Номер 4, страница 142 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

4. Величина, которая показывает, во сколько раз сила взаимодействия между зарядами становится слабее в данной среде, чем в вакууме, это ...

А) Потенциал.

В) Напряжение.

С) Напряженность.

D) Диэлектрическая проницаемость.

Для ответа на этот вопрос необходимо обратиться к определению основных электростатических величин и закону Кулона, который описывает силу взаимодействия между электрическими зарядами.

Сила взаимодействия $F_{вакуум}$ между двумя точечными зарядами $q_1$ и $q_2$, находящимися в вакууме на расстоянии $r$ друг от друга, определяется по формуле:

$F_{вакуум} = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$

где $\varepsilon_0$ – это электрическая постоянная, также известная как диэлектрическая проницаемость вакуума.

Когда эти же заряды помещаются в какую-либо диэлектрическую среду (например, в воду, керосин или стекло), сила взаимодействия между ними ослабевает. Это связано с явлением поляризации диэлектрика под действием поля зарядов, в результате чего создается внутреннее электрическое поле, направленное против внешнего. Сила взаимодействия в среде $F_{среда}$ описывается похожей формулой, но с учетом свойств среды:

$F_{среда} = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0\varepsilon} \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$

В этой формуле $\varepsilon$ – это безразмерная величина, называемая (относительной) диэлектрической проницаемостью среды.

По своему физическому смыслу, диэлектрическая проницаемость среды как раз и показывает, во сколько раз сила электростатического взаимодействия между зарядами в этой среде меньше, чем в вакууме. Чтобы убедиться в этом, найдем отношение силы в вакууме к силе в среде:

$\frac{F_{вакуум}}{F_{среда}} = \frac{\frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{|q_1 q_2|}{r^2}}{\frac{1}{4\pi\varepsilon_0\varepsilon} \frac{|q_1 q_2|}{r^2}} = \varepsilon$

Таким образом, искомая величина — это диэлектрическая проницаемость.

Рассмотрим предложенные варианты:

А) Потенциал — это скалярная энергетическая характеристика электростатического поля в данной точке.

В) Напряжение — это разность потенциалов между двумя точками, характеризующая работу поля по перемещению заряда.

С) Напряженность — это векторная силовая характеристика электростатического поля, равная силе, действующей на единичный положительный заряд.

D) Диэлектрическая проницаемость — это безразмерная физическая величина, характеризующая свойство диэлектрической среды ослаблять электрическое поле и, соответственно, силу взаимодействия между зарядами.

Следовательно, правильный вариант ответа — D.

Ответ: D) Диэлектрическая проницаемость.