- •«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
- •Физика, часть 2
- •1.Электростатика
- •1.1.Электрические заряды и электрическое поле. Принцип суперпозиций полей
- •1.2.Понятие о плотности заряда
- •1.3.Применение принципа суперпозиции к расчету электростатических полей. Электростатическое поле на оси заряженного кольца
- •Подставим выражение (1.14) в формулу (1.13) и вынесем за знак интеграла постоянные величины, получим:
- •1.4.Геометрическое описание электрического поля.
- •1.5. Поток вектора напряжённости электростатического поля
- •Потоком вектора через бесконечно малую площадку называется скалярное произведение
- •1.6. Теорема Остроградского-Гаусса
- •1.7. Применение теоремы Остроградского-Гаусса к расчёту электростатических полей
- •Поле бесконечной равномерно заряженной по поверхности плоскости.
- •2. Поле двух бесконечных параллельных плоскостей, заряженных разноимённо.
- •3.Поле бесконечного равномерно заряженного по поверхности цилиндра
- •4.Поле равномерно заряженной по поверхности сферы
- •1.8. Работа сил электростатического поля. Потенциал
- •Подставим выражения (1.47) и (1.48) в формулу (1.46), получим:
- •1.9. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля
- •1. 10. Связь между напряженностью электростатического поля и потенциалом
- •1.11. Вычисление потенциала по напряженности поля
- •2.Электрическое поле в веществе
- •2.1.Электрическое поле в диэлектриках. Диполь и дипольный момент. Поляризованность
- •Внутреннее электрическое поле в диэлектрике (микрополе) достигает величины Евнутр. 1011 в/м. Внешние поля Евнеш.. 107 в/м.
- •Поляризованность диэлектрика определится выражением:
- •Безразмерная величина показывает, во сколько раз напряжённость поля в диэлектрике меньше, чем в вакууме. Она называется относительной диэлектрической проницаемостью вещества.
- •2.2.Виды диэлектриков и механизм поляризации
- •2.3. Сегнетоэлектрики и их свойства
- •2.4. Пьезоэлектрический эффект
- •2.5. Вектор электрического смещения. Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектрике
- •2.5. Проводники в электрическом поле
- •2.6. Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы.
- •2.6. Параллельное и последовательное соединение конденсаторов
- •2.7. Энергия электрического поля
- •Контрольные вопросы и задания
- •3. Постоянный электрический ток
- •3.1.Характеристики электрического тока
- •3.2.Законы Ома и Джоуля-Ленца для однородного проводника
- •Разность потенциалов на концах цилиндра равна
- •Сопротивление цилиндра выражается формулой
- •3.3.Сторонние силы. Э.Д.С. Закон Ома для неоднородного участка цепи
- •Второй интеграл равен разности потенциалов на концах участка:
- •Это выражение называется законом Ома для неоднородного участка цепи.
- •3.4. Правила Кирхгофа
- •3.5. Классическая электронная теория металлов
- •Вывод закона Ома на основе электронной теории
- •Вывод закона Джоуля-Ленца на основе электронной теории
- •Вывод закона Видемана-Франца на основе электронной теории
- •3.6. Достоинства и затруднения классической электронной теории металлов Классическая электронная теория металлов (как и любая другая теория) имеет свои достоинства и недостатки.
- •3.7. Работа выхода электронов из метала. Термоэлектронная эмиссия
- •Контрольные вопросы и задания
- •4. Магнитное поле в вакууме
- •4.1. Магнитная индукция. Закон Ампера.
- •4.2. Магнитное поле в вакууме. Закон Био-Савара - Лапласа.
- •4.3. Магнитное поле прямолинейного проводника с током
- •4.4. Магнитное поле кругового тока
- •4.5. Магнитный момент витка с током
- •4.6. Магнитное поле движущегося заряда
- •4.7. Вихревой характер магнитного поля. Циркуляция вектора магнитной индукции. Закон полного тока
- •Из рисунка следует, что
- •4.8. Применение закона полного тока. Магнитное поле соленоида и тороида
- •Подставляя (4.43) в (4.42) и производя сокращения, получим:
- •4.9. Сила Лоренца
- •4.10. Движение заряженных частиц в магнитном поле
- •Период обращения частицы по окружности равен:
- •4.11. Эффект Холла
- •4.12. Механическая работа в магнитном поле
- •4.13. Магнитный поток
- •П отоком вектора магнитной индукции сквозь бесконечно малую площадку (магнитным потоком) называется скалярное произведение
- •4.14. Контур с током в однородном магнитном поле
- •4.15. Контур с током в неоднородном магнитном поле
- •Контрольные вопросы и задания
- •Магнитное поле в веществе
- •5.1. Намагничивание вещества. Вектор намагниченности
- •5.2. Закон полного тока для магнитного поля в веществе
- •5.3. Магнитные моменты электронов и атомов
- •Движущийся по орбите электрон обладает моментом импульса:
- •5.4. Влияние магнитного поля на орбитальное движение электронов. Объяснение диамагнетизма
- •5.5. Парамагнетизм
- •5.6. Классификация магнетиков
- •5.7. Ферромагнетики и их свойства
- •5.8. Доменная структура и механизм намагничивания ферромагнетиков
- •5.9. Антиферромагнетизм. Ферримагнетизм. Ферриты
- •Контрольные вопросы и заданимя
- •6. Электромагнитная индукция
- •6.1. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
- •6.2. Природа электромагнитной индукции
- •6.3. Токи Фуко
- •6.4. Явление самоиндукции. Э.Д.С. Самоиндукции. Индуктивность
- •6.5. Явление взаимной индукции. Взаимная индуктивность.
