Билет 4

1.Источники и вихри полей E,B,D,H.

Всякое поле определяется своими источниками и вихрями . Электрическое и магнитное поля характеризуются векторами напряженности электрического поля Е и магнитной индукции В. Напряженность поля представляет собой просто силу, действующую на +1 заряда, в то время как вектор магнитной индукции равен силе, действующей на заряд, движущийся с определенной скоростью.

Вектор напряженности электрического поля создается всеми зарядами, и свободными, и связанными. Они являются источниками поля Е. Объясняется это тем, что на заряд, помещенный в поле, действуют все имеющиеся заряды. Вектор магнитной индукций создается макротоками, т.е. токами, текущими по проводникам и представляющие собой упорядоченное движение электрических зарядов в них, и микротоками (токами текущими в атомах и молекулах).Значит свободные и связанные заряды являются источниками поля Е, а микро- и макротоки – вихрями поля В.

Вектор D называется вектором электрической индукции (или вектором смещения). Источниками поля этого вектора служат только свободные заряды. Связанные заряды возникают из-за поляризации поля диэлектрика полем свободных зарядов. Поле связанных параллельно полю свободных, направлено в противоположную сторону и пропорционально ему. По этой причине векторы Е и D в однородном изотропном диэлектрике тоже параллельны и пропорциональны друг другу. D=εE, где ε- диэлектрическая проницаемость среды. В неоднородном но изотропном диэлектрике . Е и D параллельны, но численно не равны. Вектор D не перпендикулярен на границе раздела диэлектриков, то он имеет на границе поверхностные вихри.

Граница раздела магнетиков содержит источники вектора Н, так как B=µH,линии вектора В замкнуты, поэтому на границе разрываться не могут, а µ разных магнетиков разные. Аналогичное явление будет наблюдаться в местах где магнетик не однороден. Вихрями вектора Н являются макротоки, а также ток смещения.

2. Силы, действующие на заряженную частицу, помещенную в электромагнитное поле.

Если частица неподвижна, то на нее не действует магнитное поле, а действует только электрическое с силой, которую можно найти как F=qE, где Е – напряженность поля. Напряженность поля неподвижного точечного заряда q на расстоянии r от него можно представить как ,где - электрическая постоянная, -орт радиус-вектора r, проведенного из центра поля , в котором расположен заряд q, до интересующей нас точки.

Если заряд двинеться со скоростью V то, в любой точке пространства направление и модуль магнитной силы зависят от этой скорости, причем эта сила всегда перпендикулярна вектору V, кроме того в любом месте магнитная сила перпендикулярна определенному в данном месте направлению и ее модуль пропорционален той состовляющей скорости, которая перпендикулярна этому выделенному направлению.

- магнитная сила . Тогда полная электромагнитная сила действующая на заряд q:

, называется силой Лоренца, это выражение является универсальным: оно справедливо, как для постоянных, так и для переменных электрических магнитных полей, причем при любом значений скорости заряда V.