Электрическое поле в вакууме; Напряженность; Потенциал; Напряженность электрического поля точечного заряда; Связь напряженности и потенциала.

( ИХ СВЯЗЬ: ) Рассмотрим элементарную работу сил электрического поля на бесконечно малом перемещении точечного заряда q: dA = q E dl, эта же работа равна убыли потенциальной энергии заряда q: dA = - dW_п = - q d , где d - изменение потенциала электрического поля на длине перемещения dl. Приравнивая правые части выражений, получаем: E dl = -d или в декартовой системе координат

E_x dx + E_y dy + E_z dz = -d , (1.8)

где E_x, E_y, E_z - проекции вектора напряженности на оси системы координат. Поскольку выражение (1.8) представляет собой полный дифференциал, то для проекций вектора напряженности имеем

откуда

.

Стоящее в скобках выражение является градиентом потенциала j, т. е.

E = - grad = -Ñ .

Напряжённость в какой-либо точке электрического поля равна градиенту потенциала в этой точке, взятому с обратным знаком. Знак «минус» указывает, что напряженность E направлена в сторону убывания потенциала.

Диполь; Электрическое поле диполя; Потенциал диполя.

Потенциал эл. диполя:

4. Диполь (определение см. в прошлом билете); Момент сил действующих на диполь во внешнем электрическом поле; Сила,действующая на диполь во внешнем электрическом поле; Энергия диполя.

Энергия диполя в эл. поле:

Поток вектора напряженности электрического поля; Теорема Остроградского – Гаусса для электростатического поля в вакууме в интегральной и дифференциальной формах.

Теорема:

Применение теоремы Остроградского – Гаусса для электростатического поля заряда, равномерно распределенного по объему шара радиуса R с объемной плотностью заряда p(ро).

Циркуляция и ротор электростатического поля.

8. Свободные и связанные снаряды; Полярные и неполярные диэлектрики; Дипольный электрический момент;

Поляризованность.

Заряды, которые при приложении внешнего электрического поля могут свободно перемещаться по проводнику, и не связаны с ионами кристаллической решетки, называются свободными.

Заряды, входящие в состав молекулы, которые под действием внешнего поля лишь немного смещаются из своих положений равновесия, и покинуть пределы молекулы не могут, называются связанными.

  Диэлектриками называются вещества, которые практически не проводят электрический ток. Их удельная электропроводность меньше 10-5 см/м. К диэлектрикам относятся некоторые твердые вещества (стекло, фарфор и др.), жидкости (химически чистая вода, СН3Сl и др.), газы (N2, H2, CCl4, NH4 и др.).

  Диэлектрики состоят либо из нейтральных молекул, либо из заряженных ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки (например, NaCl). Сами же молекулы могут быть полярными и неполярными. У полярных молекул центры масс положительных и отрицательных зарядов не совпадают, в результате чего они обладают собственным дипольным моментом . В целом в отсутствие внешнего электрического поля полярный диэлектрик дипольным моментом не обладает, так как вследствие теплового движения дипольные моменты отдельных молекул ориентированы в пространстве хаотично, и среднее значение проекции вектора на любое направление равно нулю.

Неполярные молекулы собственным дипольным моментом не обладают: у них центры масс положительных и отрицательных зарядов совпадают.

Поляризацией диэлектрика называется переход его в такое состояние, когда внутри малого объема dV вещества геометрическая сумма векторов дипольных моментов молекул оказывается отличной от нуля.

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: