Электрическое поле в вакууме.

1) Какие типы взаимодействий известны современной науке? Как осуществляется взаимодействие с полевой точки зрения? В настоящее время в физике известны 4 типа взаимодействия материальных объектов: сильное, слабое, гравитационное и электромагнитное. Эти взаимодействия проявляются в различных пространственных масштабах и характеризуется своей интенсивностью. Гравитационное взаимодействие заметно лишь между телами астрономических масштабов.сильные взаимодействия проявляются лишь между определенными частицами при их сближении на весьма малые расстояния(10.^-15). Слабое взаимодействие осуществляется при взаимопревращении определенных сортов частиц.

2)Перечислить фундаментальные свойства электрических зарядов.Электрический заряд - физическая величина определяемая интенсивность электромагнитных взаимодействий. Опытным путем определено, что заряды обладают несколькими свойствами: - электрический заряд существует в двух видах: как положительный, так и отрицательных. –электрический заряд является релятивистски инвариантным: его величина не зависит от системы отсчета, а значит, не зависит от того движется он или покоится. В любой электрически изолированной системе алгебраическая сумма зарядов не изменяется, это утверждение выражает закон сохранения электрического заряда (он утверждает, что суммарный заряд электрически изолированной системы не может изменяться)-все заряды кратны заряду e=1,6*10^-19Кл.

3)Сформулировать закон Кулона.Закон кулона - сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов, находящихся в вакууме, пропорциональна величинам зарядов q₁ и q₂ и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними. F=k*(q₁*q₂/r²), в системе CИ F=1/4пE₀*(q₁*q₂/r²) Опытным путем установлено: 1Кл=2,998*10(+9)(система С.Г.С.Е)

4) Что такое напряжённость электрического поля; силовая линия?

Напряженность электрического поля - сила, с которой в данной точке в поле, действует на точечный положительный пробный единичный заряд.E=F₁/q₁Напряженность поля точечного неподвижного заряда известна из закона Кулона Силовая линия проводится так, что касательная в каждой точке этой линии совпадает с вектором напряженности поля данной точке. Напряженность электростатического поля в данной точке есть физическая величина, определяемая силой, которая действует на пробный единичный положительный заряд, помещенный в эту точку поля: (1), Как следует из формулы (1) и закона Кулона, напряженность поля точечного заряда в вакууме или (2), Графически электростатическое поле представляют с помощью линий напряженности — линий, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора Е. Линиям напряженности задается направление, которое совпадает с направлением вектора напряженности. Поскольку в любой данной точке пространства вектор напряженности имеет только одно направление, то линии напряженности не могут пересекаться. Для однородного поля (когда вектор напряженности в любой точке постоянен по величине и направлению) все линии напряженности параллельны одному вектору напряженности. Если электрическое поле создается точечным зарядом, то линии напряженности — радиальные прямые, которые выходят из заряда, если он положителен , и которые входят в него, если заряд отрицателен. за единицу напряженности электрического поля принимается напряженность в такой точке, в которой на заряд в один кулон действует сила в один ньютон[в/м].

5) B чём заключается принцип суперпозиции? Почему он выполняется для электрических полей? Если поле образовано не одним зарядом, а несколькими, то силы, действующие на пробный заряд, складываются по правилу сложения векторов. Поэтому и напряженность системы зарядов в данной точке, поля равна векторной сумме напряженностей полей от каждого заряда в отдельности.( Поля складываются, не возмущая друг друга(это утверждение носит название принципа суперпозиции (наложения) электрических полей).

Согласно принципу суперпозиции электрических полей можно найти напряженность в любой точке А поля двух точечных зарядов   и   (рис. 13.1). Сложение векторов   и   производится по правилу параллелограмма. Направление результирующего вектора   находится построением, а его абсолютная величина может быть подсчитана по формуле

6) Какое поле называется электростатическим? Электростатическое поле - электрическое поле неподвижных и не меняющихся со временем электрических зарядов, осуществляющее взаимодействие между ними.  Электростатическое поле характеризуется напряженностью электрического поля  Е, которая является его силовой характеристикой: Напряженность электростатического поля показывает, с какой силой электростатическое поле действует на единичный положительный электрический заряд, помещенный в данную точку поля. Направление вектора напряженности совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд, и противоположно направлению силы, действующий на отрицательный заряд. Электростатическое поле является стационарным (постоянным), если его напряженность не изменяется с течением времени. Стационарные электростатические поля создаются неподвижными электрическими зарядами.  Электростатическое поле однородно, если вектор его напряженности одинаков во всех точках поля, если вектор напряженности в различных точках различается, поле неоднородно. Однородными электростатическими полями являются, например, электростатические поля равномерно заряженной конечной плоскости и плоского конденсатора  вдали от краев его обкладок. Одно из фундаментальных свойств электростатического поля заключается в том, что работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от траектории движения, 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. Силовые поля, обладающие этим свойством, называют потенциальными или консервативными. То есть электростатическое поле — это потенциальное поле, энергетической характеристикой которого является электростатический потенциал , связанным с вектором напряженности Е соотношением:  Е = -gradj.  Для графического изображения электростатического поля используют силовые линии (линии напряженности) — воображаемые линии, касательные к которым совпадают с направлением вектора напряженности в каждой точке поля.  Для электростатических полей соблюдается принцип суперпозиции. Чтобы обнаружить поле в какой-либо точке, надо поместить в точку наблюдения точечный пробный заряд — заряд, который не искажает исследуемое поле (не вызывает перераспределения зарядов, создающих поле).  Поле, создаваемое уединенным точечным зарядом q, является сферически симметричным. Модуль напряженности уединенного точечного заряда в вакууме с помощью закона Кулона можно представить в виде:  Е = q/4pe₀ r².  Где e₀ — электрическая постоянная = 8,85.10^-12Ф/м.  7) Что такое диполь; дипольный момент? Какой диполь называется точечным?

Дипо́ль — идеализированная система, служащая для приближённого описания поля, создаваемого вообще говоря более сложными системами зарядов, а также для приближенного описания действия внешнего поля на такие системы. Типичный пример диполя — два заряда, равных по величине и противоположных по знаку, находящихся друг от друга на расстоянии, очень малом по сравнению с расстоянием до точки наблюдения. Поле такой системы полностью описывается дипольным приближением.

Электрический дипольный момент — векторная физическая величина, характеризующая, наряду с суммарным зарядом, электрические свойства системы заряженных частиц (распределения зарядов) в смысле создаваемого ею поля и действия на нее внешних полей. Главная после суммарного заряда и положения системы в целом (ее радиус-вектора) характеристика конфигурации зарядов системы при наблюдении ее издали.

Электрический дипольный момент такой системы по модулю равен произведению величины положительного заряда на расстояние между зарядами и направлен от отрицательного заряда к положительному, или: , где q — величина положительного заряда, l — вектор с началом в отрицательном заряде и концом в положительном.