Kaj je elektrostatika?

Elektrostatika je znanstvena disciplina, ki vključuje preučevanje različnih pojavov, ki jih povzročajo električni naboji, ki se počasi premikajo ali celo mirujejo. Raziskovalci preučujejo elektromagnetno interakcijo, silo, ki drži elektromagnetno polje skupaj, subatomskih delcev, kot so elektroni in protoni. Ti delci proizvajajo elektromagnetno polje tako, da so električno napolnjeni s pozitivnim ali negativnim nabojem. Kot ena od štirih temeljnih fizičnih sil, elektromagnetne sile delujejo z delci na različne načine, vključno z minimalnimi reakcijami, ki jih vidimo v elektrostatiki.

Med elektronom in protonom je elektrostatična sila kljub šibkemu videzu zelo močna. Na primer, atom vodika, sestavljen iz enega samega elektrona in enega protona, ima gravitacijsko silo, ki ju drži skupaj. Vendar je glede na vrstni red sile elektrostatična sila med njima 1024 večja od dejanske gravitacije med posameznimi subatomskimi delci. Enako velja ne glede na atom, saj vsak vsebuje enako količino elektronov in protonov za uravnoteženje naboja.

Enačba za vzpostavitev te teorije izhaja iz francoskega fizika iz 1780-ih po imenu Charles Augustin de Coulomb. Z delom z osnovnimi teorijami o elektromagnetizmu je določil raven sile, ki je potrebna za vzdrževanje atomske kohezivnosti v elektromagnetni sili kljub razdalji med naboji. To je postalo znano kot Coulombov zakon, ena od temeljnih teorij, ki opredeljujejo znanost o elektrostatiki.

Znanje o elektrostatiki je bilo znano že v antiki, ko so stari Grki opazili, da jantar pri drgnjenju privlači svetlobne delce. To jih je spodbudilo k opredelitvi besede elektron, ki je na koncu ustvarila sodobno terminologijo elektrike. Sodobne primere elektrostatičnih pojavov lahko vidimo, ko si človek v lase vtre gumijast balon in ga prilepi na drug predmet. Balon bo obdržal elektrostatični naboj in ga pritegnil na drugo površino.

Izmenjava naboja se zgodi vsakič, ko se dve površini dotakneta in ločita. Vendar se najbolj razširjen primer elektrostatike pojavlja v materialih, ki vsebujejo nekakšen upor proti toku električne energije. Zaradi dejstva, da prenos nabojev z ali na uporovno površino zadrži svoj naboj dlje časa, kar omogoča opazovanje. Ti naboji sčasoma izgubijo svojo kohezijo in postanejo nevtralizirani v obliki razelektritve. To se zgodi, ko pride do pojava statičnega šoka.