میدان الكتریكی
میدان الكتریكی
بسیاری از نیروهایی كه می‌شناسیم، نیروهای تماسی هستند، مثلاًًًًً ماشین را هل می‌دهیم یا یك ورزشكار به وسیله راكت تنیس به توپ ضربه می زند.
اما بر خلاف موارد فوق، نیروی گرانشی و الكتریكی از راه دور اثر می‌كنند. یعنی اثرگذاری این دو نیرو به تماس دو جسم وابسته نیست (مثلاًًًًً زمین به ماهواره نیرو وارد می‌كند یا شانه باردار باریكه آب را جذب می‌كند).
درك نیرویی كه از فاصله دور اعمال می‌شود كمی دشوار است. نیوتن نیز وقتی قانون جاذبه بین جرمی را بیان كرد به نا مأنوس بودن آن اشاره نمود. یك راه حل مناسب برای توصیف چنین پدیده هایی استفاده از مفهوم میدان می‌باشد. این ایده ابتدا توسط فارادی مطرح شد.
بنا به نظر فارادی، در اطراف هر بار، میدان الكتریكی وجود دارد كه تمام فضا را پوشش می‌دهد. وقتی بار دیگری در اطراف بار اول قرار می‌گیرد به دلیل وجود میدان الكتریكی، نیرویی به بار دوم اعمال می شود.
به عبارت دیگر، میدان الكتریكی موجود در محل بار دوم مستقیماً روی آن بار اثر گذاشته و باعث اعمال نیرو می شود. البته باید تأكید كرد كه میدان از جنس ماده نیست.
با دیدن فیلمی که تهیه نموده ایم، برخی تصورات فارادی در مورد میدان را مشاهده.
مایكل فارادی برای اولین بار پیشنهاد كرد كه برای توصیف پدیده های الكتریكی از خطوط میدان استفاده شود، این خطوط طبق قرارداد از بار مثبت خارج و به بار منفی وارد می شوند. به فیلم های زیر توجّه كنید. در این فیلم ها دو بار توسط نخ‌های نازك معلق هستند. آیا می توانید رابطه ای بین نوع نیروی بین بارها و خطوط میدان مشاهده كنید؟ فیلم ها را چند بار به دقت مشاهده كنید.
در این فیلم نیز نقش میدان در نیروی دافعه بین دو بار همنام را مشاهده می كنید.
فرض كنید دو بار مثبت و منفی (با اندازه مساوی) به نخ هایی متصل باشند. در ابتدا فاصله این بارها فوق العاده كم است.
به نظر شما آیا در اطراف آن ها خطوط میدان قابل توجّه ای وجود دارد؟ اگر فاصله آن ها زیاد شود چه اتفاقی برای خطوط میدان الكتریكی در نواحی مختلف فضا روی می دهد؟ آرایش خطوط میدان باعث جذب بارها می گردد یا دفع آن ها؟
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی
تنظیم: مریم فروزان کیا