Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда

Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда

Взаимодействие между заряженными частицами называется электромагнитным. Его интенсивность определяется электрическим зарядом. Кулон – это такой заряд, который проходя через поперечное сечение проводника на 1 секунду создаёт ток силой 1 Ампер.

Закон Кулона: модуль силы взаимодействия двух точечных неподвижных электрических зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению величин этих зарядов и обратно квадрату расстояния между ними. Для среды с диэлектрической проницаемостью, в закон Кулона добавляется проницаемость, умноженная на расстояние. Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием.

Полный заряд замкнутой системы является постоянным. То есть электрический заряд не создаётся и не исчезает, а только переходит от одного тела к другому. Электризация – это сообщение телу электрического заряда.

Электростатическое поле и его характеристика

Электростатическое поле – частный вид электрического поля, создаваемый совокупностью неподвижных в пространстве зарядов. Основными характеристикам электростатического поля являются: напряжённость(E) – это векторная величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы и заряда, и потенциал – это скалярная величина, характеризующая потенциальную энергию, которой обладает единичный положительный заряд помещённый в поле.(Фи)

Теорема Гаусса электростатического поля в вакууме

Теорема Гаусса: поток вектора напряжённости электрического поля через любую произвольно выбранную замкнутую поверхность пропорционален заключенному внутри этой поверхности заряду.

– поток вектора напряжённости электрического поля через замкнутую поверхность.

Принцип суперпозиции в электростатике

Напряжённость электростатического поля, создаваемого в данной точке системой зарядов, есть векторная сумма напряжённостей полей отдельных зарядов.

Принцип суперпозиции или принцип наложения является условию, согласно которой некоторый сложный процесс взаимодействия между определенным числом объектов можно представить в виде суммы взаимодействий между отдельными объектами.

Работа сил электростатического поля по перемещению зарядов

Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда. Следовательно, работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.

Связь напряжённости с потенциалом

Напряжённость равна изменению потенциала и направленна в сторону уменьшения потенциала электрического поля.

Теорема о циркуляции вектора напряжённости электрического поля

Консервативная сила – это сила, работа которой не зависит от формы траектории, и работа которой на замкнутой траектории равна нулю.

Интеграл по замкнутому контуру называется циркуляцией вектора напряжённости электростатического поля по контуру L.

Теорема: циркуляция вектора напряжённости электрического поля по любому замкнутому контуру равна нулю.

Теорема Гаусса для электрического поля в вакууме. Применение теоремы Гаусса для расчёта напряженности поля бесконечной заряжённой плоскости поля конденсатора.

Теорема Гаусса: поток вектора напряженности электрического поля через замкнутую поверхность в вакууме равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности зарядов, деленной на электрическую постоянную

– поток вектора напряжённости электрического поля через замкнутую поверхность.

Внутри конденсатора:

Снаружи конденсатора:

Закон Био - Савара- Лапласа. Примеры простейших магнитных полей проводников с током.

Сила Ампера. Сила Лоренца.

 

F=B^.I^.ℓ ^. sin α — закон Ампера.

· Сила действия однородного маг­нитного поля на проводник с током прямо пропорциональна силе тока, длине проводника, модулю вектора индукции магнитного поля, синусу угла между вектором индукции магнитного поля и проводником .

· Сила Ампера максимальна, если вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику.

· Если вектор магнитной индукции параллелен проводнику, то магнитное поле не оказывает никакого действия на проводник с током, т.е. сила Ампера равна нулю.

Макроскопическим проявлением силы Лоренца является сила Ампера. Запишем силу, действующую на одну частицу. Если заряженная частица влетает в магнитное поле со скоростью , на нее со стороны магнитного поля действует сила, которую называют силой Лоренца: , a – угол между векторами и .

· В однородном магнитном поле, направленном перпендикулярно вектору скорости, под действием силы Лоренца заряженная частица будет равномерно двигаться по окружности постоянного радиуса r. Сила Лоренца в этом случае является центростремительной силой:

· Если заряженная частица движется в магнитном поле так, что вектор скорости составляет с вектором магнитной индукции угол a, то траекторией движения частицы является винтовая линия с радиусом r.

 

 

Явление самоиндукции.

Самоиндукция - явление возникновения ЭДС индукции в эл.цепи в результате изменения силы тока.
Возникающая при этом ЭДС называется ЭДС самоиндукции

Размыкание_цепи

При размыкании эл.цепи ток убывает, возникает уменьшение м.потока в катушке, возникает вихревое эл.поле, направленное как ток ( стремящееся сохранить прежнюю силу тока), т.е. в катушке возникает ЭДС самоиндукции, поддерживающая ток в цепи.
В результате Л при выключенииярко вспыхивает.

Индуктивность - физ. величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1Ампер за 1 секунду.
Также индуктивность можно рассчитать по формуле:

где Ф - магнитный поток через контур, I - сила тока в контуре.

Единицы измерения индуктивности в системе СИ:

Индуктивность катушки зависит от:
числа витков, размеров и формы катушки и от относительной магнитной проницаемости среды
( возможен сердечник).

ЭДС САМОИНДУКЦИИ

ЭДС самоиндукции препятствует нарастанию силы тока при включении цепи и убыванию силы тока при размыкании цепи.

