静電気力|物理

粒子間の静電力は、粒子の電荷によって引き起こされる引力または反発力です。クーロン相互作用としても知られるクーロン力は、1785 年に最初に特徴付けたフランスの物理学者シャルルオーギュスタンドクーロンにちなんで命名されました。穀物サイロの一見自然発生的な爆発、生産中の電子部品の損傷、コピー機やレーザープリンターの操作などに影響されます。他の表面との接触によって引き起こされる物体の表面への電荷の蓄積は、静電気として知られています。 2 つの表面が接触したり分離したりするたびに電荷交換が発生しますが、その影響は通常、表面の 1 つが電気の流れに対して大きなインピーダンスを持っている場合にのみ顕著になります。これは、移動する電荷が影響を与えるのに十分な時間そこに閉じ込められるためです。これらの電荷は、地面に流れ落ちるか、放電によって急速に中和されるまで、物体に付着します。絶縁された表面との接触によって体内に蓄積された電荷が中和されると、静電気の「ショック」という一般的な現象が発生します。

陽子は電子にくっつかない:-

静電力は陽子と電子を引き付けますが、強い核力が陽子を互いに結合し、中性子に結合するため、陽子は電子と結合するために原子核を離れることはありません。強力な核力は電磁力よりもはるかに強力ですが、作用範囲は非常に限られています。電子は粒子と波動の両方の性質を持っているため、原子内の陽子と電子は何らかの形で接触しています。電子の波長は原子の波長と同じであるため、電子はこれ以上近づくことはできません。静電力は、原子核の直径の約 10 分の 1、つまり 10 ～ 16 m の距離にわたって作用します。類似の電荷は互いに反発し、異なる電荷は互いに引き付け合います。 2 つの正に帯電した陽子 (2 つの陽イオン、2 つの負に帯電した電子、または 2 つの陰イオンなど) は、互いに反発します。陽子と電子のように、陽イオンと陰イオンは互いに引き付けられます。

クーロンの法則を使用して静電力を推定する:-

クーロンの法則によれば、

「2 つの点電荷間の静電引力または反発力は、それらの大きさの積に正比例し、それらの距離の 2 乗に反比例します。」

q1 と q2 を 2 つの電荷とし、r を 2 つの電荷の中心間の距離とします。そのため、クーロン力、

F=Kq1q2/r2

K=1/4πξo

ここで、ξo は自由空間の誘電率です

ξo=8.85410-12C2N-1m-2の値

2 つの電荷間の力は、それらのサイズに比例し、距離の 2 乗に反比例することを覚えておくことが重要です。

静電気の例:-

静電気力は、さまざまな方法で見ることができます。以下はそれらのほんの一部です:-

<オール>

ラップが手に引きつけられ、ラップから手を離すこと

髪の毛を紙でこすると、帯電した鱗に引き寄せられます。

表向きは偶発的な穀物サイロの爆発

コピー機とレーザープリンターの使用

日常生活における静電気力の例:-

<オール>

ナイロン製の衣類が別の生地や着用者の肌にこすりつけられると、静電気が発生します。このような衣服を脱ぐときに発生するチャタリング音は、皮膚と衣服の粒子の間に形成される静電気力によるものです。静電気が発生するのを防ぐために、洗濯中に柔軟剤をナイロン布に追加する必要があります。

ロッドを布でブラッシングすると、電荷が発生します。ロッドの物質の性質によって、電荷の極性が決まります。ガラス棒は布でこするとプラスに帯電しますが、プラスチック棒はマイナスに帯電します。これらの帯電したロッドが自由にぶら下がっているポンポンボールに近づくと、引力または反発力が見られます。その結果、静電力がボールの電荷の終結に役立ちます。

テレビ画面は、空気中に自由に浮遊するほこりの粒子を分極化します。この結果、帯電したほこりの粒子がテレビ画面に付着します。これが、前のほこりの層を取り除いた数分後に、新しいほこりのコーティングが画面に現れる理由です.静電相互作用は、ほこりの粒子とスクリーンの間の相互作用の名前です。人が手のひらを画面のわずか数センチ上に動かすと、静電気力がすぐに感じられます。

静電気力は、空気が乾燥し湿度が低い冬季に最もよく発揮されます。人が動くと、布の層と皮膚の間に静電気力が偶発的に発生します。ウールの衣類を脱ぐ際、パチパチと音がする場合があります。これは、2 つの荷電体が互いに離れたときに電荷の交換が発生するためです。衣服と皮膚の間に静電気が蓄積しないように、人の乾燥した皮膚を保湿する必要があります。

実際の静電気力の最も良い例の 1 つは、コピー機または複写機です。ガラスのスクリーンに原紙が置かれています。このオリジナルの紙片の画像は、正に帯電したドラムに転写されます。ほとんどの場合、使用される粉インクまたはトナーはマイナスの極性を持っています。ドラムは、印象が作られる紙と接触します。その後、インクが紙に転写され、元の文書のコピーが成功します。

バルーンパーティーのトリックでは、風船を髪の毛にこすりつけて、外側の表面に電荷を蓄えます。バルーンは、その表面にかなりの量の電荷を発生させた後、反対の電荷を持つ、または電荷を持たない任意の表面に簡単に接着します。静電相互作用は、2 つの物体が相互作用する唯一の方法です。

髪を梳き終わったときに、うっかり櫛の歯に大量の電荷をつけてしまいました。この帯電したコームが紙くずなどの軽い粒子と接触すると、紙の粒子がコームに引き寄せられます。この手順では、くしと紙の粒子の間の静電気力が十分に実証されています。

人が金属製のドアノブに無作為に近づくと、短時間の電気ショックを受ける可能性があります。これは、ドアノブと人の手との間の静電気力が原因です。ドアノブは金属でできているため、触れたあらゆる物体に電子を伝達することができます。電子移動の結果、もう一方の物体が帯電し、ドアノブと皮膚の間に静電相互作用が発生します。金属製のドアノブやハンドルに触れる前に木製の表面に触れることは、それを避ける効率的な方法です。

結論:-

クーロン力またはクーロン相互作用は、静電力の別名です。それは、帯電した 2 つの物を引き付けたり、反発したりする力です。似た電荷同士は反発し合い、似ていない電荷同士は引き合います。 2 つの電荷間の力の強さは、クーロンの法則を使用して計算されます。クーロンの法則は、原子、イオン、分子、および分子の一部の間の力を表すため、化学および物理学において重要です。荷電粒子またはイオン間の引力または反発力は、それらの距離が大きくなるにつれて減少し、イオン結合の作成が望ましくなくなります。荷電粒子のエネルギーは互いに近づくにつれて増加し、イオン結合がより有利になります。