2. Основы электродинамики.

Термин электродинамика. Термин электродинамика происходит от греческих слов «электрон» – янтарь и «динамо» – сила.

Электродинамика как наука. Электродинамика – наука, изучающая взаимодействие заряженных тел, а также действие электро-магнитного поля на эти тела (заряды).

Электрон и электрический заряд. Электрон – мельчайшая частица, способная обладать зарядом, или элементарный носитель заряда (отрицательного). Электрический заряд – это не материя, а лишь свойство тел. Электрический заряд не может существовать отдельно от тела и, конечно же, не может «перетекать» от тела к телу. Электрон – наименьшая частица, способная обладать этим свойством.

Электрические заряды и принцип их взаимодействия. Электрические заряды имеют потенциал: положительный или отрицательный. Принцип взаимодействия зарядов: одноимённые заряды отталкиваются, разноимённые – притягиваются.

4 способа электризации. Электризация происходит 4 способами: Соприкосновением; Трением (активное прикосновение); Влиянием (явление электростатической индукции); Освещением (фотоэффект).

Откуда берутся электрические заряды. Химическая формула атома гелия:

.

Индекс 2 говорит нам о том, что в ядре атома гелия находятся две положительно заряженные частицы – протоны (p+). Таким же количеством частиц – электронами (e-), и скомпенсирован положительный заряд ядра. Электроны непрерывно вращаются вокруг ядра на значительно большем расстоянии, нежели размеры самого ядра. Индекс же 4 означает, что всего в ядре находится 4 частицы. Две дополнительные частицы – это нейтроны (n), которые не имеют электрического заряда.

Ионы и ионизация. Ион – атом, потерявший или приобретший один или несколько электронов, вследствие чего получивший положительный или отрицательный заряд соответственно. Ионизация - образование положительных и отрицательных ионов и свободных электронов из электрически нейтральных атомов и молекул.

Закон сохранения заряда. Во время электризации заряды не могут меняться произвольным образом. Изменение зарядов подчиняется закону сохранения заряда:

Закон Кулона. Сила взаимодействия 2-х электрических зарядов прямо пропорциональна произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

Электрическое поле. Электрическое поле – это особая форма материи, которая создается покоящимися зарядами и определяется действием на другие заряды. Электрическое поле существует вокруг тел (частиц), обладающих электрическим зарядом, а также в свободном виде в электромагнитных вол- нах.

Опыты М. Фарадея. Майкл Фарадей (1791 – 1867). Английский физик. Разработал основы учения об электромагнитном поле. Открытия: Электромагнитная индукция - основа современной электропромышленности; Первый электродвигатель; трансформатор; Химическое действие электрического тока; электролиз; Действие магнитного поля на свет; Предсказал электромагнитные волны.

Опыты Джеймса Максвелла. Джеймс Ма́ксвелл (1831 – 1879). Британский физик, математик и механик. Совершил открытия: Основы современной электродинамики; Электромагнитная природа света и давление света; Физические принципы цветной фотографии. Джеймс Максвелл обосновал: наличие токов смещения и электромагнитных полей; Заложил основы кинетической теории газов.

Основные характеристики электрического поля. Напряжённость; Напряжение; Потенциал.

Напряжённость электрического поля (Е). Это векторная величина, определяющая силу (F), действующую на заряженную частицу или тело со стороны электрического поля, и численно равная отношению силы к заряду (Q) частицы: Е = F/Q [Н/Кл]

Электрическое напряжение (U). Это работа (А), совершаемая силой поля по перемещению заряженных частиц между двумя точками поля: U = A/q [Дж/Кл]

Электрический потенциал (φ). Это энергетическая характеристика поля, численно равная отношению потенциальной энергии заряженной частицы (W), помещенной в данной точке поля, к величине её заряда: φ = W/Q [В]