und das Wohlbefinden eines Menschen aus. So kann beispielsweise bei einer Person mit allergischen Erkrankungen eine solche EMF-Exposition einen epileptischen Anfall auslösen. Und wenn sich ein Mensch längere Zeit in einem elektromagnetischen Feld aufhält, können nicht nur Erkrankungen des Herz-Kreislauf- und Nervensystems entstehen, sondern auch onkologische Erkrankungen.

Wissenschaftler haben nachgewiesen, dass bei starker Einwirkung des elektrischen Feldes auch bei Insekten Verhaltensänderungen beobachtet werden können. Diese negativen Auswirkungen können sich in Form von Aggression, Angst und verminderter Leistungsfähigkeit äußern.

Unter einem solchen Einfluss kann es auch bei Pflanzen zu einer abnormalen Entwicklung kommen. Unter dem Einfluss eines elektromagnetischen Feldes können sich bei Pflanzen Größe, Form und Anzahl der Blütenblätter verändern.

Interessante Fakten zum Thema Elektrizität

Entdeckungen auf dem Gebiet der Elektrizität gehören zu den bedeutendsten Errungenschaften der Menschheit, denn ein modernes Leben ohne diese Entdeckung ist kaum noch vorstellbar.

Wussten Sie, dass es in einigen Teilen Afrikas und Südamerikas Dörfer gibt, in denen es noch immer keinen Strom gibt? Und wissen Sie, wie Menschen aus dieser Situation herauskommen? Es stellt sich heraus, dass sie ihre Häuser mit Hilfe von Insekten wie Glühwürmchen erhellen. Sie füllen Gläser mit diesen Insekten und erzeugen mithilfe von Glühwürmchen Licht.

Wissen Sie, dass Bienen während des Fluges eine positive Elektrizitätsladung aufbauen können? Aber Blumen haben eine negative elektrische Ladung und dadurch wird ihr Pollen selbst vom Körper der Biene angezogen. Aber das Interessanteste ist, dass das Feld eines solchen Kontakts zwischen einer Biene und einer Blume das elektrische Feld der Pflanze verändert und sozusagen anderen Bienenindividuen ein Signal über das Fehlen von Pollen auf dieser Pflanze gibt.

Aber in der Welt der Fische sind die Stachelrochen die bekanntesten elektrischen Jäger. Um seine Beute zu neutralisieren, lähmt der Stachelrochen sie mit elektrischen Entladungen.

Wussten Sie, dass Zitteraale die stärkste elektrische Entladung haben? Diese Süßwasserfische haben eine Entladespannung, die bis zu 800 V betragen kann.

Hausaufgaben

1. Was ist ein elektrisches Feld?
2. Was ist der Unterschied zwischen einem Feld und einer Substanz?
3. Listen Sie die Haupteigenschaften des elektrischen Feldes auf.
4. Was bedeuten die elektrischen Feldlinien?
5. Wie beschleunigt sich ein geladenes Teilchen, das sich in einem elektrischen Feld bewegt?
6. In welchem ​​Fall erhöht das elektrische Feld die Geschwindigkeit des Teilchens und in welchem ​​Fall verringert es sie?
7. Warum werden neutrale Papierstücke von einem elektrifizierten Körper angezogen?
8. Erklären Sie, warum nach dem Aufladen des elektrischen Sultans seine Papierstreifen in verschiedene Richtungen auseinanderlaufen.

Experimentelle Aufgabe.

Elektrisieren Sie das Haar mit dem Kamm und berühren Sie es dann mit einem kleinen Stück Watte (Flusen). Was passiert mit der Baumwolle? Schütteln Sie den Flaum vom Kamm und lassen Sie ihn, wenn er in der Luft ist, auf gleicher Höhe schweben, indem Sie ihn durch einen elektrifizierten Kamm von unten in einiger Entfernung ersetzen. Warum fallen die Flusen nicht mehr herunter? Was hält sie in der Luft?

S.V. Gromov, I.A. Mutterland, Physik Klasse 9

Ein elektrisches Feld ist eine Sonderform eines Feldes, das um Körper oder Teilchen mit elektrischer Ladung sowie in freier Form in elektromagnetischen Wellen existiert. Das elektrische Feld ist direkt unsichtbar, kann aber durch seine Wirkung und mit Hilfe von Instrumenten beobachtet werden. Die Hauptwirkung des elektrischen Feldes ist die Beschleunigung elektrisch geladener Körper oder Teilchen.

