
- •Электрические заряды. Точечный заряд. Закон Кулона.
- •Напряженность электрического поля
- •Принцип суперпозиции электрических полей
- •Поток вектора напряженности поля
- •Теорема Остроградского-Гаусса
- •Электрическое поле равномерно заряженной плоской поверхности
- •Электрическое поле равномерно заряженной цилиндрической поверхности
- •Электрическое поле равномерно заряженной сферической поверхности
- •Электрическое поле равномерно заряженного шара
- •Работа сил электростатического поля. Потенциал
- •Эквипотенциальные поверхности. Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом
- •Поле в. Сила Лоренца
- •Закон Био-Савара
- •Циркуляция и поток вектора в
- •Применение теоремы о циркуляции вектора в. Поле прямого тока
- •Применение теоремы о циркуляции вектора в. Поле соленоида
- •Сила Ампера
- •Работа поля в при перемещении контура с током
- •Виды поляризации диэлектриков
- •Поляризованность р
- •Свойства поля вектора р
- •Вектор d
- •Условия на границе двух диэлектриков для векторов b и d
- •Намагничение вещества. Намагниченность j
- •Циркуляция вектора j
- •Вектор h
- •Граничные условия для b и h
- •Уравнение Максвелла (в интегральной форме)
- •Законы геометрической оптики
- •Принцип Ферма. Закон преломления
- •Явление полного отражения
- •Оптическая система. Кардинальные плоскости
- •Формула оптической системы
- •Тонкая линза. Формула линзы
- •Интерференция от двух когерентных источников
- •Бипризма Френеля
- •Интерференция при отражении от тонких пластинок
- •Кольца Ньютона
- •Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля
- •Зоны Френеля
- •Диаграмма Френеля
- •Дифракция Френеля от простейших преград. Дифракция от круглого отверстия
- •Дифракция Френеля от простейших преград. Дифракция от непрозрачного круглого диска
- •Дифракционная решетка
- •Закономерности в атомных спектрах
- •Опыт по рассеянию альфа частиц
- •Модель атома Резерфорда
- •Постулаты Бора
- •Элементарная боровская теория водородоподобного атома
- •Гипотеза де Бройля
- •Принцип неопределенности
- •Уравнение Шредингера
- •Масса и энергия связи ядра
- •Радиоактивность. Виды радиоактивности
- •Альфа-распад
- •Бета-распад
Электрические заряды. Точечный заряд. Закон Кулона.
Электрический заряд характеризует способность некоторых элементарных частиц участвовать в электрическом и магнитном взаимодействиях.
Виды элементарных частиц: а) Электрон – имеет наименьший по величине отрицательный заряд: е = -1,6*10-19 Кл, масса: me= 9,109*10-31кг; б) Протон – имеет наименьший по величине положительный заряд: е = 1,6*10-19 Кл, масса: me= 1,673*10-27кг; в) Нейтрон – не имеет заряда. Масса me= 1,675*10-27кг.
Атом – наименьшая часть химического элемента, способная к самостоятельному существованию и являющаяся носителем его свойств: состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов; заряд атома равен нулю, поэтому атом нейтрален. yfdbufnjh
Ион – электрически заряженная частица, образующаяся при потере или присоединении электронов атомами и молекулами:
Положительно заряженный ион (катион) – образуется при потере одного или нескольких электронов;
Отрицательно заряженный ион (анион) – образуется при присоединении электронов.
Свойства зарядов:
Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными;
Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. Эл. заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.
Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются.
Одним из фундаментальных законом природы является экспериментально установленный ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА: В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной: q1 + q2 + … + qn = const:
Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака.
Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.
Закон Кулона: Сила взаимодействия двух точечных зарядов пропорциональна величине каждого из зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:
kq1q2 kq1q2
F = r2 (в вакууме); F = εr2 (в среде)
Коэффициент пропорциональности k = 9*109H*м2/Кл2
ε – диэлектрическая проницаемость среды.
В случае одноименных зарядов, сила оказывается положительной. В случае разноименных зарядов сила отрицательна.
Напряженность электрического поля
Электрическое поле – создается электрическим зарядом и является материальной средой.
Электростатическое поле – поле, создаваемое постоянным зарядом.
Основное свойство – способность действовать с некоторой силой на внесенный в поле электрический заряд.
Силовая характеристика – напряженность электрического поля.
Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда: E = F/q.
Напряженность электрического поля – векторная физическая величина.
Направление вектора Е совпадает в каждой точке пространства с направление силы, действующей на положительный пробный заряд.
Как следует из закона Кулона и определения напряженности, напряженность точечного заряда пропорциональна величине заряда q и обратно пропорциональна квадрату расстояния rот заряда до данной точки поля:
kqr 1 qr
E = r2r = 4πε0 r2r
Направлен вектор Е вдоль радиальной прямой, проходящей через заряд и данную точку поля, от заряда, если он положителен, и к заряду, если он отрицателен.