- •Общая физика
- •§ 1. Кинематика материальной точки и поступательного движения твердого тела
- •II закон Ньютона. Ускорение, приобретаемое материальной точкой (телом) пропорционально вызывающей его силе, совпадает с нею по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки (тела).
- •III закон Ньютона. Силы, с которыми действуют друг на друга тела, равны по модулю и противоположены по направлению.
- •2.2. Закон сохранения импульса (количества движения)
- •2.3. Энергия, работа, мощность
- •2.4. Закон сохранения и превращения энергии
- •2.5 Тяготение
- •2.6. Механика вращательного движения
- •Момент инерции, момент силы, момент импульса.
- •И вращательном движениях
- •2.7.Колебания и волны Механические колебания, математический маятник
- •2.8. Границы применимости законов классической механики и элементы специальной теории относительности
- •§ 1. Параметры термодинамических систем (параметры состояния)
- •§ 2. Законы идеальных газов
- •§ 3. Уравнение состояния реальных газов
- •Уравнение ван-дер-ваальса или уравнение состояния реальных газов
- •§4. Основы термодинамики.
- •Кинетической теории идеальных газов
- •Наиболее вероятная (максимальная)
- •§1. Электрическое поле
- •§1.1. Силовые характеристики электрического поля
- •§1. 2. Энергетические характеристики электрического поля
- •§1.3. Диполь
- •§1.4. Проводники в электрическом поле
- •§1.5. Диэлектрики в электрическом поле
- •§1.6. Электроемкость
- •§1.7. Конденсаторы
- •§1.8. Энергия электростатического поля
- •§2.1. Электродвижущая сила (эдс) (e ) источника
- •§2.2. Закон Ома для постоянного тока
- •§2.3. Закон Джоуля-Ленца
- •§2.4. Правила Кирхгофа (1847г.)
- •§2.5. Зонная теория
- •Гл. 3 электромагнетизм
- •§3.1. Характеристики магнитного поля
- •И мп на оси кругового тока.
- •§3.2. Вещество в магнитном поле
- •§3.3. Рамка с током в магнитном поле (Применения закона Ампера)
- •§3.4. Сила Лоренца
- •§3.5. Движение заряженных частиц в электрическом поле
- •§3.6. Движение заряженных частиц в магнитном поле
- •§ 3.7. Электромагнитная индукция: Закон Фарадея − Ленца
- •§3.8. Закон Ома для полной цепи
- •§3.9. Индуктивность, самоиндукция, взаимная индукция
- •1 Гн индуктивность такого контура, магнитный поток самоиндукции которого при токе 1 а равен 1 Вб.
- •§3.10. Энергия магнитного поля
- •§4.1. Полное сопротивление цепи при переменном токе.
- •§4.2. Резонанс
- •Шкала электромагнитных волн
- •§1.1. Поглощение света (Закон бугера)
- •§1.2. Законы геометрической оптики
- •§1.3. Формула призмы
- •§1.4. Линзы
- •Характер изображения собирающей линзы
- •§1.5. Аберрации или погрешности оптических систем
- •§2. Волновая оптика
- •§2.1. Интерференция света
- •§2.2. Дифракция света
- •РешеткаУсловияУсловия§2.3. Дисперсия света и спектральный анализ
- •§ 2.4. Поляризация света
- •Объяснение законов отражения и преломления с точки зрения волновой теории
- •§1. Тепловое излучение
- •Закон Стефана - Больцмана. Полная (по всему спектру) излучательная способность абсолютного черного тела прямо пропорциональна четвертой степени его абсолютной (термодинамической) температуре т:
- •§ 2. Фотоэффект
- •§ 3. Строение вещества
- •§ 3.1. Модели атома Резерфорда
- •§ 3.2. Постулаты Бора
- •§ 3.3. Правила отбора Паули, квантовые числа и таблица Менделеева
- •Периодическая система элементов Менделеева и распределение электронов по подоболочкам
- •§ 3.4. Радиоактивность
- •Закон радиоактивного распада
- •§ 3.5. Физика атомного ядра
- •§ 3.6. Элементарные и фундаментальные частицы
- •Классификация частиц
- •§3.7. Волновые свойства микрочастиц
- •§3.8. Соотношение неопределенности Гейзенберга
- •§3.9. Основы квантовой механики.
- •Основная литература
- •Вспомогательная литература
- •Контрольные вопросы по физике Трофимова т.И., Курс физики, «Высшая школа»,2000г.
- •Применение первого начала термодинамики к термодинамическим изопроцессам
- •Приложение к теме «Оптика» основные фотометрические величины и их единицы
§1. Электрическое поле
§1.1. Силовые характеристики электрического поля
Напряженность и поток напряженности.