Das elektrische Feld kann als mathematisches Modell betrachtet werden, das den Wert der elektrischen Feldstärke an einem bestimmten Punkt im Raum beschreibt. Douglas Giancoli schrieb: „Es sollte betont werden, dass das Feld keine Art von Materie ist; Genauer gesagt ist dies ein äußerst nützliches Konzept ... Die Frage nach der „Realität“ und der Existenz eines elektrischen Feldes ist eigentlich eine philosophische, eher sogar eine metaphysische Frage. In der Physik hat sich das Konzept des Feldes als äußerst nützlich erwiesen – es ist eine der größten Errungenschaften des menschlichen Geistes.“

Das elektrische Feld ist eine der Komponenten eines einzelnen elektromagnetischen Feldes und Ausdruck elektromagnetischer Wechselwirkung.

Physikalische Eigenschaften des elektrischen Feldes

Derzeit ist die Wissenschaft noch nicht zu einem Verständnis des physikalischen Wesens solcher Felder wie elektrischer, magnetischer und gravitativer Felder sowie ihrer Wechselwirkungen untereinander gelangt. Bisher wurden nur die Ergebnisse ihrer mechanischen Wirkung auf geladene Körper beschrieben, und es gibt auch eine Theorie einer elektromagnetischen Welle, die durch Maxwells Gleichungen beschrieben wird.

Feldeffekt – Der Feldeffekt liegt darin, dass sich bei Einwirkung eines elektrischen Feldes auf die Oberfläche eines elektrisch leitfähigen Mediums in dessen Oberflächenschicht die Konzentration freier Ladungsträger ändert. Dieser Effekt liegt dem Betrieb von Feldeffekttransistoren zugrunde.

Die Hauptwirkung des elektrischen Feldes ist die Kraftwirkung auf stationäre (relativ zum Beobachter) elektrisch geladene Körper oder Teilchen. Wenn ein geladener Körper im Raum fixiert ist, beschleunigt er unter Einwirkung einer Kraft nicht. Ein Magnetfeld (die zweite Komponente der Lorentzkraft) übt auch eine Kraft auf bewegte Ladungen aus.

Beobachtung des elektrischen Feldes im Alltag

Um ein elektrisches Feld zu erzeugen, muss eine elektrische Ladung erzeugt werden. Reiben Sie Wolle oder etwas Ähnliches mit einem Dielektrikum ein, beispielsweise mit einem Plastikstift auf Ihrem eigenen Haar. Am Griff entsteht eine Ladung und um ihn herum entsteht ein elektrisches Feld. Ein aufgeladener Stift zieht kleine Papierfetzen an. Reibt man einen Gegenstand mit größerer Breite, zum Beispiel ein Gummiband, über Wolle, so sieht man im Dunkeln kleine Funken, die durch elektrische Entladungen entstehen.

Beim Ein- und Ausschalten des Fernsehgeräts entsteht häufig ein elektrisches Feld in der Nähe des Fernsehbildschirms. Dieses Feld kann durch seine Wirkung auf die Haare auf den Armen oder im Gesicht gespürt werden.

Was erlaubt uns zu behaupten, dass sich um einen geladenen Körper ein elektrisches Feld befindet?

• Das Vorhandensein von elektromagnetischem Stress und Wirbelfeldern.
• die Wirkung eines elektrischen Feldes auf eine Ladung.
  einfache Erfahrung:
  1. Man nimmt einen Holzstab und bindet mit einem Seidenfaden eine Hülle aus glänzendem Schokoladenpapier daran fest.
  2. Reiben Sie den Griff an Haaren oder Wolle
  3. Bringen Sie den Griff an die Hülse – die Hülse weicht ab
  Dies erlaubt uns zu behaupten, dass sich um einen geladenen Körper (in diesem Fall ein Stift) ein elektrisches Feld befindet)))
• jemand hilft mir, das Problem zu lösen
  http://answer.mail.ru/question/94520561
• es steht im Lehrbuch)
• Link (electrono.ru Elektrische Feldstärke, elektrisch. .)
  - Im Raum um einen elektrisch geladenen Körper herrscht ein elektrisches Feld, das zu den Materiearten gehört. Das elektrische Feld speichert elektrische Energie, die sich in Form elektrischer Kräfte äußert, die auf geladene Körper im Feld wirken.
  Das elektrische Feld wird herkömmlicherweise als elektrische Kraftlinien dargestellt, die die Wirkungsrichtung der durch das elektrische Feld erzeugten elektrischen Kräfte anzeigen.
  Elektrische Kraftlinien divergieren von positiv geladenen Körpern in verschiedene Richtungen und laufen bei negativ geladenen Körpern zusammen. Das Feld, das von zwei flachen, entgegengesetzt geladenen parallelen Platten erzeugt wird, wird als gleichmäßig bezeichnet.
  Ein elektrisches Feld kann sichtbar gemacht werden, indem man in flüssigem Öl suspendierte Gipspartikel darin platziert: Sie rotieren entlang des Feldes und liegen entlang seiner Kraftlinien. Ein homogenes Feld ist ein elektrisches Feld, dessen Intensität an allen Punkten im Raum in Größe und Richtung gleich ist.

