Kas yra Elektrostatika?

Elektrostatika yra mokslinė disciplina, apimanti įvairių reiškinių, kuriuos sukelia lėtai judantys ar net nejudantys elektros krūviai, tyrimą. Mokslininkai tiria subatominių dalelių, tokių kaip elektronai ir protonai, elektromagnetinę sąveiką, jėgą, kuri kartu palaiko elektromagnetinį lauką. Šios dalelės sukuria elektromagnetinius laukus, kai yra elektriškai įkraunamos teigiamu arba neigiamu krūviu. Elektromagnetinės jėgos, kaip viena iš keturių pagrindinių fizikos jėgų, sąveikauja su dalelėmis įvairiais būdais, įskaitant minimalias elektrostatikos reakcijas.

Tarp elektrono ir protono elektrostatinė jėga yra labai stipri, nepaisant jos silpnos išvaizdos. Pavyzdžiui, vandenilio atomas, sudarytas iš vieno elektrono ir vieno protono, turi gravitacijos jėgą, kuri juos laiko kartu. Tačiau pagal jėgos dydį elektrostatinė jėga tarp jų yra 1024 didesnė už tikrąją gravitaciją tarp kiekvienos subatominės dalelės. Tas pats pasakytina ir apie atomą, nes kiekviename yra toks pat elektronų ir protonų kiekis, kad subalansuotų krūvį.

Lygtis, kuria siekiama sukurti šią teoriją, kilo iš prancūzų fiziko 1780 m., vardu Charlesas Augustinas de Kulonas. Dirbdamas su elementariomis elektromagnetizmo teorijomis, jis nustatė jėgos lygį, reikalingą elektromagnetinės jėgos atominei darnai palaikyti, nepaisant atstumo tarp krūvių. Tai tapo žinoma kaip Kulono dėsnis, viena iš pagrindinių teorijų, apibrėžiančių elektrostatikos mokslą.

Žinios apie elektrostatiką buvo žinomos nuo antikos laikų, kai senovės graikai pastebėjo, kad trinamas gintaras pritraukia šviesos daleles. Tai paskatino juos apibrėžti žodį elektronas, kuris galiausiai sukūrė šiuolaikinę elektros terminologiją. Šiuolaikiniai elektrostatinių reiškinių pavyzdžiai gali būti, kai žmogus įtrina guminį balioną į plaukus ir priklijuoja jį prie kito objekto. Balionas išlaikys elektrostatinį krūvį, pritraukdamas jį prie kito paviršiaus.

Įkrovimas įvyksta kiekvieną kartą, kai du paviršiai susiliečia ir atsiskiria. Tačiau labiausiai paplitęs elektrostatikos pavyzdys atsiranda medžiagose, kurios turi tam tikrą atsparumą elektros srautui. Dėl to, kad perkeliant krūvius iš varžinio paviršiaus arba ant jo, jų krūvis išlaikomas ilgesnį laiką, todėl galima stebėti. Šie krūviai ilgainiui praranda sanglaudą ir neutralizuojasi iškrovos pavidalu. Taip atsitinka, kai įvyksta statinio šoko reiškinys.