Общая Физика лекции по физике за II семестр СПбГЭТУ ЛЭТИ
1. Эл. поле в вакууме:
Электрическое поле – проявление единого электромагнитного поля, проявлением которого является электрический ток (упорядоченное движение заряженных частиц).
Эл. заряды – частицы с наименьшим отрицательным (электроны) или положительным (протоны) зарядом.
I -ый закон Кулона: суммарный эл. заряд в замкнутой системе остается постоянным.
II -й закон Кулона (о взаимодействии точечных зарядов):
Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов пропорциональна величине каждого из зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
F12 = k*|q1q2|/r122
Где F12 – сила взаимодействия между двумя точечными зарядами;
k = 1/(4pe0e); e ³ 1;
e - относительная электрическая проницаемость;
e0 = 8,85*10-12 Ф/м;
e0 =1/(4p*9*109 ).
Если зарядов будет N, то сила взаимодействия между двумя данными зарядами не изменится, то
F = åF1i, i = 1 ¸ N.
2. Напряженность:
В качестве величины, характеризующей электрическое поле, принята величина E = F / qпр.
Ее называют напряженностью электрического поля в точке, где пробный заряд испытывает действие силы F.
Напряженность эл. поля в данной точке:
Е = (1/4pe0)*(q/r2 ), q – заряд, обуславливающий поле.
Вектор Е направлен вдоль радиальной прямой, проходящей через заряд и данную точку поля, от заряда, если он положителен, и к заряду, если он отрицателен.
За единицу напряженности принят В/м.
Принцип суперпозиции: напряженность поля системы зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, которые создавал бы каждый из зарядов системы в отдельности.
3. Законы Кулона:
I -ый закон Кулона: суммарный эл. заряд в замкнутой системе остается постоянным.
II -й закон Кулона (о взаимодействии точечных зарядов):
Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов пропорциональна величине каждого из зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
F12 = k*|q1q2|/r122
Где F12 – сила взаимодействия между двумя точечными зарядами;
k = 1/(4pe0e); e ³1;
e - относительная электрическая проницаемость;
e0 = 8,85*10-12 Ф/м;
e0 =1/(4p*9*109 ).
8. Линии напряженности:
Электрическое поле можно описать с помощью линий напряженности. Их проводят таким образом, чтобы касательная к ним в данной точке совпадала с направлением вектора Е.
Густота линий выбирается так, чтобы кол-во линий, пронизывающих единицу поверхности, было равно численному значению вектора Е. (1)
Линии напряженности точечного заряда представляют собой совокупность радиальных прямых, направленных от положительного заряда и к отрицательному.
Линии одним концом «опираются» на заряд, а другим концом уходят в бесконечность (2).
Так полное число линий, пересекающих сферическую поверхность радиуса r, будет равно произведению густоты линий на площадь поверхности сферы (4pr2 ). В соответствии с (1), густота линий численно равна Е = (1/4pe0)*(q/r2 ), то кол-во линий численно равно (1/4pe0)*(q/r2 )* (4pr2 ) = q/e0. Это говорит о том, что число линий на любом расстоянии от заряда будет постоянным, то, в соответствии с (2), получается, что линии ни где, кроме заряда, не начинаются и не заканчиваются.
5. Поле электрического диполя:
Электрическим диполем называется система двух одинаковых по величине разноименных зарядов +q и –q, расстояние l между которыми значительно меньше расстояния до точек, в которых определяется поле системы. Прямая, проходящая через оба заряда, называется осью диполя .
Положим, что r+ = r – a cos u, а r- = r + a cos u.
Спроецируем вектор Е на два взаимно перпендикулярных направления Er и Eu :
Er = 1/(4pe0 )*(2p. cosu)/r3 ;
Eu = 1/(4pe0 )*(p. sinu)/r3 , где p = q. l – характеристика диполя, называемая его электрическим моментом. Вектор р направлен по оси диполя от отрицательного заряда к положительному.
E2 = Er 2 + Eu 2 Þ E = 1/(4pe0 )*p/r3 * *Ö(1+3. cos2 u).
Если предположить, что u = p/2, то получим напряженность на прямой, проходящей через центр диполя и перпендикулярной к его оси:
E^ = 1/(4pe0 )* p/r3 , при этом Er = 0, то E^ параллелен оси диполя.
|
|
|