Lek_1_ELEKTROSTATIKA

ЭЛЕКТРОСТАТИКА

1.Введение

2.Электрический заряд. Закон сохранения

электрического заряда

3.Закон Кулона

4.Электрическое поле. Напряженность электрического поля

5.Изображение электрического поля

спомощью линий напряженности

6.Принцип суперпозиции электрических полей

7.Электрическое поле диполя

8.Поток вектора напряженности электрического поля

9. Теореме Гаусса

10.Теореме Гаусса в дифференциальной форме

11.Применение теоремы Гаусса

12.Работа по перемещению заряда в электрическом поле

13.Циркуляция и ротор вектора напряженности электростатического поля

14.Потенциальная энергия заряда, внесенного в электрическое поле

15.Потенциал электростатического поля

1.Введение

•Известно, что структура Вселенной формируется гравитационным притяжением тел.

•Однако наличие лишь сил притяжения привело бы к неограниченному гравитационному сжатию тел Вселенной.

•Для существования тел стабильных размеров должны действовать силы отталкивания между частицами тела.

•Такими силами являются силы электромагнитного взаимодействия. Эти силы могут вызывать как отталкивание частиц так и их притяжение.

• Силы электромагнитного взаимодействия на

много порядков превосходят гравитационные силы.

вают все частицы, обладающие массой, то электромагнитное взаимодействие (притяжение и отталкивание) возникает лишь между заряженными частицами.

• Раздел физики, изучающий электромагнитное

взаимодействие заряженных частиц, называется электродинамикой.

•Частным случаем электродинамики является электростатика.

•Электростатика – это раздел электродинамики о взаимодействии и свойствах электрических зарядов, неподвижных в той системе отсчета, в которой они рассматриваются.

•Электрический заряд – физическая величина, характеризующая свойство тел или частиц вступать в электромагнитные взаимодействия и определяющая значение сил и энергий при таких взаимодействиях.

•Первое электрическое явление было обнаружено около 2500 лет назад в азиатском городе Мирлете философом Фалесом.

•Он обнаружил, что если кусок янтаря потереть о шерсть, то он притягивает к себе некоторые предметы

•На протяжении последующих 2000 лет никаких других сведений в области электрических явлений не обнаружено.

•И лишь в 17-м веке Гильберт повторил опыты Фалеса и поискал другие тела, похожие по свойствам на янтарь.

•Таких предметов оказалось много (алмаз, сапфир, карборунд, стекло, сера и др.). Все эти тела Гильберт назвал электрическими (янтарь в переводе с греческого – электрон).

• Спустя более 100 лет после опытов Гильберта

Грей (1729 г.) обнаружил, что одни вещества являются проводниками электричества, а другие – нет и показал, что электрический заряд распределяется по поверхности металлических тел.

• В 1733 г. Дюфе обнаружил, что электричество

существует в двух видах, которые он назвал «стеклянным» и «смоляным».

• Первое возникает на стекле, горном хрустале,

драгоценных камнях, волосах, шерсти… второе – на янтаре, шелке, бумаге и некоторых других предметах.

•В современной терминологии «стеклянное» электричество называют положительным (+), а «смоляное» – отрицательным.

•Дюфе также обнаружил, что тела, наэлектризованные однородным электричеством, отталкиваются, а разнородным – притягиваются.

•Таким образом, на протяжении весьма длительного этапа познания электрических явлений электричество изучалось лишь качественно.

•Первый количественный закон электрических явлений был установлен в 1875 г. Это был закон Кулона.

2. Электрический заряд. Закон сохранения

электрического заряда

•Итак, все тела в природе способны электризоваться, т.е. приобретать электрический заряд.

•Носителями электрических зарядов являются элементарные частицы.

•Хорошо известно, что все тела в природе состоят из атомов, которые в свою очередь состоят из положительно заряженного ядра и электронов, имеющих отрицательный заряд.

•Положительный заряд ядра обусловлен входящими в него положительно заряженными частицами – протонами.

•При этом, как показали новейшие исследования, абсолютные значения зарядов электрона и протона равны между собой с относительной погрешностью, не превышающей 10-17 ÷ 10-18 %.

•В целом же атом представляет электрически нейтральное образование.

•Под влиянием различных внешних воздействий атом может потерять один или несколько электронов или, напротив, присоединить электрон, превращаясь в положительно или отрицательно заряженный ион.