- •6.6. Токи при размыканиии и замыкании цепи
- •Задача об исчезновении тока при размыкании цепи
- •Задача об установлении тока при замыкании цепи
- •6.6. Энергия магнитного поля. Объёмная плотность энергии
- •Контрольные вопросы и задания
- •7. Электромагнитные колебания
- •7.1. Электрический колебательный контур. Процессы, протекающие в колебательном контуре
- •Энергия электрического поля в конденсаторе равна
- •7.2.Затухающие электромагнитные колебания
- •В любой момент времени ток в контуре равен
- •А напряжение на конденсаторе
- •Э.Д.С. Самоиндукции
- •7.3.Вынужденные электромагнитные колебания. Резонанс
- •Ток в контуре определится выражением:
- •Амплитуда силы тока при резонансе равна
- •Пусть напряжение, приложенное к контуру, равно
- •7.4.Относительная ширина резонансной кривой. Определение добротности контура
- •Из выражения (7.54) следует:
- •Относительная ширина резонансной кривой равна
- •7.5. Ёмкость и индуктивность в цепи переменного тока
- •Контрольные вопросы и задания
- •8. Основы теории максвелла электромагнитного поля
- •8.1. Вихревое электрическое поле. Первое уравнение Максвелла
- •8.2. Ток смещения. Второе уравнение Максвелла
- •С учетом (8.9) для плотности тока смещения получим:
- •8.3. Третье и четвертое уравнения Максвелла. Полная система уравнений Максвелла
- •9. Электромагнитные волны
- •9.1. Свойства электромагнитных волн
- •9.2. Энергия электромагнитных волн. Вектор плотности потока энергии Умова-Пойнтинга
- •9.3. Излучение электромагнитных волн
- •9.3. Шкала электромагнитных волн
- •Математическое приложение
- •Содержание
- •7.2.Затухающие электромагнитные колебания.......................................129
- •8.1. Вихревое электрическое поле. Первое уравнение Максвелла......143
- •8.3. Третье и четвертое уравнения Максвелла. Полная система уравнений Максвелла.................................................................... ......................147
- •Часть 2
- •Издательство «Нефтегазовый университет»
- •625000 Тюмень, ул. Володарского,38
- •625039 Тюмень, ул. Киевская, 52
7.2.Затухающие электромагнитные колебания.......................................129
7.3.Вынужденные электромагнитные колебания. Резонанс.................132
7.4.Относительная ширина резонансной кривой. Определение добротности контура.................................................................................................135
7.5. Ёмкость и индуктивность в цепи переменного тока.......................138
Контрольные вопросы и задания...............................................................141
8. ОСНОВЫ ТЕОРИИ МАКСВЕЛЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ...............................................................................................................143
8.1. Вихревое электрическое поле. Первое уравнение Максвелла......143
8.2. Ток смещения. Второе уравнение Максвелла.................................144
8.3. Третье и четвертое уравнения Максвелла. Полная система уравнений Максвелла.................................................................... ......................147
9. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ.............................. ........................151
9.1. Свойства электромагнитных волн.....................................................151
9.2. Энергия электромагнитных волн. Вектор плотности потока энергии Умова-Пойнтинга.........................................................................154
9.3. Излучение электромагнитных волн..................................................155
9.4. Шкала электромагнитных волн..........................................................157
Математическое приложение......................................................................160
Для заметок
ЧЕМЕЗОВА Ксения Сергеевна,
ШЕВНИНА Татьяна Евгеньевна
ФИЗИКА
Часть 2
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
В авторской редакции
В
Подписано к печати Бум.писч.№1
Заказ № Уч.-изд.л. 6,0
Формат 60х84х1/16 Усл.-печ.л. 6,0
Отпечатано на RISO GR 3750 Тираж 100 экз.
Издательство «Нефтегазовый университет»
Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
625000 Тюмень, ул. Володарского,38
Отдел оперативной полиграфии издательства «Нефтегазовый университет»
625039 Тюмень, ул. Киевская, 52
Диполь – система двух равных по величине разноименных точечных зарядов
Любую систему зарядов можно представить как систему точечных зарядов
Пояснения даны в математическом приложении
Электроёмкость характеризует способность проводника накапливать заряд.
1 мкФ – 10-6 Ф, 1 пФ – 10-12 Ф.
Возможны также комбинации параллельного и последовательного соединений.
Термин «алгебраическая» означает, что данные величины могут иметь знак + или -.
Можно выбрать два направления обхода контура: по часовой стрелке и против часовой стрелки.
k - постоянная Больцмана, Т - абсолютная температура
Гн (генри) – единица индуктивности
Соленоид можно считать бесконечно длинным, если его длина много больше его диаметра (l>>d).
Спин и собственный магнитный момент элементарных частиц являются их неотъемлемыми свойствами, такими же как заряд и масса.
Коэрцитивная сила – напряженность магнитного поля, полностью размагничивающего образец.
Никель и кобальт обладают отрицательной продольной магнитострикцией.
Направление вращения зависит от направления магнитного поля в домене.
Явление резонанса – возбуждение сильных колебаний в системе при частоте внешнего воздействия, близкой к собственной частоте колебательной системы.
Пояснения даны в математическом приложении
Пояснения даны в математическом приложении
Волна называется плоской, если её волновые поверхности - семейство параллельных плоскостей. Волновые поверхности - геометрическое место точек, для которых для которых фаза колебаний имеет одно и то же значение. Монохроматической называется волна строго определенной частоты.