Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина»

Кафедра физики

В.К. Ли-Орлов

Лекции по курсу общей физики (электричество и магнетизм)

2007

Лекция 1.

Электромагнетизм.

Введение.

По современным представлениям материя существует в двух видах: вещество и поле. Вещество обладает дискретной структурой, а поле является непрерывным, заполняющим всё пространство. Частицы взаимодействуют между собой с помощью полей.

Впервые понятие поля ввёл английский физик М.Фарадей (1791-1867) в 30-е годы ХIХ века для описания электромагнитных явлений. К настоящему времени известно несколько разновидностей полей: электромагнитное, гравитационное, поле ядерных сил, волновые поля, соответствующие различным элементарным частицам.

В этом курсе мы ограничимся рассмотрением электромагнитного поля. Среди четырёх видов фундаментальных взаимодействий: гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое; электромагнитное занимает первое место по широте и разнообразию проявлений. Это силы трения и силы упругости, мышечная сила. Существование атомов и молекул, конденсированного состояния вещества обязано электромагнитному взаимодействию. Сама жизнь была бы невозможна без сил электромагнитной природы.

К созданию электромагнитной теории поля привела длинная цепь случайных открытий и планомерных кропотливых исследований, начиная с обнаружения способности янтаря, натёртого о шёлк, притягивать лёгкие предметы, открытием элементарного закона взаимодействия точечных электрических зарядов французским физиком Ш.Кулоном (1785), обнаружением магнитного поля электрического тока датским физиком Эрстедом (1820), открытием явления электромагнитной индукции английским физиком Фарадеем (1831). Теорию электромагнитного поля создал английский физик-теоретик Д.Максвелл в 1860-1865гг, который ввёл новое понятие – ток смещения, теоретически предсказав существование электромагнитных волн.

После создания Максвеллом электромагнитной теории поля, началось широкое практическое использование электромагнитных явлений, что способствовало ускоренному развитию человеческой цивилизации.

Предмет курса «Электромагнетизм».

В этом курсе мы будем изучать явления, связанные с движением и взаимодействием заряженных частиц и тел, свойства электрического и магнитного поля, их взаимосвязь и действие на вещество.

Основные понятия и законы. Электрический заряд и его свойства.

Электрическое взаимодействие обязано существованию у частиц электрического заряда, который в СИ измеряется в Кулонах()

1. Существует два вида электрического заряда: положительный и отрицательный.

2. Одноимённые заряды отталкиваются, разноимённые – притягиваются

3. Существует минимальная порция электрического заряда, равная . Этот заряд называютэлементарным. Носителями элементарного заряда являются элементарные частицы. Например, у электрона он отрицательный, у протона – положительный, у нейтрона - нулевой.

4. Обычно в веществе количество отрицательных зарядов равно количеству положительных. Поэтому вещество электрически нейтрально. Но при избытке в теле зарядов одного знака, тело становится заряженным, то есть оно проявляет электрические свойства. Заряд тела всегда кратен величинее.

5. Электрический заряд является инвариантнойвеличиной, то есть величина заряда, измеренная в различных инерциальных системах отсчета оказывается одинаковой.

6. Электрический заряд подчиняется закону сохранения. В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов сохраняется.

7. Заряженные частицы взаимодействуют, согласно закону Кулона.