Способы описания и кинематические характеристик движения материальной точки. Кинематика твердого тела. Инерциальные системы отсчета. Законы Ньютона. Фундаментальные взаимодействия в природе. Ток смещения. Уравнения Максвелла, страница 6

23.Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектрике: поток вектора электрического смещения через замкнутую поверхность  равен алгебраической суме заключенных внутри этой поверхности сторонних зарядов: §DdS=∫ρdV    Ф_D=∑q_i

Внутри: E=1/ε₀(σ-σ')Вне:E=E₀Если однородный и изотропный диэлектрик полностью заполнят объем, ограниченный эквипотенциальными поверхностями поля сторонних зарядов, то вектор электрического смещения совпадает с вектором напряженности поля сторонних зарядов, умноженным на ε₀.

Полый шар:

1)D_IS=0    D_I=0

2)D_II4πr²=(4/3)π(r³-R³)*ρ   

     D_II=(ρ/3)(r-R³/r²)*ρ

3)D_III*4πr²=(4/3)π(R₂³-R₁³)*ρ

24.Условия на границе двух диэлектриков.

Если вектор D переходит границу между двумя диэлектриками под прямым углом, то он не меняет свое направление. Пусть у нас два диэлектрика ε₁ и ε₂. На границе диэлектриков линии смещения терпят излом (преломляются), вследствие чего угол α между нормалью к поверхности раздела и линией Dизменятся, причем tgα₁/tgα₂=ε₁/ε₂

При переходе в диэлектрик с меньшей ε угол, образуемый линиями смещения с нормалью, уменьшается, следовательно, линии располагаются реже и наоборот. По теореме Гаусса это можно решить так: §DdS=∑q_сторон =0(сторонних зарядов нет). Организуем замкнутую поверхность – цилиндр, высоту цилиндра устремим к 0, тогда величина потока определяется только основаниями: §D_ndS=D_2nS_осн –D_1nS_осн =0;=> D_2n=D_1n;ε₁ε₀E_1n=ε₂ε₀E_2n;=> E_1n/E_2n=ε₁/ε₂

25.Проводник в электрическом поле. Электрическое поле вблизи поверхности проводника.

Носители заряда в проводнике способны перемещаться под действием сколь угодно малой силы. Поэтому для равновесия зарядов на проводнике необходимо выполнение следующих условий:

1)В каждой точке проводника напряженность Е=0 (φ=const);

2)Напряженность поля на поверхности проводника должна быть в каждой точке направлена по нормали  к поверхности E=E_n. При равновесии, ни в каком месте проводника не может быть избыточных зарядов. Избыточный заряд распределяется на полом проводнике так же как и на сплошном (по наружной поверхности) Напряженность поля вблизи поверхности проводника равна E=σ/(ε₀ε) где ε – диэлектрическая проницаемость среды, в которой находится проводник; σ- поверхностная плотность заряда. Эквипотенциальные поверхности около углублений в проводнике расположены реже, поэтому там меньше плотность зарядов и напряженность поля. На острых частях – наоборот. При внесении незаряженного проводника в электрическое поле носители заряда приходят в движение: положительные в направлении вектора Е, отрицательные – в противоположную сторону. В результате у концов проводника возникают заряды противоположного знака, называемые индуцированными зарядами. Поле этих зарядов  направлено противоположно внешнему полю. Следовательно, накапливание зарядов у концов проводника приводит к ослаблению в нем поля. Перераспределение будет продолжаться, пока не будут выполнены условия 1 и 2.

Нейтральный проводник, внесенный в электрическое поле, разрывает часть линий напряженности – они заканчиваются на отрицательных индуцированных зарядах и вновь начинаются на положительных. Если внутри проводника есть полость, то при индуциировании зарядов, поле внутри нее равно нулю(проводник экранирует).