- •Міністерство аграрної політики України Житомирський національний агроекологічний університет
- •Вступ до практикуму
- •Що включає самостійна домашня підготовка?
- •Як отримати дозвіл на виконання роботи?
- •Виконання роботи та фіксування результатів вимірювання
- •Як правильно оформити звіт?
- •Звіт має містити такі складові елементи:
- •Як захистити роботу?
- •1. Фізичні виміри, запис і обробка результатів вимірювань
- •Виміри і їх похибки
- •Обробка результатів при прямих вимірах
- •Обробка результатів непрямих вимірів
- •Запис результатів
- •Зображення експериментальних результатів на графіках
- •2. Лабораторна робота № 1 вивчення законів динаміки обертального руху Основні поняття кінематики і динаміки поступального руху твердого тіла
- •Основні поняття кінематики і динаміки обертального руху
- •Поняття про момент інерції
- •Основний закон динаміки обертального руху
- •Співставлення поступального та обертального рухів
- •Опис лабораторної установки
- •Завдання роботи
- •Виконання роботи
- •1. Визначення моменту інерції тягарця
- •2. Експериментальна перевірка основного закону динаміки обертального руху
- •Контрольні запитання
- •3. Лабораторна робота № 2 вивчення пружних властивостей твердих тіл Сили пружності у твердих тілах
- •Деформація розтягу і стиску
- •Деформація зсуву
- •Пружні властивості реальних тіл
- •Теорія методу і опис лабораторної установки
- •Завдання роботи
- •Виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •4. Лабораторна робота №3 Вивчення хвильових процесів Поширення механічних коливань у пружному середовищі
- •Рівняння біжучої хвилі
- •Швидкість звуку у газах
- •Стоячі хвилі
- •Експериментальна установка
- •Завдання роботи
- •Виконання роботи
- •Визначення довжини біжучої хвилі у повітрі в замкнутому середовищі
- •Визначення швидкості біжучої хвилі
- •Визначення теоретичного значення швидкості біжучої хвилі у повітрі
- •Контрольні запитання
- •5. Лабораторна робота №4 визначення коефіцієнта в’язкості біологічної рідини Поняття про в'язкість рідин
- •Визначення коефіцієнта в’язкості за методом Стокса
- •Завдання роботи
- •Виконання роботи
- •Опис установки
- •Загальні уявлення про електромагнітне поле
- •Поняття про електромагнітні хвилі
- •Загальне поняття про поляризацію електромагнітних хвиль
- •Поляризація світлової хвилі
- •Оптично активні речовини
- •Завдання роботи
- •Виконання роботи
- •Теорія методу і опис установки
- •1. Вивчення оптичної схеми і принципу роботи сахариметра
- •2. Визначення питомого обертання площини поляризації
- •3. Визначення концентрації цукру в розчині
- •Контрольні запитання
- •Список рекомендованої літератури
- •Додаток і
- •Додаток іі
Загальні уявлення про електромагнітне поле
Взаємодія електричних зарядів здійснюється на віддалі. Для описування таких явищ використовується поняття силового поля. Розглянемо, наприклад, як трактується взаємодія двох електрично-заряджених частинок. Одна з частинок є джерелом електромагнітного поля, яке вона створює в навколишньому просторі. Інша частинка, потрапивши в це поле, зазнає його впливу.
Виявилось, що електромагнітне поле - це не просто зручний спосіб описування взаємодій на віддалі, а фізична реальність, яка являє собою вид матерії, що переносить дію однієї частинки на іншу.
Електромагнітне поле - це сукупність двох взаємозв'язаних полів: електричного та магнітного. Стан електричного поля повністю характеризується вектором напруженості електричного поля , а стан магнітного поля - вектором магнітної індукції . Однак електричні і магнітні поля взагалі не можна розглядати як незалежні. Вірніше уявляти собі єдине електромагнітне поле.
Відомо, що електромагнітні поля:
1) виникають навколо зарядів та струмів;
2) діють певними силами на заряди та струми, що вносяться в поле;
3) можуть бути локалізовані в деякій області простору (в цьому випадку джерелами електромагнітного поля є нерухомі заряди, або постійні струми, а самі поля не змінюються за часом, тобто є стаціонарними);
4) можуть розповсюджуватись в оточуючому просторі зі швидкістю світла (джерелом таких електромагнітних полів є заряди, що прискорено рухаються (змінні струми), а також змінні електричні та магнітні поля).
В останньому випадку поле здатне існувати при відсутності електричних зарядів і струмів. Поля такого роду називають змінними електромагнітними полями, або електромагнітними хвилями.
Як треба розуміти, що вектори і повністю характеризують електромагнітне поле? Відомо, що на електричний заряд, поміщений в електромагнітне поле, діє сила. Причому можна говорити, що одночасно заряд буде зазнавати дії зі сторони електричного та магнітного полів. В загальному випадку, сила, що діє на заряд (вона отримала назву сили Лоренца), може бути представлена як векторна сума електричної та магнітної складових .
Електричне поле діє на точковий заряд силою яка залежить від напруженості поля у точці, де знаходиться заряд: .
Магнітне поле буде діяти на заряд тільки в тому випадку, коли він буде рухатись в полі з деякою швидкістю . Дія магнітного поля на заряд (магнітна складова сили Лоренца) визначається виразом: , де - векторний добуток векторів і . Таким чином, фундаментальний закон дії сили зі сторони електромагнітного поля на точковий заряд має такий вигляд:
.
Тому, якщо вектори і в кожній точці поля відомі, або відомий закон зміни векторів і , то можна визначити як електромагнітне поле буде діяти на заряджені частинки, які знаходяться в цьому полі.
Особлива складність полягає в тому, щоб зробити наглядним уявлення поля. Бо поле - це «невидимий» матеріальний об’єкт, який або зосереджений в деякій частині простору, або «подорожує» в вільному просторі зі швидкістю світла м/с, відірвавшись від заряду, який його і «породив».
Істинне розуміння природи та властивостей електромагнітного поля можливе тільки з використанням основних понять і співвідношень векторного аналізу [1,3,4]. Тому ми тут обмежимося лише якісною стороною питання.
Електричне поле може набути «видимих» обрисів, якщо в кожній точці простору уявити собі два вектора і . На рис. 6.1. показані тільки три точки поля:1, 2, 3.
Рис.6.1
Кожна точка поля як би помічається векторами і . В загальному випадку величини та напрямки векторів і в різних точках поля можуть відрізнятися. Якщо поле змінюється з часом, то це означає, що змінюються з часом величини і напрямки векторів і . Таким чином, вектори і дозволяють кількісно оцінити стан електромагнітного поля в кожній точці простору (визначити силу Лоренца ) і полегшують наглядне сприйняття електромагнітного поля, як матеріального об’єкта.