Co je to elektrické pole?

Elektrické pole lze považovat za sféru vlivu elektricky nabitého objektu. Všechno, co má elektrický náboj, ovlivní a bude ovlivněno jinými nabitými těly. Pokud jsou dva nabité objekty umístěny dostatečně blízko k sobě, každý zažije měřitelnou sílu, která na ní působí. Pole je teoreticky nekonečné v rozsahu, ale jeho velikost se zmenšuje se vzdáleností od zdroje podle zákona o inverzním čtvercovém zákoně. To znamená, že pokud je vzdálenost zdvojnásobena, síla pole je rozdělena čtyřmi a ve třechkrát vzdálenost je síla rozdělena devíti atd.; Pole se proto stává zanedbatelným na velké vzdálenosti.

Protože elektrický náboj může být kladný nebo negativní, je elektrické pole vektorové pole, což znamená, že má směr i velikost. Dva elektricky nabité objekty zažijí odpudivou sílu, pokud mají stejný typ náboje a atraktivní sílu, pokud mají jiný types poplatku. Síla, která má nabitý objekt v elektrickém poli, lze vypočítat jako F = Eq, kde F je síla v Newtonech, E je elektrické pole ve voltech na metr (V/M) a Q je náboj v coulombs. Tuto rovnici lze přeskupovat, aby se poskytla sílu pole, E, ve voltech na metr: E = f/q. Tyto příklady se vztahují na malé, bodové objekty; Pro složitější nebo více nabíjených těl jsou výpočty komplikovanější.

Směr elektrického pole je definován jako směr, ve kterém by elektrická síla pociťovala objektem s kladným nábojem umístěným v poli. Pole by tedy odkazovalo od pozitivního náboje a směrem k negativnímu náboji, protože podobné poplatky odpuzují a na rozdíl od poplatků přitahují. V případě dvou těl se stejným typem náboje by každá zažila sílu - vypočítatelnou rovnicí F = ekv.cesta z druhého objektu. Naopak pro dvě protichůdně nabitá těla by každá zažila sílu směřující k jinému objektu.

Elektrické pole může být nakreslena šipkou směřujícím od pozitivního náboje a směřující k negativnímu náboji. Pozitivně nabitý objekt by tedy byl znázorněn s liniemi pole, které z něj směřují ve všech směrech, a negativně nabitý objekt s polními liniemi, které se na něj sbíhají. Jedná se však pouze o úmluvu a nenaznačuje, že v určitém směru existuje něco fyzického směřování.

Koncept elektrického pole, jak je popsáno výše, je součástí „klasické“ fyziky. Klasický popis funguje dobře pro každodenní aplikace, ale nevysvětluje, co se ve skutečnosti děje, když se účtované objekty navzájem přitahují nebo odpuzují. Větev kvantové teorie známé jako kvantová elektrodynamika (QED) se pokouší to udělat z hlediska výměny fotonů, nosičů elektromagnetické síly. <<