1.

I.Электрический заряд. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность и потенциал электрического поля. Основная задача электростатики. Энергия электрического поля.

Электрический заряд - скал. Физ. величина, определяющая способность заряженных тел вступать в электромагнитные взаимодействия, неотьемлимое свойство некоторых элем. частиц.

Свойства(эксперимент): : 1.а) два вида зарядов, условно (+) и (-); б) одноим. Отталк., разноим. – притяг.

2. Р. Милликен в 1909 г. экспер., что заряд любого тела кратен элементарному заряду q=Ne

Элементарный заряд - наименьший заряд, способный существовать в свободном состоянии,

q_p=q_e=1,6·10^-19­ Кл (Кулон) c отн. погрешн. =10^-21, электрон - точ. част, нейтрон, протон -кварки.

3. М.Фарадей з. сохранения заряда: алгебраическая сумма электрических зарядов любой замкнутой системы (не обменивающейся зарядами с внешними телами) остается неизменной при любых процессах внутри системы.

4.Электрический заряд – величина релятивистки инвариантная, т.е. не зависит от выбора инерциальной системы отсчета.

МОДЕЛИ: 1)Точечный заряд- модель заряж. тела, размерами которого

можно пренебречь по сравнению с расст. на кот. рассм. : а)для з.Кулона

б)для введения Е, в) для метода суперпозиции

2)Электростатическое поле – форма существования материи вокруг любого неподвижного заряда. Основное свойство электростатического поля – действие на заряды.

3)Пробный заряд q_n – положительный точечный заряд, величина заряда которого настолько мала, что его полем можно пренебречь по сравнению с исследуемым

ВАКУУМ 1)Напряженность электростатического поля в некоторой точке – вект. Физ.вел, равная силе, действующей на един.(+) q в данной точке поля.- однозначная силов. Характер. точки поля. Полевая трактовка з. Кулона:

2) Принцип суперпозиции электростатических полей точечных зарядов, выполняется, если напряженность поля не превышает по величине 10²⁰В/м.

Закон Кулона и принцип суперпозиции лежат в основе метода суперпозиции для расчета Ер полей неточечных заряженных тел.

Электростат. Поле потенц. - теорема о цирк. Вект.Е

3)Разностью потенциалов между двумя точками электростатического поля наз. Скал. Физ.вел., численно равная работе сил поля по перемещению единичного положительного заряда между двумя этими точками.

Потенциалом точки электростатического поля наз. Скал. Физ. вел., численно равная работе сил поля по перемещению единичного, положительного заряда из этой в бесконечно удаленную

точку.(нормировка) :

4)Изобр. поля –линии Е и эквипотенц. Поверхн.Для любого поля линии Е перпенд. и в сторону уменьш потенциала.

5)Потоком вектора напряженности через пов. S наз. Скал. Физ. величина Ф, численно равная числу линий вектора напряженности через данную поверхность.

6)Поток вект. Е через любую замк. Поверх. равен суммарному q, охваченному этой поверхностью, деленному на ₀.

Прямая задача – по известному распред.q найти Е=f(x,y,z) и =f(x,y,z) . Обратная задача - по Е=f(x,y,z) и =f(x,y,z) найти распред q. - Пуассона, .,

Энергия 1)системы точ.q

2)непрер.распред.

3)объемная плотность энергии 4)

2.

II.Электрическое поле в проводниках и диэлектриках. Вектор поляризованности. Механизмы поляризации полярных и неполярных диэлектриков.

Класс. модель проводн. – это в целом нейтральная сист. из кристалл. решетки (+) ионов и свободных электронов, которые хаот. двигаются в поле кристалл. решетки подобно «одноатомному электронному газу» n~(10²⁸-10²⁹ )м^-3..

Даем заряд - за 10^-19с такое равновесное распред. зарядов, что результ. сила, действующая на каждый заряд, равна нулю: 1)Е_внутри =0, 2)т.к. то, 3) заряд на поверхн. 4) объем и поверх. Эквипот. 5) линии Е снаружи перпенд.пов. 6)

Электростатическая индукция – явл. перераспределения свободных зарядов в проводнике во внешнем поле. 1), электростат.защита 2)т.к. то, 3) инд. заряд на поверхн. 4) объем и поверх. Эквипот. Т.е. в любой точке 5) снаружи

6)линии Е_{рез.вне} перпенд.поверхности

97-98% всех диэлектриков 1).Неполярные диэлектрики, атомы и молекулы которых имеют такую конфигурацию электронных облаков, что центры «тяжести» положительных и отрицательных зарядов совпадают. =0. Некотор. газы (напр., Не), жидкости (напр., бензол), сложные вещества (напр., парафин).

2).Полярные диэлектрики, это вещества, атомы и молекулы которых имеют такую конфигурацию электронных облаков, что центры «тяжести» положительных и отрицательных зарядов не совпадают. вода, спирт. Вне электрического поля молекулы – диполи ориентированы беспорядочно.

Поляризацией диэлектрика наз. Явл. ориентации или появления диполей под действием электрического поля. 1).Электронная или деформационная , 2).Ориентационная или дипольная

Вектором поляризации или поляризованностью называется

дипольный момент единичного объема. , Р=Кл/м²

Поляризованность зав. от: хим. Сост. и примесей, агрег. Сост., от величины Е и от его направл. для анизотропных сред, от температуры и давления для дипольной поляризации.

В результате поляризации : связ заряды на поверхности или в объеме

Теор. Остр.-Гаусса для вектора ,

Для однор.,изотр. ,.

3.

III(4).Стационарное магнитное поле. Закон Ампера. Теорема Био-Савара-Лапласа. Вихр. характер магнитного поля. Контур с током в магнитном поле Энергия магнитного поля.

Опыт: магниты, ток – МОДЕЛИ 1)Магнитное поле – форма существ. Материи вокруг любого движ. Заряда 2) –элемент тока Idl -вектор

1844г.- закон Био-Сав.-Лапл.-Ампера (форм. Грассмана). Гн/м

- закон Био-Савара-Лапласа

Вектор магнитной индукции сил.однозн.характ.т.поля

Принцип суперпозиции ,

Магнитное поле порождается движущимися зарядами(токами). Если скорость направленного движения зарядов в проводнике , то . Тогда:

-для заряда движущегося с пост скоростью

сила Ампера, следствие силы Лоренца в магн.поле,

- в электрическом и магнитном

Магнитным потоком через некоторую поверхн. Наз. Скал. Физ. величина, модуль которой равен числу линий вектора магнитной индукции, пронизывающих эту поверхность

Теорема о полном магнитном потоке (теорема Гаусса для В): - поток вектора магнитной индукции через любую замкнутую поверхность равен нулю.

- отсутствие в природе магнитных зарядов и замкнутость линий В.

-циркул. Вект. В по любому замкнутому контуру равна произведению магнитной постоянной на алгебраическую сумму токов охватываемых этим контуром.

дифференц. (локальная) форма теор.о циркул. линии вект. Магн. индукц. Замкн. вокруг вект. Плотн. тока по правилу правого буравчика и поэтому магн. поле наз. вихревым или соленоидальн.

Контур с током , где S – площадь, огран. контуром, нормаль по правилу правого винта с направлением тока в контуре 1)устройство электромотор., приборов, 2) модель молекул в магн.поле.

Для жесткого контура