1.1. Електростатично взаимодействие
 


Опити на Кулон

 Шарл Кулон
(1736–1806)

За да намери зависимостта на електричната сила от разстоянието между зарядите, френският физик Шарл Кулон конструирал  т.нар. Кулонова везна (фиг. 11). Зареденото топче В е в края на хоризонтална пръчка ВС, окачена на тънка нишка МN. Електричната сила, с която зареденото неподвижно метално топче А действа на В, завърта ВС дотогава, докато се уравновеси от силата на еластичност, породена от усукване на нишката. И понеже силата на еластичност е пропорционална на ъгъла на завъртане, този ъгъл служи като мярка за електричната сила F.

Кулон установил, че при увеличаване на разстоянието |АВ| 2, 3 и т. н. пъти електричната сила намалява съответно 22 = 4, 32 = 9 и т. н. пъти.

Ако до А допрем същото по големина, но незаредено метално топче, върху него преминава половината от заряда на А. Новото измерване на силата, с която А действа на В, показва, че големината й е намаляла два пъти. С подобни опити Кулон показал, че всяко заредено тяло може да се характеризира с една величина – неговия електричен заряд Q, който представлява положително или отрицателно число.

Как работи ксерокс апаратът?

Най-съществената част в ксерокс апарата е един светлочувствителен слой. На тъмно той се зарежда с положителни заряди, а когато се освети, се разрежда. Копираният документ се проектира върху слоя (фиг. 12) – тъмните места (изображенията на букви, линии и т.н.) остават положително заредени, а осветените места губят зарядите си. След това слоят се посипва с черен прах – тонер, чиито частици са отрицателно заредени. Тонерът полепва само по неосветените места. До слоя се притиска положително зареден лист хартия, при което тонерът се прехвърля върху нея – изображението вече е върху хартията. За да се закрепи изображението, хартията се загрява, тонерът се разтопява и прилепва към нея – копието е готово.

Пазете чиповете

Ако държим микрочип с ръка близо до зареден обект (фиг. 13), в крачетата на микрочипа се индуцират заряди, които лесно могат да го повредят. Затова хората, които работят с микрочипове, носят облекла с покритие, което не позволява натрупване на статични заряди. Такова покритие имат и подовете на помещенията, в които се работи с микрочипове. Микрочиповете се манипулират и опаковат със специални уреди.

А какво е CCD-камера?

Основна част на всеки цифров фотоапарат е т. нар. CCD-камера (си-си-ди камера – от английското carge-coupled-device – прибор със свързан заряд). Принципът, по който в нея светлинният образ се преобразува в електрични сигнали, е илюстриран на фиг. 14. CCD-камерата се състои от мрежа от клетки (пиксели), покрити със светлочувствителен материал. Обективът на фотоапарата формира върху мрежата действителен образ на обекта. Всеки пиксел се наелектризира в зависимост от падналата върху него светлина, електричните импулси, създадени от зарядите, се обработват и записват в паметта на апарата, като впоследствие се използват за възпроизвеждане на образа – на хартия, или на телевизионния екран. CCD-камерите в любителските фотоапарати използват няколко (3–7) милиона пиксела. За фотографиране на далечните астрономически обекти се използват CCD- камери, в които на един квадратен милиметър има по 50 000 пиксела!

Фиг. 11
Фиг. 12
Фиг. 13
Фиг. 14
Тестови задачи Адреси в интернет
>> За любознателните