- •Взаимодействие зарядов. Закон Кулона.
- •Электрическое поле. Напряженность поля.
- •Суперпозиция полей. Поле диполя. Напряженность поля электрического диполя.
- •4. Линии напряженности. Поток вектора напряженности.
- •5.Теорема Гаусса. Независимость потока от поверхности. Доказательство теоремы.
- •6.Напряженность поля для различных конфигураций его источника.
- •2. Поле двух разноименно заряженных плоскостей.
- •7.Работа сил электростатического поля.
- •8.Потенциал
- •9.Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом.
- •10.Полярные и неполярные молекулы.
- •11.Диполь в однородном и неоднородном электрических полях.
- •12.Поляризация диэлектриков. Связь поляризации и связанных зарядов.
- •Связь поляризации и связанных зарядов.
- •13. Поляризация и плотность связанных зарядов.
- •14.Описание поля в диэлектриках. Вектор электрического смещения. Диэлектрическая проницаемость.
- •15.Поле внутри плоской пластины.
- •16.Преломление линий электрического смещения.
- •16.Взаимодействие токов.
- •Магнитное поле .Магнитный момент.
- •Поле прямого и кругового токов.
- •Циркуляция вектроа в. Поле соленоида.
- •Сила, действующая на ток в магнитном поле. Сила Ампера для дифференциации силы и элемента длины.
- •Сила Лоренца. Ее действие на движущиеся заряды.
- •Контур с током в магнитном поле. Действие момента сил на контур с током, сила, действующая на контур в неоднородном поле.
- •Работа, совершаемая при перемещении тока в магнитном поле.
- •Магнитное поле в веществе. Намагниченность.
- •Описание поля в магнетиках. Напряженность поля. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость.
- •Преломление линий магнитной индукции.
- •Классификация магнетиков.
- •Диамагнетизм. Ларморова прецессия.
- •Парамагнетизм.
- •Ферро и антиферромагнетизм. Доменная структура.
- •Явление электромагнитной индукции.
- •Электродвижущая сила индукции.
- •Токи Фуко.
- •Явление самоиндукции.
- •Энергия магнитного поля.
- •Электромагнитное поле. Вихоевое электрическое поле.
- •Ток смещения.
- •Электромагнитное поле. Уравнения Максвелла в интегральной форме.
- •Теория Дурде. Закон Ома. Закон Джоуля-Ленца.
- •Основы квантовой теории твердых тел.
- •Контактная разность потенциалов
Суперпозиция полей. Поле диполя. Напряженность поля электрического диполя.
Cила, с которой система зарядов действует на некоторый не входящий в систему заряд, равна векторной сумме сил, с которыми действует на данный заряд каждый из зарядов системы в отдельности. Отсюда следует: напряженность поля системы зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, которые создавал бы каждый из зарядов системы в отдельности:
Е = Е1 + Е2+ ... = Еi. (7)
Это утверждение называется принципом суперпозиции (наложения) электрических полей. Принцип суперпозиции позволяет вычислить напряженность поля любой системы зарядов, представимых в виде малых величин dq (точечных зарядов). Вклад каждого из таких зарядов в результирующее поле вычисляется по формуле (5).
Напряженность поля электрического диполя.
Электрический диполь – система двух одинаковых по величине разноименных точечных зарядов: +q и –q. Расстояние между ними значительно меньше, чем расстояние до тех точек, в которых определяется поле системы. Прямая, проходящая через оба заряда, называется осью диполя. Ищем напряженность поля на оси диполя, а также на прямой, проходящей через центр диполя и перпендикулярной к его оси (рис. 4).
Рис. 4. |
)
Пренебрегая в знаменателе l/2 по сравнению с r, получаем
(8)
Здесь р = ql – характеристика диполя, называемая электрическим дипольным моментом.
На прямой, перпендикулярной к оси, Е+ и Е– имеют одинаковые модули, равные
)
Из подобия равнобедренных треугольников, опирающихся на отрезок l и на вектор Е (рис. 4), следует:
)
Заменив в этом соотношении Е+ его значением (5), получим
(9)
Таким образом, Еll = 2 Е. Можно показать, что напряженность поля диполя в произвольной точке определяется формулой
Рис. 5. |
Рис. 6. |
где – угол между осью диполя и направлением на данную точку (рис. 5). Подстановка в (10) = 0 (или π) и = π/2 – приводит к формулам (8) и (9).
Характерным для напряженности поля диполя является то, что она определяется не просто величиной образующих диполь зарядов, а моментом диполя р = ql. Отметим, что помимо р для полного определения диполя необходимо задать еще и ориентацию оси диполя в пространстве. Следовательно, момент диполя следует рассматривать как вектор р. Этому вектору приписывается направление от отрицательного заряда к положительному (рис.6).
Если ввести радиус-вектор l, проведенный от –q к +q, то момент диполя можно представить в виде
р = ql. (11)