- •Часть 1
- •Введение
- •Лекция 1 единицы и размерности физических величин
- •Системы единиц измерения. Элементы теории ошибок
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 2 основы механики.
- •2.1 Кинематика точки
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 3 динамика
- •3.1 Законы Ньютона
- •3.2 Физическая природа сил
- •3.3 Масса и импульс
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 4 законы сохранения. Работа и мощность.Энергия.
- •4.1 Закон сохранения импульса и центра масс
- •4.2 Работа и мощность
- •4.3 Виды энергии
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция № 5 твердое тело в механике.Вращательное движение.
- •5.1 Вращательное движение
- •5.2 Момент инерции. Момент импульса
- •5.3 Уравнение динамики вращательного движения
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 6. Колебания
- •Кинематика гармонических колебаний. Механические волны.
- •(Уравнения гармонического колебания)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция № 7 Гидростатика и гидродинамика
- •7.1.Давление в жидкости. Законы Паскаля и Архимеда
- •Уравнения течения жидкости
- •Формулировка уравнения Бернулли:
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция № 8 Молекулярно-кинетическая теория строения вещества.
- •8.1 Основные положения мкт
- •8.2 Внутренняя энергия молекул.
- •Вопросы для самоконтроля.
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 9
- •9.1 Плавление, кристаллизация, парообразование, конденсация.
- •9.2 Свойства жидкости
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 10 идеальные и реальные газы.
- •1 Уравнение идеального газа. Экспериментальные газовые законы
- •10.2 Уравнение Ван-дер-Ваальса
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция №11 явления переноса
- •Теплопроводность.
- •Диффузия
- •Внутреннее трение (вязкость)
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 12 основы термодинамики.
- •12.1 Общие понятия. Первое начало термодинамики
- •12.2 Работа, совершаемая при изменении объема
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 13 обратимые и необратимые тепловые процессы.
- •13.1 Второе начало термодинамики
- •13.2 Цикл Карно
- •13.3 Энтропия
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 14 электростатика.
- •14.1 Взаимодействие электрических зарядов. Закон кулона
- •14.2 Напряженность поля
- •14.3 Теорема Остроградского-Гаусса
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 15 потенциал электрического поля. Электроемкость.
- •15.1 Потенциал и работа электрического поля.
- •15.2 Проводники и диэлектрики в электрическом поле
- •15.3 Вектор электрической индукции
- •15.4 Электрическая емкость. Энергия электрического поля
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 16 постоянный электрический ток
- •16.1.Электрический ток. Сила тока, э.Д.С., напряжение
- •16.2 Сопротивление проводников
- •16.3 Законы Ома и Джоуля-Ленца
- •16.4 Правила Кирхгофа
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 17 ток в жидкостях и газах
- •17.1Электролиз.
- •17.2 Самостоятельный и несамостоятельный газовые разряды
- •Вопросы для самоконтроля.
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Лекция 18 термоэлектрические явления.
- •18.1 Электронная лампа диод и ее применение
- •18.2 Электронная лампа триод
- •18.3 Контактная разность потенциалов. Термоэлектричество
- •Контактная разность потенциалов двух металлов зависит только от их химического состава и температуры.
- •Вопросы для самоконтроля
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •Библиографический список
- •Содержание
15.2 Проводники и диэлектрики в электрическом поле
Распределение электрического поля в проводниках и диэлектриках различны. Это обусловлено их строением – металлы имеют решетку, в узлах которой находятся атомы, а между ними свободные электроны. Распределение электрического поля в проводниках и диэлектриках различны. Это обусловлено их строением – металлы имеют решетку, в у злах которой находятся атомы, а между ними свободные электроны. Под действием внешнего электрического поля
Рисунок 52 электроны будут перемещаться против силовых
линий до тех пор, пока напряженность внутреннего поля не будет равна напряженности внешнего (рис.52).
Напряженность поля внутри проводника равна нулю, а потенциал постоянен! То есть, поверхность проводника эквипотенциальна, а электрические заряды расположены на внешней поверхности.
Диэлектрики в электрическом поле поляризуются, то есть в них тоже возникает внутреннее электрическое поле, но, в отличие от проводников, оно никогда не компенсирует внешнее и, поэтому напряженность не равна нулю. Диэлектрики могут быть полярными и неполярными.
В полярных диэлектриках атомы представляются в виде диполей хаотически ориентированных в пространстве. Под действием внешнего электрического поля они ориентируются и создают внутреннее поле, которое уменьшает внешнее (рис.53).
В неполярных диэлектриках атомы электрически нейтральны. Под действием внешнего электрического поля траектория электронов «вытягивается» и возникают ориентированные против внешнего поля диполи. Создаваемое ими внутренне поле также уменьшает внешнее.
Е сли напряженность однородного поля в вакууме Е0, то в диэлектрике она будет меньше Е. Отношение напряженности поля в вакууме к напряженности в однородной изотропной диэлектрической среде при неизменных зарядах создающих поле называется относительной диэлектрической проницаемостью (или диэлектрической проницаемостью)
Рисунок 53 (13)
Ослабление электрического поля в диэлектрике определяется относительной диэлектрической проницаемостью ε.
Действительно, пусть два заряда взаимодействуют в вакууме с силой
. (14)
Эти же заряды в произвольной среде взаимодействуют с силой
. (15)
Отношение или . (16)
Произведение ε0ε = εа называется абсолютной диэлектрической проницаемостью данной среды.
Таким образом, основные формулы электростатики для произвольной однородной изотропной среды имеют вид
; ;
(17)
.
15.3 Вектор электрической индукции
Напряженность электрического поля зависит от диэлектрических свойств среды. Это затрудняет расчет, и анализ электрических полей. Для исключения этого неудобства введен вектор электрической индукции, выражаемый через напряженность поля
. (18)
Электрическая индукция постоянна во всех диэлектриках.