1. Предмет классической электродинамики.

Теорией Максвелла называется последовательная тео­рия единого электромагнитного поля произвольной системы электрических зарядов и токов. В теории Максвелла решается основная задача электродинамики: по заданному распределению зарядов и токов отыскиваются характеристики их электрического и магнитного полей.

Эл-во – одно из свойств вещества. Эл заряд – количественная меря электричества. Если кол-во эл-ва одного рода больше чем другого, то тело электрически заряжено. Если одинаково – нейтрально. Получение эл заряженного тела называется электризацией.

2. Идея близкодействия.

Идея близкодействия заключается: 1) все тела могут взаимодействовать либо при непосредственном контакте, либо через посредство некой среды; 2) скорость передачи взаимодействия от одного тела к другому конечно.

Мат. среда, через посредство которой осуществляется эл. взаимодействие, называется эл. полем. Эл. поле, не изменяющееся со временем, называется электростатическим.

3. Электрический заряд. Дискретность заряда. Закон сохранения заряда.

Электричество – одно из свойств вещества. Эл. заряд – количественна мера электричества. Если кол-во эл-ва разного рода одинаковы, то тело эл. нейтрально. Получение эл. заряженного тела называется электризацией. Если размерами заряженного тела можно пренебречь, то такие тела назыв точечными эл зарядами. Эл. заряд можно делит, но не до бесконечности. Существует некий элю заряд, который разделить нельзя – элементарный эл. заряд (е).

Любой заряд q равен целому числу N элементарных зарядов е. Закон дискретности зарядов q=Nе. e=1,6*10^-19 Кл. Кл – единица эл. зарядов.

Закон сохр зарядов – кол-во положительных и отрицательных зарядов во вселенной одинаково.

4. Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона.

Одинаковые отталкиваются, разные притягиваются.

З. Кулона – Сила, с которой взаимодействуют 2 точечных заряда прамо пропорциональна величине этих зарядо и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. З Кулона выполняется только для точечных и неподвижных зарядов. , , ε₀=8.85*10^-12 Ф/м – эл.стат. постоянная.

5. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции.

Всякий электрический заряд изменяет определенным образом свойства окружающего его пространства – создает электрическое поле. Это поле проявляет себя в том, что помещенный в какую-нибудь его точку другой заряд испыт. действие силы. Сила, дейст на неподвижный заряд представл как F=qE, где вектор E назыв напряженностью эл.поля. Е можно определить как силу, действ на единичный полож неподвижн заряд. Напряж поля неподвижного точечного заряда q на расстоянии r от него представл – E=(qe)/(4πε₀r^2) где e – орт радиуса-вектора r. [E]=[В/м]. Напряженность поля точ заряда обратно пропорц квадрату расстояния. В поле, созд неподвижным точ зарядом, сила, действ на пробный заряд, не зависит от того, покоится пробный заряд или движется.

Принцип суперпозиции - Напряженность поля системы точечных зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, которые создавали бы каждый из зарядов в отдельности. Он позволяет вычислять напряженность поля любой системы зарядов, представив ее в виде совокупности точ зарядов

6. Электрический диполь. Поле диполя.

Эл диполь – система из двух одинаковых по модулю разноименных точечных зарядов +q и –q, находящихся на некотором расстоянии друг от друга. Говоря о поле диполя, его считают точечным. Поле диполя обладает осевой симметрией, поэтому картина поля в любой плоскости, проход через ось диполя, одна и та же и вектор E лежит в этой плоскости. Величина p=ql – эл момент диполя (вектор, направл по оси диполя от отриц к полож). Потенциал поля φ=(pcosα)/(4πε₀r^2). Поле диполя зависит от его эл момента. p является важной характеристикой поля. Потенц поля диполя убывает с расстоянием r быстрее, чем потенциал поля точечного заряда. E_r=-δφ/δr, E_α=-δφ/rδα, E=( E_r²+ E_α²)^(1/2)

7. Электростатическая теорема Гаусса. Густота силовых линий. (рисунки стр 16)

Теорема Гаусса – поток вектора напряженности Е через замкнутую поверхность равен отношению суммы зарядов, охватываемых этой поверхностью, к эл.стат постоянной.

Доказательство теоремы: Расмотрим поле точечного заряда q. Окружим заряд произвольной замкнутой поверхностью S (шар) и найдем поток вектора E сквозь элемент dS.

Рассмотрим систему зарядов и получим N=q_внутр/ε_0. Если заряд расположен вне замкнутой поверхности, то поток вектора Е через нее равен нулю.

Физический смысл – причиной возникновения эл.стат поля является эл.стат заряд.

Густота силовых линий определяет поток вектора Е. dN=EdS. Вектор напряженности является касательной к силовой линии в любой точке. Число линий, проходящих через единичную поверхность, перпендикулярную им, численно равно напряженности поля. Сил линии начин на полож заряде, а заканчиваются на отрицательном.

8. Применение теоремы Гаусса к расчету электрического поля возле бесконечной заряженной плоскости.

σ=dq/dS – поверхностная плотность заряда. В случае цилиндра: N=N_б+2N₀; N_б = 0; N=2N₀; N₀ = ES_осн; По Гауссу: ; ; ;