Электростатика. Постоянный ток Электростатика

Закон Кулона ,

где F – сила взаимодействия двух точечных зарядов и ; R – расстояние между зарядами; - электрическая постоянная; - диэлектрическая проницаемость среды.

Напряженность электрического тока , где F – сила, действующая на заряд , находящийся в данной точке поля.

Напряженность поля:

а) точечного заряда: , где R – расстояние от заряда q до точки, в которой определяются напряженность и потенциал;

б) диполя: , где p=ql (момент диполя); - угол между расстоянием от центра диполя до точки наблюдения R и длиной l диполя;

в) вне сферы: , где R – расстояние от центра сферы;

внутри сферы: E=0;

г) бесконечно длинной нити: , где - линейная плотность заряда; l – длина нити; - расстояние от нити до точки, в которой вычисляется напряженность поля.

д) бесконечной плоскости: , где ,

где S – площадь поверхности, по которой распределен заряд;

е) двух бесконечных плоскостей: , .

Электрическая индукция .

Теорема Гаусса: ; где - проекция вектора D на направление нормали к элементу поверхности, площадь которой равна dS; - заряды, охватываемые поверхностью.

Электроемкость , - изменение потенциала, вызванное зарядом q.

Электроемкость

а) плоского конденсатора: , где S – площадь пластин конденсатора; d – расстояние между ними; - диэлектрическая проницаемость диэлектрика, заполняющего пространство между пластинами.

б) параллельно соединенных конденсаторов: ,

в) последовательно соединенных конденсаторов: .

Энергия электрического поля , , .

Объемная плотность энергии , , .

Постоянный ток

Сила тока , , где q – количество электричества, прошедшее через поперечное сечение проводника за время t.

Плотность тока: , , где S – площадь поперечного сечения.

Закон Ома: 1) для однородного участка цепи , , где R – сопротивление участка цепи; разность потенциалов.

2) для неоднородного участка цепи ,

3) для замкнутой цепи , где R – сопротивление цепи; - ЭДС источника тока.

Законы Кирхгофа:

1) для токов, сходящихся в узле .

2)для замкнутого контура .

Работа и мощность тока

Для участка цепи: , , .

Для полной цепи , .

Магнитное поле в вакууме

Сила взаимодействия прямых параллельных токов и , где - магнитная постоянная; - длина участка проводника, на который действует сила; r – расстояние между проводниками.

Сила Ампера, действующая на проводник с током в магнитном поле,

, , где l – длина проводника; B –магнитная индукция поля; - угол между векторами l и B.

Сила Лоренца, действующая на заряженную частицу q, движущуюся со скоростью в магнитном поле с индукцией B:

, , где - угол между векторами и .

Закон Био-Савара-Лапласа: , где dl – длина проводника, r – расстояние от середины элемента проводника до точки, магнитная индукция в которой определяется, - угол между dl и r.

Магнитная индукция, созданная

1.прямолинейным проводником на расстоянии r .

2. круговым током в центре , где r – радиус кривизны проводника;

3. бесконечно длинным проводником , где r-расстояние от оси проводни­ка;

4. длинным соленоидом на оси , где , где N - число витков; l - длина проводника; I - сила тока в одном витке.

Поток вектора магнитной индукции через плоский контур площадью S

, .

Работа сил магнитного поля ,

Закон Фарадея для электромагнитной индукции ,

для самоиндукции , где L - индуктивность контура.

Количество заряда, протекающего через сопротивление R при изменении маг­нитного потока ,

Индуктивность длинного соленоида , , .

Экстраток замыкания и размыкания

при замыкании , при размыкании .

Энергия магнитного поля .

Объемная плотность энергии , где - напряженность магнитного поля.

ОПТИКА

Закон преломления света , , где i - угол падения; r - угол преломления; и - абсолютные показатели преломления соответственно первой и второй сред; с - скорость света в вакууме; - скорость света в среде.

Формула тонкой линзы , где F - фокусное расстояние линзы; d- расстояние от оптического центра линзы до предмета; - расстояние от оптического центра линзы до изображения.

Оптическая сила: 1) линзы ,

2) системы линз .

Интерференционный max: ,

интерференционный min: , где - оптическая разность хода, - длина волны.

Расстояние между интерференционными полосами, полученными от 2-х когерентных источников , L - оптическая длина пути световой волны.

Оптическая разность хода для тонкой пластинки при отражении .

В отраженном свете: радиус темных колец Ньютона ,;

радиус светлых колец Ньютона , где R - радиус кривизны поверхности линзы, соприкасающейся с плоскопараллельной стеклянной пластинкой.

Условие дифракции на щели , , где d - ширина щели, - угол дифракции.

Условие главного max для дифракционной решетки .

Разрешающая способность спектрального прибора ,

где - наименьшая разность длин волн двух соседних спектральных линий ( и , при которой эти линии могут быть видны раздельно в спектре, полученном посредством данной решетки;

для диф. Решетки , где N - число штрихов решетки.

Степень поляризации , где и - максимальная и минимальная интенсивности частично поляризованного света, пропускаемого анализатором.

Закон Брюстера при отражении: , где - угол падения, при котором отраженная световая волна полностью поляризована, n - относительный показатель преломления.

Закон Малюса: а) (без поглощения);

б) (k - коэффициент поглощения), где I- интенсивность плоскополяризованного света, прошедшего через анализатор; - интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор; - угол между направлением колебаний светового вектора волны, падающей на анализатор, и плоскостью пропускания анализатора.