- •Электростатика.Электрическое поле в вакууме
- •Электрический заряд.Закон сохранения эл.Заряда. Взаимодействие зарядов. Закон Куллона
- •Электрическое поле. Напряженность поля. Электрический диполь.
- •Потенциал электрического поля.
- •5. Т. Остроградского-Гаусса.Поток вектора напр.Примеры вычисления полей с пом.Т.Остр.-г
- •8. Проводники в электростатическом поле
- •9. Электрическая емкость уединенного проводника.
- •Конденсаторы устройства, обладающие способностью при малых размерах и небольших относительно окружающих тел потенциалах накапливать значительные по величине заряды
- •10. Закон Ома Для неоднородного уч. Цепи
- •13. Правила Кирхгофа для развлетвленных цепей.
- •14.Электромагнетизм.
- •20. Магнитное поле в веществе.
- •22.Сверхпроводимость.
- •23. Теория Максвелла для эл.Полей
- •25.Колебания и волны
- •26.Колебательный контур
- •2. Переменный ток, текущий через катушку индуктивностью l
- •3. Переменный ток, текущий через конденсатор емкостью с
- •29.Электромагнитные волны
22.Сверхпроводимость.
Различные опыты, поставленные с целью изучения свойств сверхпроводников, приводят к выводу, что при переходе металла в сверхпроводящее состояние не изменяется структура его кристаллической решетки, не изменяются его механические и оптические (в видимой и инфракрасной областях) свойства. Однако при таком переходе наряду со скачкообразным изменением электрических свойств качественно меняются его магнитные и тепловые свойства. Так, в отсутствие магнитного поля переход в сверхпроводящее состояние сопровождается скачкообразным изменением теплоемкости, а при переходе в сверхпроводящее состояние во внешнем магнитном поле скачком изменяются и теплопроводность, и теплоемкость
Как показал немецкий физик В. Мейсснер в сверхпроводящем состоянии магнитное поле в толще сверхпроводника отсутствует. Это означает, что при охлаждении сверхпроводника ниже критической температуры .Физическая природа сверхпроводимости была понята лишь в 1957 г. на основе теории (создана Ландау в 1941 г.) сверхтекучести гелия .Теория сверхпроводимости создана американскими физиками Д. Бардином , Л. Купером и Д. Шриффером и развита Н. Н. Боголюбовым.
23. Теория Максвелла для эл.Полей
1. Электрическое поле может быть как потенциальным (ЕQ), так и вихревым (ЕB), поэтому напряженность суммарного поля Е = ЕQ + ЕB. Так как циркуляция вектора ЕQ равна нулю (см. (137.3)), а циркуляция вектора ЕB определяется выражением
), то циркуляция вектора напряженности суммарного поля
Это уравнение показывает, что источниками электрического поля могут быть не только электрические заряды, но и изменяющиеся во времени магнитные поля.
2. Обобщенная теорема о циркуляции вектора Н (см. (138.4)):
Это уравнение показывает, что магнитные поля могут возбуждаться либо движущимися зарядами (электрическими токами), либо переменными электрическими полями.
3. Теорема Гаусса для поля D (см. (89.3)):
(139.1)
Если заряд распределен внутри замкнутой поверхности непрерывно с объемной плотностью , то формула (139.1) запишется в виде
4. Теорема Гаусса для поля В (см. (120.3)):
Из уравнений Максвелла вытекает, что источниками электрического поля могут быть либо электрические заряды, либо изменяющиеся во времени магнитные поля, а магнитные поля могут возбуждаться либо движущимися электрическими зарядами (электрическими токами), либо переменными электрическими полями. Уравнения Максвелла не симметричны относительно электрического и магнитного полей. Это связано с тем, что в природе существуют электрические заряды, но нет зарядов магнитных.
Ток смещения.
Согласно Максвеллу, если всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, то должно существовать и обратное явление: всякое изменение электрического поля должно вызывать появление в окружающем пространстве вихревого магнитного поля. Для установления количественных соотношений между изменяющимся электрическим полем и вызываемым им магнитным полем Максвелл ввел в рассмотрение так называемый ток смещения
Ток проводимости вблизи обкладок конденсатора
Максвеллом плотностью
В диэлектриках ток смещения состоит из двух слагаемых. Так как, согласно D=0E+P, где Е – напряженность электростатического поля, а Р — поляризованность
плотность тока смещения
где 0 — плотность тока смещения в вакууме, — плотность тока поляризации — тока, обусловленного упорядоченным движением электрических зарядов в диэлектрике.
полная система уравнений Максвелла в интегральной форме:
Величины, входящие в уравнения Максвелла, не являются независимыми и между ними существует следующая связь (изотропные несегнетоэлектрические и неферромагнитные среды):
где 0 и 0 — соответственно электрическая и магнитная постоянные, и — соответственно диэлектрическая и магнитная проницаемости, — удельная проводимость вещества.
24. Относительность электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля. в любой области пространства, где существует переменное магнитное поле, появляется вихревое электрическое поле, линии напряженности которого связаны с линиями магнитной индукции порождающего его магнитного поля правилом левого винта. переменное электрическое поле вызывает появление переменного магнитного поля, линии индукции которого охватывают линии напряженности переменного электрического поля и связаны с ними правилом правого винта. Совокупность неразрывно связанных переменных вихревых электрического и магнитного полей называют электромагнитным полем. Отдельное рассмотрение электрического и магнитного полей имеет относительный смысл. Так, если электростатическое поле создается системой неподвижных зарядов, по эти заряды, являясь неподвижными относительно одной инерциальной системы отсчета, движутся относительно другой и, следовательно, будут порождать не только электрическое, но и магнитное поле.