 

 

22.Уравнения Максвелла в интегральной форме:

1. ;

3. ;

Содержание этих уравнений заключается в следующем:

1. Циркуляция вектора по любому замкнутому контуру равна со знаком минус производной по времени от магнитного потока через любую поверхность, ограниченную данным контуром. При этом под понимается не только вихревое электрическое поле, но и электростатическое (циркуляция такого поля равна нулю).

3. Циркуляция вектора по любому замкнутому контуру равна полному току (току проводимости и току смещения) через произвольную поверхность, ограниченную данным контуром.

Из уравнений Максвелла для циркуляции векторов и следует, что электрическое и магнитное поле нельзя рассматривать как независимые: изменение во времени одного из них приводит к появлению другого. Таким образом, следует рассматривать единое электромагнитное поле.

23. Интерференция света. Опыт Юнга. Условие максимума и минимума при интерференции

Свет от нее попадает на две узкие одинаковые щели S1 и S2, параллельные S. От щелей S1 и S2 распространяются две когерентные волны, интерференция которых наблюдается на экране Э. При освещении щелей монохроматическим светом, например, красным, интерференционная картина имеет вид чередующихся красных и черных полос, интенсивность которых постепенно убывает к периферии. На рисунке показана центральная полоса – главный максимум (максимум нулевого порядка) – и два побочных максимума (порядка m ± 1, 2). При освещении щелей белым светом интерференционные полосы расщепляются в спектр. Это связано с тем, что условие максимума интерференции для разных длин волн (разных цветов) выполняется в разных точках экрана. Другими словами, цвет в какой-либо точке экрана определяется той длиной волны, для которой выполняется условие максимума в этой точке.

Интерференция света — перераспределение интенсивности света в результате наложения (суперпозиции) нескольких когерентных световых волн.

Условие максимума: Условие минимума:

Кольца Ньютона

Кольцеобразные интерференционные максимумы и минимумы, появляющиеся воруг точки касания слегка изогнутой выпуклой линзы и плоскопараллельной пластины при прохождении света свозь них

Дифракция на щели

Интенсивности при дифракции на щели.

Минимум интенсивности при дифракции на щели наблюдается для направлений лучей вторичных волн, удовлетворяющих условию:

Целое число k называется порядком минимума.

Максимум интенсивности при дифракции на щели наблюдается для направлений лучей вторичных волн, удовлетворяющих условию:

Целое число k называется порядком максимума.

28. Дифракция света на дифракционной решётке

Дифракционная решетка - оптический прибор, представляющий собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (щелей, выступов), нанесенных на некоторую поверхность (от 0, 25 до 6000 штрихов на 1 мм).

n = 2k - четное число. В этом случае происходит попарное гашение лучей от всех зон Френеля и в точке О' наблюдается минимум интерференционной картины.

Минимум интенсивности при дифракции на щели наблюдается для направлений лучей вторичных волн, удовлетворяющих условию

2) n = 2k - 1 - нечетное число. В этом случае излучение одной зоны Френеля останется непогашенным и в точке О' будет наблюдаться максимум интерференционной картины.

Максимум интенсивности при дифракции на щели наблюдается для направлений лучей вторичных волн, удовлетворяющих условию:

Закон Брюстера.

Наиболее просто поляризационный свет можно получить из естественного света при отражении световой волны от границы раздела двух диэлектриков.

Если естественный свет падает на границу раздела двух диэлек­триков (например, воздух-стекло), то часть его отражается, а часть преломляется и распространяется во второй среде.

 

Закон Брюстера:

При угле падения, равном углу Брюстера і_Бр: 1. отраженный от границы раздела двух диэлектриков луч будет полностью поляризован в плоскости, перпендикулярной плоскости падения; 2. степень поляризации преломленного луча достигает максимального значения меньшего единицы; 3. преломленный луч будет поляризован частично в плоскости падения; 4. угол между отраженным и преломленным лучами будет равен 90°; 4. тангенс угла Брюстера равен относительному показателю преломления

.

Формула Релея – Джинса

– формула Релея – Джинса

Квантовая гипотеза и формула Планка

При тепловом излучении энергия испускается и поглощается непрерывно, а отдельными квантами (пропорциями). Каждый такой квант имеет энергию:

На основе этой гипотезы он предложил теоретический вывод соотношения между температурой тела и испускаемым этим телом излучением — формулу Планка.

Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда

Взаимодействие между заряженными частицами называется электромагнитным. Его интенсивность определяется электрическим зарядом. Кулон – это такой заряд, который проходя через поперечное сечение проводника на 1 секунду создаёт ток силой 1 Ампер.

Закон Кулона: модуль силы взаимодействия двух точечных неподвижных электрических зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению величин этих зарядов и обратно квадрату расстояния между ними. Для среды с диэлектрической проницаемостью, в закон Кулона добавляется проницаемость, умноженная на расстояние. Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием.

Полный заряд замкнутой системы является постоянным. То есть электрический заряд не создаётся и не исчезает, а только переходит от одного тела к другому. Электризация – это сообщение телу электрического заряда.

123Следующая ⇒

Поделиться: