4.2. Электростатическое поле в диэлектрике. (4 ч)
Влияние вещества на электростатическое поле, электростатическая индукция. Проводники и диэлектрики. Свободные и связанные заряды. Типы диэлектриков: неполярные, полярные, ионные. Электронная поляризация неполярных диэлектриков, поляризуемость молекулы. Действие электрического поля на электрический диполь, ориентационная поляризация.
Поляризованность диэлектрика (вектор поляризации), ее связь с напряженностью поля для изотропных диэлектриков, диэлектрическая восприимчивость. Зависимость диэлектрической восприимчивости полярного диэлектрика от температуры, формула Дебая-Ланжевена.
Поверхностная плотность связанных зарядов диэлектрика и ее связь с вектором поляризованности. Напряженность электрического поля в диэлектрике. Диэлектрическая проницаемость и ее физический смысл в простейших случаях.
Поток вектора
поляризованности через замкнутую
поверхность. Теорема Остроградского-Гаусса
для диэлектрика в интегральной форме
и ее применение. Вектор электрического
смещения (электрической индукции)
,
линии вектора
.
Электростатическое поле на границе
раздела двух диэлектриков. Изменение
компонент векторов
и
при переходе через границу. Закон
преломления линий вектора напряженности.
Понятие о сегнетоэлектриках.
4.3. Проводники в электростатическом поле. Энергия системы зарядов, заряженного проводника. Энергия электрического поля. (2 ч)
Электростатическое поле внутри заряженного проводника или проводника, помещенного во внешнее электростатическое поле. Электростатическая защита. Распределение избыточного заряда в проводнике. Эквипотенциальность поверхности проводника. Напряженность электростатического поля вблизи поверхности проводника.
Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы. Электроемкость плоского конденсатора.
Энергия взаимодействия системы неподвижных точечных зарядов. Энергия неподвижного уединенного заряженного проводника, заряженного конденсатора. Объемная плотность энергии электрического поля.
Управляемая самостоятельная работа студентов.
Применение теоремы Остроградского-Гаусса к расчету напряженности поля поверхностно заряженной сферы, находящейся в вакууме и в однородном изотропном диэлектрике. Решение задач.
Подготовка протоколов лабораторных работ по изучению электростатического поля в диэлектриках (в том числе в сегнтоэлектриках).
МОДУЛЬ 5
СТАЦИОНАРНОЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ
5.1. Постоянный электрический ток. (3 ч)
Электрический ток (конвекционный, ток проводимости, ток в вакууме). Сила тока, плотность тока. Связь между ними.
Закон Ома для однородного участка цепи в интегральной и дифференциальной формах. Электродвижущая сила, напряжение; обобщенный закон Ома, закон Ома для замкнутой цепи.
Электрическое поле проводника с током.
Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.
Электропроводность металла. Экспериментальные доказательства электронной проводимости металлов (Опыты Рикке; Мандельштама и Папалекси; Толмена и Стюарта). Классическое и квантовое описания механизма электропроводности и зависимости сопротивления металла от температуры. Явление сверхпроводимости и его применение в науке и технике.