|
|
עמוד:20
הגודל של מטען האלקטרון ( והפרוטון ) הוא.- C = e 1 . 6022 xl 0 ( מכאן נובעת ההגדרה החלופית לקולון — גודל המטען של 6 . 24 l 4 xio אלקטרונים . ( את e נכנה בשם המטען האלקטרוני . המטען של האלקטרון יסומן e והמטען של הפרוטון .+ e המטען האלקטרוני הוא המטען היסודי בטבע , וכל מטען חשמלי הוא כפולה שלימה של מטען זה . לכן היה אולי הגיוני להגדיר את המטען הזה כיחידת המטען החשמלי . אולם הדבר אינו נוח בשל קטנותו המופלגת . הגדרתו כיחידת מטען הייתה מצריכה שימוש במספרים גדולים מאוד עבור מטענים שנתקלים בהם בבעיות שגרתיות של תורת החשמל . הערך המספרי המדויק של k הוא 7 , c xl 0 כאשר c היא מהירות האור בריק Xc = 2 . 997925 xl 0 m / s ) קשר זה נובע מהקשר בין האור והאלקטרומגנטיות שכבר הוזכר קודם , ושעוד נדון בו בחלק השני של הקורס . אם נציב במשוואה ( 2 . 1 ) את הערך המדויק של , k היא יכולה לשמש להגדרה של הקולון ( אם כי , כמו שכבר אמרנו , ההגדרה המקורית מבוססת על משוואה אחרת שבה נפגוש בהמשך . ( הקולון הוא מטען גדול מאוד . שני מטענים של 1 קולון , במרחק 1 מטר זה מזה , מפעילים זה על זה כוח עצום של d 9 x 109 ניוטון ( כמעט כמשקל של מסה בת מיליון טון . (! במקרים רבים נוח להשתמש במיקרו קולון , כלומר , מיליונית הקולון : . IjjC = lO ^ C בשיטת היחידות הישנה המבוססת על סנטימטר , גרם ושנייה ( שיטת , ( cgs הייתה נהוגה יחידת מטען שכונתה יא"ס ( יחידה אלקטרוסטטית esu , באנגלית ) או סטטקולון 1 . יא"ס הוגדר כמטען המפעיל על מטען זהה , הנמצא במרחק של 1 ס"מ ממנו , כוח של 1 דין ( דין הוא הכוח הגורם למסה של 1 גרס לנוע בתאוצה של 1 סמ \ שנ . ( ביחידות אלו k = 1 , במשוואה ( 2 . 1 ) והיא את מקבלת הצורה הפשוטה ?*' " = QiQ ^ ( לעומת זאת , משוואות אחרות , שחלקן שימושיות מאוד בהנדסת חשמל , מקבלות צורה מסובכת יותר מאשר בשיטת 1 ( SI קולון 2 . 9979 xl 0 = יא"ס . היום מקובל להשתמש בפיסיקה רק ביחידות , SI ולכן אנו נאמץ את הקולון כיחידת המטען החשמלי . שאלה 2 . 1 שני מטענים נקודתיים , חיוביים , נמצאים במרחק של 0 . 2 מטר זה מזה . q = 5 / iC , q 1 = 8 / 1 C , . א . חשב את הכוח על כל מטען . ב . חשב את הכוח השקול על מטען חיובי שלישי , q = 3 / 1 C , המוצב באמצע המרחק שבין שני המטענים . ג . היכן יש להציב את q כדי שהכוח השקול עליו יתאפסל האם הכוח השקול על כל מטען שיוצב באותה נקודה יהיה אפס ? שאלה 2 . 2 בשלוש הפינות של ריבוע , שאורך צלעו 0 . 1 מ , ' קבועים מטענים נקודתיים כמתואר באיור . q = 2 ^ C , 92 = 93 = 3 // C . א . מצא את הכוח השקול שיפעל על מטען רביעי , q = 1 // C שיוצב בפינה הרביעית של הריבוע ) . הדרכה : העבר מערכת צירים x-y דרך q וחשב את רכיבי x ו >' של הכוח ( . ב . מצא מהו הכוח שיפעל על , q אם ( g = 2 p . Q , ואם . q = 4 // C שאלה 2 . 3 לפי מודל בוהר לאטום המימן , האלקטרון שבאטום חג במסלול מעגלי סביב הגרעין , שהוא פרוטון בודד . רדיוס המעגל , לפי בוהר , הוא O . 528 xio מ . '
|
|