مقاطع تحصیلی
جستجو در منظومه
الکتریسیته ساکنکار انجام شده توسط نیروی خارجی: فرض کنید در یک میدان الکتریکی یکنواخت، ّ ذر ه ایبا بار q ، با اعمال نیرویی از نقطه ای به نقطه ای دیگر جابه جا شود (شکل .)27ــ1 در حین این حرکت،نیروی خارجی، کار خارجی W را روی بار انجام می‌دهد، درحالی که نیروی الکتریکی نیز کار W E راروی آن انجام داده است. با استفاده از ٔ قضیه کار ــ انرژی جنبشی، تغییر انرژی جنبشی بار q چنینمی‌شود:)12ــ1(qΔV - خارجی W = E W + خارجی W = ΔKکه در آن از رابطه های 7ــ1 (E ΔU - = E W) و 9ــ1 (qΔV = E ΔU) استفاده کرده ایم.حال فرض کنید که تندی بار q در ابتدا و انتهای این جابه جایی یکسان باشد (یعنی ΔK = 0 .(آنگاهٔ معادله باال به صورت زیر درمی‌آید:)13ــ1((برای = 0 ∆K) ∆V q = E W - = خارجی Wشکل 27ــ1 نیروی خارجی، بار + q را دردر این حالت خاص، بسته به عالمت و بزرگی q و ΔV ، کار خارجی W می‌تواند مثبت، منفی یا خالف جهت میدان الکتریکی جابه جا می‌کند.صفر باشد.تمرین 1 ـ 11در شکل 27ــ1 الف) با فرض آنکه بار + q در ابتدا و انتهای جابه جایی ساکن باشد، آیا کار نیروی خارجی، مثبت است یا منفی؟ب) آیا بار + q به نقطه ای با پتانسیل بیشتر حرکت کرده است یا به نقطه ای با پتانسیل کمتر؟ توضیح دهید.9ـ1 میدان الکتریکی در داخل رساناهاجسم رسانایی را در نظر بگیرید. به نظر شما اگر باری اضافی به این جسم داده شود، چگونه در آنتوزیع می‌شود؟ اگر این جسم در میدان الکتریکی خارجی قرار گیرد، توزیع میدان در داخل و خارج آنچگونه می‌شود؟ در ادامه به توضیح آزمایشی می‌پردازیم که به قسمتی از این پرسش ها پاسخ می‌دهد.توزیع بار الکتریکی در رسانا ــ آزمایش فاراده: نخستین بار بنیامین فرانکلین برای پی بردنبه اینکه بار الکتریکی داده شده به رسانای خنثی چگونه در آن توزیع می‌شود، آزمایشی را در سال٥٥٧١ میالدی انجام داد. تقریباً ٠٨ سال بعد (٦٣٨١ میالدی) این آزمایش توسط مایکل فارادهانگلیسی به گونه ای دیگر تکرار شد. در ادامه به توضیح نوعی از آزمایش فاراده می‌پردازیم که اندکیبا آزمایش اصلی او متفاوت است.ظرف رسانایی با درپوش فلزی را درنظر بگیرید که روی ٔ پایه نارسانایی قرار دارد و روی درپوش آن دسته ایعایق نصب شده است. ابتدا ظرف بدون بار است. یک گوی فلزی را که از نخ عایقی آویزان است باردار وسپس وارد ظرف می‌کنیم (شکل ــ1 28 ــ الف). اکنون گوی را با کف ظرف تماس می‌دهیم و سپس درپوشفلزی را می‌بندیم ــ1شکل(ــ28 ب). آن گاه درپوش فلزی را با ٔ دسته عایقش برمی‌داریم ــ1شکل(ــ28 پ).27