Электрическое поле – Особый вид материи, посредством которого взаимодействуют электрические заряды.
Электростатическое поле - Электрическое поле неподвижных заряженных тел (или частиц) при отсутствии в них электрических токов.
Стационарное электрическое поле – электрическое поле не изменяющихся электрических токов при условии неподвижности проводников с токами.
Напряженность электрического поля данного заряда q в данной точке это векторная величина, равная отношению силы, действующей со стороны поля на помещенный в данную точку пробный (малый и положительный) заряд q0, к значению этого заряда.
, т.о. напряженность эл. поля по величине равняется силе, действующий со стороны поля на единичный, положительный заряд.
или вольт на метр (вольт – единица измерения потенциала эл. поля)
Силовой линией эл. поля называется воображаемая линия, в каждой точке которой касательная совпадает с вектором .
Е3
Эл. поле однородное, если во всех его точках одинакова.
Для однородного поля силовые линии представляют параллельные линии, расстояние между которых одинаково, а направление совпадает с направлением вектора Е.
, и совпадают по направлению при положительном заряде q0 , и противоположны по направлению, если заряд q0 отрицательный.
Для одиночного заряда q напряженность поля , или .
Принцип суперпозиции (или наложения, от латинского superposo - кладу наверх):
Напряженность результирующего поля, создаваемого системой зарядов, равна векторной (геометрической) сумме напряженностей полей, создаваемых в данной точке каждым из зарядов в отдельности.
Поток напряженности эл. поля N через некоторую поверхность (реальную или вообразимую) – это число силовых линий электрического поля пронизывающих эту поверхность. При однородном поле и при S ┴
N=E.S, [N] = В.м=м3.кг.сек-3.А-1.
В общем случае
Напряженность электрического поля – это поток
напряженности через единицу площади.
Для точечного заряда
Теорема Остроградского – Гаусса
Поток напряженности N через произвольную поверхность пропорционален алгебраической суммой зарядов, охватывающих этой поверхностью.
N(S1)=N(S3) Т.к. Поверхности S1 и S3 пронизывает одинаковое число силовых линии (оба поверхности охватывают и содержат одинаковое количество q).
N(S2)=0 Т.к. число входящих и выходящих линий одинаково, а значит суммарный поток напряженности через поверхность S2=0 (внутри S2 нет зарядов).
Применение теоремы Остроградского-Гаусса.
Напряженность поля равномерно заряженной бесконечной, прямолинейной нити.
- линейная плотность заряда нити и
Для каждой точки пространства вокруг нити (А) можно найти на нити две симметричные точки (С и В), элементарные заряды которых в точке А создают напряженность эл. поля ЕС и ЕВ. Суперпозиция этих напряженностей дает результирующую напряженность Е, направленную перпендикулярно нити. Так как можно полагать, что вся нить состоит из таких симметричных пар, точечных зарядов, то результирующая напряженность поля в точке А будет прямая, исходящая из нити (если нить заряжена положительным зарядом) и перпендикулярная ей.
Аналогические рассуждения относительно других точек пространства, окружающего нить, приводит к выводу, что электрическое поле равномерно заряженной бесконечной прямолинейной нити изображается радиальными линиями напряженности, перпендикулярными нити.
Такой же вид будет иметь и поле конечной нити: искажение появятся только у концов нити.
Ч тобы определить напряженность поля, окружим часть нить воображаемым цилиндром, ось которого совпадает с нитью, а боковая поверхность содержит точку А.
Поток напряженности через поверхность цилиндра и по теореме Отроградского – Гаусса
, (поток через основании цилиндра отсутствует)
, т.к. , отсюда
, или
Напряженность поля равномерно заряженной, бесконечной плоскости.
- поверхностная плотность заряда плоскости,
- количество заряда на поверхности S.
Здесь ось воображаемого цилиндра перпендикулярна плоскости, а основание проходит через точку А, где должны определить напряженность эл. поля. Плоскость делит цилиндр пополам.
Весь поток проходит т олько через основания цилиндра
Поле равномерно заряженной бесконечной плоскости однородное и его напряженность не зависит от расстояния до плоскости.
Напряженность поля между двумя бесконечными параллельными, разноименно, равномерно заряженными плоскостями.
Отдельное поле каждой плоскости Е+= Е−=
Слева и справа напряженности полей вычитаются (силовые линия направлены навстречу друг другу).
Между плоскостями эл. поля складываются, т.к. силовые линия направлены в одну сторону Е=Е++ Е−=
Поле между конечными плоскостями искажается на краях этих плоскостей.