Pohybující se elektrický náboj je základem mnoha jevů vyskytujících se v přírodě. Například mnoho částic nabitých vysokou energií neustále „bombarduje“naši Zemi.
Mezi Zemí a Vesmírem
Většina z nich pochází mimo sluneční soustavu ve formě protonů a někde kolem 14 % - ve formě částic. S největší pravděpodobností se náboje tvoří v Galaxii, a proto se nazývají galaktické paprsky. Dobře známe také sluneční paprsky, které se skládají z protonů. Dopad je obzvláště silný, když na povrchu Slunce dochází k poruchám.
Jak se přibližují k Zemi, náboje vstupují do jejího magnetického pole. Pokud má pohybující se elektrický náboj malou energii, částice je vychýlena a nedosáhne Země. Ale částice nabité vysokou energií jsou schopny dosáhnout povrchu. Zároveň se zdá, že se vinou kolem magnetických siločar.
V blízkosti Země jsou zóny, kde se nabité částice hromadí ve zvláště velkém množství. Říká se jim radiační pásy a jsoudruh "pastí", kde jsou náboje zachyceny polem.
Geomagnetické pole drží většinu elektronů a protonů díky tomu, že se v atmosféře srážejí s atomovými jádry atmosférických plynů. Probíhají jaderné reakce a jsou emitovány neutrony, které nemají žádný náboj. Proto na ně magnetické pole nepůsobí.
Neutrony se pohybují do zóny nižší intenzity a následně se rozpadají na elektrony, protony a neutrina, která (s výjimkou neutrin) jsou opět zachycena magnetickým polem. Nakonec se vytvoří radiační pásy. Neutrino odletí, protože nemá pohybující se elektrický náboj.
Přírodní jevy
Všichni slyšeli a někteří viděli takový přírodní úkaz, jako je polární záře. Nejčastěji ji lze pozorovat ve vysokých zeměpisných šířkách severu. Méně často se objevuje na jih. Světlo je zde generováno slunečními protony pronikajícími do magnetického pole.
Atmosféra ve výšce jejich kupy je velmi řídká. Ale i zde se střetává kyslík a dusík, se kterými se získá záře. Tyto jevy se vyskytují nepřetržitě, ale zdaleka nejsou vždy postřehnutelné lidským zrakem. Když však Slunce zaznamená poruchy, zvýšený počet protonů umožní lidem pozorovat mimořádně krásný pohled na obloze.
Další známý přírodní jev obsahující pohybující se elektrický náboj je blesk. Vznikají v nich obrovské elektrické výboje v podobě jisker. K bleskům dochází mezi mraky v atmosféře nebo mezi mraky a zemí. Jejich délka někdy dosahuje několika kilometrů, zatímco průměr je jen několik desítek centimetrů a doba trvání nedosahuje ani sekundy. Blesk se téměř vždy objeví s hromem. Nejčastěji mají lineární tvar, ale někdy jsou ve formě kuliček. Ti poslední jsou obzvláště obklopeni mystickými příběhy.
Aktuální
Pohybující se elektrický náboj se nazývá elektrický proud, který je zajímavý pro praktický život lidí. S jeho pomocí fungují elektromotory, televize, rádio, počítače a mnoho dalších zařízení. Ať se dotknete jakékoli oblasti lidské činnosti, účinky elektrických nábojů jsou všude.
Vznik proudu a jeho vztah k magnetickým a elektrickým polím je spojen se jménem Faradaye, který formuloval teorii prohlašující, že elektrické náboje na sebe nepůsobí přímo. Každý z nich kolem sebe vytváří elektrické pole. S jeho pomocí dochází k interakci.
Elektrické pole pohybujícího se náboje
Hlavní veličinou působící v elektrickém poli je síla, která působí na kladný náboj. Říká se tomu síla elektrického pole.
Pro usnadnění je každé pole v prostoru znázorněno jako siločáry, jejichž tečny ukazují jeho směr. Mohou být viděny v jakékoli viskózní kapalině, když jsou smíchány s podlouhlým dielektrikem. V blízkosti tělesa s nábojem jsou kusy dielektrika seřazeny v řadě podél sílyřádky.
Elektrické pole může být potenciální. V něm práce sil nezávisí na tvaru dráhy při pohybu náboje do různých bodů. Poloha dvou bodů v tomto poli tedy určuje práci náboje mezi nimi (což je napětí).
Některé další zajímavé funkce
Elektrický proud se může objevit pouze v přítomnosti elektrického pole. Všechny látky, v závislosti na jejich schopnosti v sobě udržovat proud, jsou vodiče a izolanty. Ti první mají spoustu bezplatných poplatků, takže se snadno pohybují. Izolátory je nemají.
V magnetických polích na rozdíl od elektrických polí nemají siločáry začátek ani konec. Například v přímém vodiči jsou to kruh.
Navíc je zajímavé, že elektrický náboj, který je ve stacionárním stavu, v magnetickém poli nemá žádný vliv. Vyskytuje se pouze s pohybujícím se nábojem.
