Pohybujúci sa elektrický náboj je základom mnohých javov vyskytujúcich sa v prírode. Napríklad veľa častíc nabitých vysokou energiou neustále „bombarduje“našu Zem.
Medzi Zemou a Vesmírom
Väčšina z nich pochádza mimo slnečnej sústavy vo forme protónov a niekde okolo 14% - vo forme častíc. Náboje sa s najväčšou pravdepodobnosťou tvoria v Galaxii, a preto sa nazývajú galaktické lúče. Dobre poznáme aj slnečné lúče, ktoré pozostávajú z protónov. Náraz je obzvlášť silný, keď sa na povrchu Slnka vyskytnú poruchy.
Keď sa približujú k Zemi, náboje vstupujú do jej magnetického poľa. Ak má pohybujúci sa elektrický náboj malú energiu, častica je vychýlená a nedosiahne Zem. Ale častice nabité vysokou energiou sú schopné dosiahnuť povrch. Zároveň sa zdá, že sa ovíjajú okolo magnetických siločiar.
V blízkosti Zeme sú zóny, kde sa nabité častice hromadia vo zvlášť veľkých množstvách. Nazývajú sa radiačné pásy a súdruh "pascí", kde sú náboje zachytené poľom.
Geomagnetické pole drží väčšinu elektrónov a protónov v dôsledku skutočnosti, že v atmosfére sa zrážajú s atómovými jadrami atmosférických plynov. Prebiehajú jadrové reakcie a emitujú sa neutróny, ktoré nemajú náboj. Preto na ne magnetické pole nepôsobí.
Neutróny sa presúvajú do zóny nižšej intenzity a potom sa rozpadajú na elektróny, protóny a neutrína, ktoré (s výnimkou neutrín) opäť zachytí magnetické pole. Nakoniec sa vytvoria radiačné pásy. Neutríno odletí, pretože nemá pohybujúci sa elektrický náboj.
Prírodné javy
Každý už počul a niektorí aj videli taký prírodný úkaz, akým je polárna žiara. Najčastejšie ho možno pozorovať vo vysokých zemepisných šírkach severu. Menej často sa objavuje na juh. Svetlo tu generujú slnečné protóny prenikajúce do magnetického poľa.
Atmosféra vo výške ich zhluku je veľmi riedka. Ale aj tu je kyslík a dusík, ktoré sa zrážajú, s ktorými sa získa žiara. Tieto javy sa vyskytujú nepretržite, ale nie sú vždy viditeľné pre ľudské videnie. Keď však Slnko zažije poruchy, zvýšený počet protónov umožní ľuďom pozorovať mimoriadne krásny pohľad na oblohe.
Ďalším známym prírodným javom obsahujúcim pohybujúci sa elektrický náboj je blesk. Vznikajú v nich obrovské elektrické výboje vo forme iskier. Blesk sa vyskytuje medzi oblakmi v atmosfére alebo medzi oblakmi a zemou. Ich dĺžka niekedy dosahuje niekoľko kilometrov, pričom priemer je len niekoľko desiatok centimetrov a trvanie nedosahuje ani sekundu. Blesk sa takmer vždy objaví s hromom. Najčastejšie majú lineárny tvar, ale niekedy sú vo forme guľôčok. Tí druhí sú obzvlášť obklopení mystickými príbehmi.
Aktuálne
Pohybujúci sa elektrický náboj sa nazýva elektrický prúd, ktorý je zaujímavý pre praktický život ľudí. S jeho pomocou fungujú elektromotory, televízia, rádio, počítače a mnohé ďalšie zariadenia. Nech už sa dotknete akejkoľvek oblasti ľudskej činnosti, účinky elektrických nábojov sú všade.
Vznik prúdu a jeho vzťah k magnetickým a elektrickým poliam je spojený s menom Faraday, ktorý sformuloval teóriu hlásajúcu, že elektrické náboje na seba nepôsobia priamo. Každý z nich vytvára okolo seba elektrické pole. Pomocou nej prebieha interakcia.
Elektrické pole pohybujúceho sa náboja
Hlavnou veličinou pôsobiacou v elektrickom poli je sila, ktorá pôsobí na kladný náboj. Nazýva sa to sila elektrického poľa.
Pre zjednodušenie je každé pole v priestore znázornené ako siločiary, ktorých tangenty ukazujú jeho smer. Po zmiešaní s predĺženým dielektrikom ich možno vidieť v akejkoľvek viskóznej kvapaline. V blízkosti telesa s nábojom sú kusy dielektrika zoradené v rade pozdĺž silylinky.
Elektrické pole môže byť potenciálne. V ňom práca síl nezávisí od tvaru dráhy pri pohybe náboja do rôznych bodov. Poloha dvoch bodov v tomto poli teda určuje prácu náboja medzi nimi (čo je napätie).
Niektoré ďalšie zaujímavé funkcie
Elektrický prúd sa môže objaviť iba v prítomnosti elektrického poľa. Všetky látky, v závislosti od ich schopnosti udržiavať v sebe prúd, sú vodičmi a izolantmi. Tí prví majú veľa bezplatných poplatkov, takže sa ľahko pohybujú. Izolátory ich nemajú.
V magnetických poliach na rozdiel od elektrických polí nemajú siločiary začiatok ani koniec. Napríklad v priamom vodiči sú to kruh.
Okrem toho je zaujímavé, že elektrický náboj, ktorý je v stacionárnom stave, v magnetickom poli nemá žiadny vplyv. Vyskytuje sa iba pri pohyblivom náboji.