  Wikipedia: Um das elektrische Feld zu quantifizieren, wird eine Kraftcharakteristik eingeführt – die elektrische Feldstärke – eine vektorielle physikalische Größe, die dem Verhältnis der Kraft, mit der das Feld auf eine positive Testladung an einem bestimmten Punkt im Raum einwirkt, zur Größe entspricht dieser Gebühr. Die Richtung des Spannungsvektors stimmt an jedem Punkt im Raum mit der Richtung der auf die positive Testladung wirkenden Kraft überein.
  Annähernd gleichmäßig ist das Feld zwischen zwei entgegengesetzt geladenen flachen Metallplatten. In einem gleichmäßigen elektrischen Feld verlaufen die Spannungslinien parallel zueinander.

• Laden Sie sich auf und schütten Sie die Flusen vom Kissen auf sich aus. Alles wird sehr klar sein.
• Bringt man zum ersten elektrisch geladenen Gegenstand einen weiteren, ebenfalls el. Bei geladenen Objekten kann man deren Wechselwirkung sehen, was die Existenz eines elektrischen Feldes beweist.
• Ermöglicht Ihnen, die Gesetze der Physik zu lesen
• Ein elektrisches Feld ist eine besondere Form von Materie, die um elektrisch geladene Körper oder Teilchen herum sowie in freier Form in elektromagnetischen Wellen existiert. Das elektrische Feld ist direkt unsichtbar, kann aber durch seine Wirkung und mit Hilfe von Instrumenten beobachtet werden. Die Hauptwirkung des elektrischen Feldes ist die Beschleunigung elektrisch geladener Körper oder Teilchen.

  Das elektrische Feld kann als mathematisches Modell betrachtet werden, das den Wert der elektrischen Feldstärke an einem bestimmten Punkt im Raum beschreibt. Douglas Giancoli schrieb: „Es sollte betont werden, dass das Feld keine Art von Materie ist; Genauer gesagt ist dies ein äußerst nützliches Konzept ... Die Frage nach der „Realität“ und der Existenz eines elektrischen Feldes ist eigentlich eine philosophische, eher sogar eine metaphysische Frage. In der Physik hat sich das Konzept des Feldes als äußerst nützlich erwiesen – es ist eine der größten Errungenschaften des menschlichen Geistes.

  Das elektrische Feld ist eine der Komponenten eines einzelnen elektromagnetischen Feldes und Ausdruck elektromagnetischer Wechselwirkung.

  Physikalische Eigenschaften des elektrischen Feldes
  Gegenwärtig ist die Wissenschaft noch nicht zu einem Verständnis des physikalischen Wesens solcher Felder wie elektrischer, magnetischer und gravitativer Felder sowie ihrer Wechselwirkungen untereinander gelangt. Bisher wurden nur die Ergebnisse ihrer mechanischen Wirkung auf geladene Körper beschrieben, und es gibt auch eine Theorie einer elektromagnetischen Welle, die durch Maxwells Gleichungen beschrieben wird.

  Feldeffekt – Der Feldeffekt liegt darin, dass sich bei Einwirkung eines elektrischen Feldes auf die Oberfläche eines elektrisch leitfähigen Mediums in dessen Oberflächenschicht die Konzentration freier Ladungsträger ändert. Dieser Effekt liegt dem Betrieb von Feldeffekttransistoren zugrunde.

  Die Hauptwirkung des elektrischen Feldes ist die Kraftwirkung auf stationäre (relativ zum Beobachter) elektrisch geladene Körper oder Teilchen. Wenn ein geladener Körper im Raum fixiert ist, beschleunigt er unter Einwirkung einer Kraft nicht. Ein Magnetfeld (die zweite Komponente der Lorentzkraft) übt auch eine Kraft auf bewegte Ladungen aus.

  Beobachtung des elektrischen Feldes im Alltag
  Um ein elektrisches Feld zu erzeugen, muss eine elektrische Ladung erzeugt werden. Reiben Sie Wolle oder etwas Ähnliches mit einem Dielektrikum ein, beispielsweise mit einem Plastikstift auf Ihrem eigenen Haar. Am Griff entsteht eine Ladung und um ihn herum entsteht ein elektrisches Feld. Ein aufgeladener Stift zieht kleine Papierfetzen an. Reibt man einen Gegenstand mit größerer Breite, zum Beispiel ein Gummiband, über Wolle, so sieht man im Dunkeln kleine Funken, die durch elektrische Entladungen entstehen.

  Beim Ein- und Ausschalten des Fernsehgeräts entsteht häufig ein elektrisches Feld in der Nähe des Fernsehbildschirms. Dieses Feld kann durch seine Wirkung auf die Haare auf den Armen oder im Gesicht gespürt werden.

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