Основные вопросы учебной программы по физике (2 семестр)

1. Электрический заряд. Сохранение заряда. Квантование заряда. Закон Кулона. Точечный заряд. Электрическая постоянная. Диэлектрическая проницаемость.

Электрический заряд — величина релятивистски инвариантная, т.е. не зависит от системы отсчета, а значит, не зависит от того, движется этот заряд или покоится.

В природе существует только два типа электрических зарядов: положительные и отрицательные. Одноименные заряды друг от друга отталкиваются, а разноименные — притягиваются. Электрический заряд дискретен, т.е. заряд любого тела составляет целое кратное от элементарного электрического заряда

. Электроны и протоны являются носителями элементарных отрицательного и положительного зарядов.

Закон сохранения заряда: алгебраическая сумма электрических зарядов любой замкнутой системы (системы, не обменивающейся зарядами с внешними телами) остается неизменной, какие бы процессы ни происходили внутри этой системы.

Всякий процесс заряжения сводится к разделению зарядов, при котором на одном из тел (или части тела) появляется избыток положительного заряда, а на другом (или другой части тела) — избыток отрицательного заряда.

Сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и, обратно пропорциональна квадрату расстояниямежду ними и направлена вдоль прямой, соединяющей заряды:

, где , - электрическая постоянная.

Точечным называется заряд, сосредоточенный на теле, линейные размеры которого пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием до других заряженных тел, с которыми он взаимодействует.

Диэлектрическая проницаемость - величина, характеризующая поляризацию диэлектрика, равна отношению модуля напряженности электростатического поля в вакууме к модулю напряженностиэлектростатического поля в диэлектрике, внесенном во внешнее электростатическое поле:.

2. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Напряженность поля точечного заряда. Силовые линии. Принцип суперпозиции.

Если в пространство, окружающее электрический заряд, внести другой заряд, то на него будет действовать кулоновская сила, следовательно в пространстве, окружающем электрические заряды, существует силовое поле.

Электрическое поле — поле, посредством которого взаимодействуют электрические заряды.

Напряженность электрического поля в точке есть физическая величина, определяемая силой, действующей на пробный единичный положительный заряд, помещенный в эту точку поля: и эта величина является силовой характеристикой электрического поля.

Напряженность поля точечного заряда в вакууме: , где.

Графически электрическое поле изображают с помощью силовых линий — линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора . Густота силовых линий характеризует величину напряженности электрического поля. Число линий напряженности, пронизывающих единицу площади поверхности, перпендикулярную линиям напряженности, должно быть равно модулю вектора.

Принцип суперпозиции (наложения) электрических полей: напряженность результирующего поля, создаваемого системой зарядов, равна геометрической сумме напряженностей полей, создаваемых в данной точке каждым из зарядов в отдельности: .