قانون جاوس

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٦:٥٤ ، ٤ فبراير ٢٠٢٠
قانون جاوس

الشحنة الكهربائية

هي إحدى خواص علم الفيزياء الموجودة في النظام الكوني منذ نشأته، وهي المسؤولة عن توليد المجال الكهرومغناطيسي، وتنقسم الشحنة الكهربائية إلى نوعين: شحنة موجبة نسبةً إلى البروتونات في النواة، وشحنة سالبة نسبةً إلى الإلكترونات حول النواة، ويسمى العلم الأولي في طرق التعامل مع هذه الشحنة والمواد المتفاعلة معها بالديناميكا الكهربائية الكلاسيكية، وتحتوي الشحن الكهربائية على حقل كهربائي يتحرك ويتدفق لتوليد حقل كهرومغناطيسي، والذي يعد واحدة من القوى الرئيسة في الفيزياء، وهي المسؤولة عن عملية الجذب والنفر الكهربائي بين المواد المشحونة، وعلى مدار القرون قام علماء الفيزياء بدراسة خصائصها وطرق التعامل معها وتوزيعها، وكيفية تدفقها ضمن حقل كهربائي لتوليد الطاقة، ومن بينهم العالم جاوس الذي وضع قانونه الشهير قانون جاوس.[١]

كارل جاوس

العالم الألماني يوهان فريدريش كارل جاوس من مواليد 30 إبريل 1777م، وتوفي في 23 فبراير 1855م، والذي يعد من أعظم علماء الرياضيات والفيزياء في كل العصور، حيث قدم وأسهم في الكثير من الاكتشافات والاختراعات والنظريات التي غيرت مفهوم الفيزياء والرياضيات، وبدأ مسيرته بعد أن حاز على شهادة الدكتوراه في عام 1797م، حيث قام بنشر أول اكتشافاته في عام 1801م، وكان ينص المنشور الأول عن كتاب منهجي للجبر وتقلبات الحساب، والمنشور الثاني عن اكتشاف كويكب سيريس، حيث رصده بشكل جيد وحسب مداره بدقة، وبعدها عمل جاوس لسنوات عديدة في علم الفلك الذي كان أحد أكثر اهتماماته.[٢]

بعدها قام هو وعدد من العلماء بمسح أراضي هانوفر منذ عام 1818م إلى عام 1832م، وواجهوا الكثير من المشاكل والصعوبات، ولكن ضمن هذه الفترة قام بتطوير أداة تعكس أشعة الشمس في حزمة مركزة، وقام بصنع أول تلغراف كهربائي في العالم، وشارك في المسح العالمي الأول للحقل المغناطيسي للأرض، وأسس بعض النظريات في علم الكهرباء والفيزياء، ووضع قانون جاوس الذي كان نقلة نوعية في علم تدفق الكهرباء، وكان لجاوس العديد من الأفكار التي أخفاها في حياته، والتي تم نشرها فيما بعد فيما يخص الهندسة الإقليدية.[٢]

قانون جاوس

يتمحور قانون جاوس حول إن التدفق الصافي لحقل كهربائي ضمن سطح يتناسب طردًا مع الشحنة الكهربائية المغلقة، ويعد قانون جاوس واحد من القوانين الأربعة لماكسويل في علم الكهرومغناطيسية، وتم صياغته لأول مرة من قبل جاوس في عام 1835م، ويُعرف قانون جاوس التدفق الكهربائي بأنه المجال الكهربائي الذي يمر ضمن منطقة مضروبًا في مساحة السطح العامودي على هذه الحقل، وتم تعميم هذه القانون في عام 1867م كجزء من مجموعة أعمال كارل جاوس وينص هذه القانون على:[٣] E ⋅d A = Q / ε 0∫ حيث إن:

  • E: هو ناقل المجال الكهربائي.
  • Q: الشحنة الكهربائية المغلقة.
  • ε 0: السماحية الكهربائية ضمن مساحة حرة.
  • A: هي الموجه الخارجي للمنطقة الطبيعية.

ويعد التدفق المقياس لقوة الحقل الذي يمر ضمن منطقة معينة ويتم تعريف المجال الكهربائي: Φ = ∫ E ⋅d A.

المراجع[+]

  1. "Electric charge", www.wikiwand.com, Retrieved 07-01-2020. Edited.
  2. ^ أ ب "Carl Friedrich Gauss", www.britannica.com, Retrieved 07-01-2020. Edited.
  3. "gauss law", www.toppr.com, Retrieved 07-01-2020. Edited.