- •1) Электрические свойства тел. Закон сохранения электрического заряда.
- •2)Закон Кулона.
- •3)Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции электростатических полей.
- •4)Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в вакууме.
- •5)Применение теоремы Остроградского-Гаусса к расчету электростатических полей тел различной формы.
- •6)Работа по перемещению заряда в электростатическом поле.
- •7)Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. Признак потенциальности поля.
- •8)Потенциал электростатического поля.
- •9)Напряженность как градиент потенциала. Эквипотенциальные поверхности.
- •10)Электрический диполь. Типы диэлектриков.
- •11)Свободные и связанные заряды. Поляризация диэлектриков.
- •12)Напряженность поля в диэлектрике.
- •13) Электрическое смещение. Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в диэлектрике.
- •14)Условия на границе раздела двух диэлектриков.
- •15) Сегнетоэлектрики. Пьезоэлектрический эффект.
- •16) Проводники в электростатическом поле. Поле внутри проводника и у его поверхности.
- •17) Распределение зарядов в проводнике.
- •18)Электроемкость уединенного проводника.
- •19) Конденсаторы. Соединение конденсаторов.
- •20)Энергия электростатического поля.
- •21) Сила и плотность тока. Электродвижущая сила и напряжение.
- •22) Закон Ома для однородного участка цепи. Сопротивление проводников.
- •23) Работа и мощность тока.
- •24) Закон Джоуля-Ленца.
- •25)Закон Ома для неоднородного участка цепи.
- •26) Правила Кирхгофа для разветвленных цепей.
- •27.Классическая электронная теория проводимости металлов.
- •28) Объяснение законов Ома, Джоуля-Ленца и Видемана-Франца из электронных представлений.
- •29)Температурная зависимость сопротивления металлов. Сверхпроводимость.
- •30) Контактная разность потенциалов. Законы Вольта.
- •31)Термоэлектрические явления Зеебека, Пельтье и Томсона.
- •32) Электролиз. Законы Фарадея.
- •33) Несамостоятельный газовый разряд.
- •34) Самостоятельный газовый разряд и его виды.
- •36. Магнитное поле и его характеристики.
- •37. Закон Био-Савара- Лапласа и его применение к расчету магнитного поля.
- •38) Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов.
- •39)Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.
- •40)Ускорители заряженных частиц. Эффект Холла.
- •41)Циркуляция вектора магнитной индукции и ее применение к расчету магнитного поля.
- •42. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса о потоке вектора магнитной индукции.
- •43. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.
- •44. Явление электромагнитной индукции. Опыты Фарадея. Закон Фарадея. Правило Ленца.
- •45) Индуктивность контура. Явление само- и взаимоиндукции.
- •46)Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии.
- •47)Магнитные моменты электронов и атомов. Гиромагнитное отношение.
- •48)Диа- и парамагнетизм. Намагниченность.
- •49) Магнитное поле в веществе. Ферромагнетики и их свойства.
- •50)Основы теории Максвелла для электромагнитного поля. Вихревое электрическое поле. Ток смещения.
- •51) Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме.
- •52) Электромагнитные волны и их свойства. Энергия электромагнитных волн. Вектор Умова-Пойтинга.
11)Свободные и связанные заряды. Поляризация диэлектриков.
СВОБОДНЫЕ И СВЯЗАННЫЕ ЗАРЯДЫ
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.
Поляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей, обычно под воздействием внешнего электрического поля, иногда под действием других внешних сил или спонтанно.
Электронная поляризация-- Представляет собой упругое смещение и деформацию электронных оболочек атомов и ионов.
Ионная поляризация-- Характерна для твердых тел с ионным строением и обусловлена смещением упруго связанных ионов на расстояния в пределах кристаллической решетки.
Ионно-релаксационная поляризация.-- Ионно-релаксационная поляризация это переброс в твердом диэлектрике на другое место слабо закрепленных в решетке ионов.
Дипольная поляризация.-- Отличается от электронной и ионной тем, что дипольные молекулы, находящиеся в хаотическом тепловом движении, частично ориентируются под действием поля, что и является причиной поляризации.
Миграционная поляризация--Имеет место в двух- и многослойных диэлектриках, обладающих разными значениями диэлектрической проницаемости.
Остаточная поляризация--Характерна для веществ, называемых электретами. Эти вещества способны сохранять поляризованное состояние и при снятии электрического поля.
12)Напряженность поля в диэлектрике.
У изотропных диэлектриков вектор поляризации линейно зависит от напряженности поля . Напряженность поля связанных зарядов обозначим через оказывается она пропорциональна напряженности поля в диэлектрике, т.е. поэтому напряженность поля в диэлектрике , или E=E0=E’=E0-aeE.
13) Электрическое смещение. Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в диэлектрике.
Электрическое смещение. Вектор напряженности электростатического поля зависит от свойств среды, и при переходе через границу диэлектрика претерпевает скачкообразное изменение. , Создавая затруднения при расчете полей. Поэтому помимо вектора Е для характеристики электростатического поля используют вектор электрического смещения, не претерпевающий разрыва на границе двух сред.
Напряженность электростатического поля, как следует из ранее полученной формулы E=E0/ε , зависит от свойств среды: в однородной изотропной среде напряженность поля Е обратно пропорциональна ε. Вектор напряженности Е, при переходе через границу диэлектриков, испытывает скачкообразное изменение, тем самым делая неудобства при расчетах электростатических полей. Поэтому необходимо помимо вектора напряженности характеризовать поле еще вектором электрического смещения, который для электрически изотропной среды, по определению, равен D= . Поскольку ε=1+θ и P=θε0E , вектор электрического смещения равен D=. Единица электрического смещения — кулон на метр в квадрате (Кл/м2).
Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в диэлектрике . т. е. поток вектора смещения электростатического поля в диэлектрике сквозь любую замкнутую поверхность равен алгебраической сумме свободных электрических зарядов, заключенных внутри этой поверхности. В такой форме теорема Гаусса верна для электростатического поля как для однородной и изотропной, так и для неоднородной и анизотропной сред. Для вакуума Dn = ε0En (ε=1), и поток вектора напряженности Е сквозь произвольно выбранную замкнутую поверхность равен . Так как источниками поля Е в среде являются как свободные, так и связанные заряды, то теорему Гаусса для поля Е в самом общем виде можно записать как +. где ∑Qi и ∑Qsv— соответственно алгебраические суммы свободных и связанных зарядов, которые охватываются замкнутой поверхностью S. Но эта формула неприменима для описания поля Е в диэлектрике, поскольку она выражает свойства неизвестного поля Е через связанные заряды, которые, в свою очередь, определяются им же. Это еще раз показывает целесообразность введения вектора электрического смещения.