Гаусс заңы және Кулон заңы
Гаусс заңы және Кулон заңы электромагниттік өріс теориясында қолданылатын өте маңызды екі заң. Бұл электромагниттік өрістің дамуына әкелетін ең негізгі екі заңдылық. Бұл заңдар Ампер заңымен бірге Максвелл теңдеулеріне әкеледі. Максвелл теңдеулері электромагниттік теориядағы кез келген құбылысты сипаттай алатын төрт теңдеулердің жиынтығы. Электромагнитизм теорияларын толық түсіну үшін осы екі заңды мұқият түсіну қажет. Бұл мақалада біз Гаусс заңы мен Кулон заңы деген не екенін, олардың қолданылуын, анықтамаларын, осы екеуінің ұқсастықтарын және соңында Гаусс заңы мен Кулон заңының арасындағы айырмашылықтарды талқылаймыз.
Гаусс заңы
Гаусс заңы электр өрістерінің, магнит өрістерінің және гравитациялық өрістердің қасиеттерін сипаттайтын өте маңызды заң. Гаусстың электр өрістері туралы заңы кез келген тұйық бет арқылы өтетін электр ағыны бетпен қоршалған электр зарядына пропорционал екенін көрсетеді. Оны ∅=Q/ε0 түрінде көрсетуге болады, мұнда φ – беттегі жалпы электр ағыны, Q – бетпен қоршалған заряд, және ε0- диэлектрлік тұрақты. Бұл ұғымды түсіну үшін алдымен электр ағыны түсінігін түсіну керек. Бет үстіндегі электр ағыны - бұл бет арқылы өтетін электр өрісінің сызығының санын өлшеу. Бұл жер бетіндегі электр өрісінің сызықтарының санына тура пропорционал. Магниттік өрістер үшін Гаусс заңы өте маңызды заң болып табылады. Магниттік өрістерге арналған Гаусс заңы кез келген тұйық беттегі жалпы магнит ағыны нөлге тең екенін көрсетеді. Себебі магниттік монополдар жоқ. Магниттік полюстер тек диполь түрінде болады. Кез келген берілген тұйық бетте таза магниттік полярлық нөлге тең. Демек, кез келген тұйық беттегі магнит ағыны нөлге тең.
Кулон заңы
Кулон заңы – электрлік зарядталған бөлшектердің өзара әрекеттесуін сипаттайтын заң. Бұл екі электрлік зарядталған бөлшектердің арасындағы күш зарядтарға пропорционал және екі бөлшек арасындағы қашықтықтың квадратына кері пропорционал екенін көрсетеді. Мұны F=Q1Q2/ 4πr2ε теңдеуімен көрсетуге болады. 0 мұндағы Q1 және Q2 - бөлшектердің зарядтары, r - екі заряд арасындағы қашықтық және ε0бос кеңістіктің диэлектрлік өтімділігі. Егер бұл теңдеу бос кеңістіктен басқа орта үшін анықталса, ε0 ε-мен ауыстырылуы керек, мұндағы ε – ортаның диэлектрлік өтімділігі. Егер бұл зарядтардың таңбалары бірдей болса, F оң мән болар еді. Бұл екі зарядтың бір-бірін итеретінін білдіреді. Егер бұл екі зарядтың таңбалары әртүрлі болса, F теріс мәнге айналады; осылайша, екі заряд арасындағы тартымдылықты сипаттайды.
Кулон заңы мен Гаусс заңының айырмашылығы неде?
• Кулон заңы екі зарядтың өзара әрекеттесуін сипаттайды, ал Гаусс заңы беттің ішінде орналасқан қасиеттен тұйық беттегі ағынды сипаттайды.
• Кулон заңы тек электр өрістеріне, ал Гаусс заңы электр өрістеріне, магнит өрістеріне және гравитациялық өрістерге қолданылады.
