На якій відстані вакууму заряди взаємодіють так само, як у рідині на відстані 3 см? Яка є діелектрична проникність

Тема: Взаємодія зарядів в рідині і вакуумі

Пояснення: Взаємодія зарядів відбувається через електромагнітне поле. Рівень взаємодії залежить від властивостей середовища, в якому знаходяться заряди. Діелектрична проникність (ε) вимірюється в кульомб на квадрат метра (Кл/м²) і вказує на здатність середовища поглинати електричне поле.

У вакуумі діелектрична проникність має значення ε₀ ≈ 8,854 × 10⁻¹² Кл/м². Це означає, що в зіткненні зарядів у вакуумі немає інших взаємодій, і заряди впливають один на одного лише за допомогою електромагнітного поля.

У рідині взаємодія зарядів має інший характер через наявність молекул і атомів. Залежно від властивостей рідини, значення діелектричної проникності може варіюватися. Щоб знайти діелектричну проникність рідини (ε_рідина), необхідно знати відстань (d_рідина) на якій заряди взаємодіють у рідині.

Для знаходження d_рідина, такого, щоб взаємодія вакууму і рідини була однаковою, візьмемо відношення діелектричних проникностей:
ε_рідина/ε₀ = d_рідина/d₀,
де d₀ = 3 см (відстань в рідині).

Тоді ε_рідина = (d₀/ε₀) * ε₀.

Приклад використання: Нехай d₀ = 3 см, ε₀ ≈ 8,854 × 10⁻¹² Кл/м². Тоді знаходимо ε_рідина:
ε_рідина = (0,03 м / (8,854 × 10⁻¹² Кл/м²)) * 8,854 × 10⁻¹² Кл/м².

Рекомендації: Для кращого розуміння матеріалу, рекомендується ознайомитися з основними поняттями електростатики та діелектричної проникності. Вивчення теорії, а також виконання багатьох різних практичних прикладів допоможе усвідомити особливості взаємодії зарядів в різних середовищах.

Вправа: На якій відстані вакууму (d_вакуум) заряди взаємодіють так само, як у рідині на відстані 5 см (d_рідина)? Знаючи, що ε₀ ≈ 8,854 × 10⁻¹² Кл/м², знайдіть d_вакуум.