Курс лекций по концепциям современного естествознания, страница 13

+ Часть Игоря

Благодаря третьему и четвертому свойствам заряда выполняется закон его сохранения, в замкнутой системе заряд не меняется. Заряженные тела взаимодействуют.

Электрическое поле.

Пробное тело, точечный положительный заряд.

1)  Если в каждой точке пространства на пробный заряд действует сила, то в этом пространстве существует электрическое поле.

q₀ – заряд

F₁/q₁ = F₂/q₂ = … = F/q₀ = const – напряженность поля

 = /q₀

=

Если есть не один, а несколько (N) источников поля (зарядов), то в каждой точке пространства напряженность поля будет определяться векторной суммой напряженности всех полей создаваемых каждым источников в отдельности.

Консервативные силы – силы в полях, которые направлены в другую сторону движению тела.

Можно показать, что силы электростатического поля (кулоновские силы) консервативны, и, следовательно, электростатическое поле – потенциально. Это значит, что зарядом в каждой точке пространства можно сопоставить определенное значение потенциальной энергии.

2)  Для данной точки пространства

Различные по величине заряды будут обладать разной потенциальной энергией, но

W₁/q₁ = W₂/q₂ = … = W_n/q₀ = const – потенциал поля

φ = W_n/q₀

Для наглядного представления распределения поля в пространстве используют линии напряженности и экспотенциальных поверхностей.

Линии напряженности – линии в пространстве, направленные по касательной

При перемещении заряда по экспотенциальной поверхности работа силы поля не совершается

φ(x,y,z) = const

W_n = q₀φ; A₁₂ = W_n1 – W_n2  è

A₁₂  = q₀(φ₁- φ₂)

A=0, т.к. φ₁= φ₂

Линии напряженности всегда пересекают потенциальные поверхности под прямым углом.

В случае единичного заряда – концентрические сферы.

Диэлектрики и проводники.

Так как атомы электрически нейтральны, то любое вещество таже электрически нейтрально.

При объединении атомов и изолировании вещества возможна реализация 2 случаев:

·  Все атомы, которые объединяются вместе, остаются электрически нейтральными (коваленнтые связи)

·  При объединении отдельных атомов происходит их ионизация (отщепление электронов), положительные ионы образуют положительную кристаллическую решетку, а все пространство заполняется электронами

Такое строение характерно для проводников, конкретно для металлов.

И в том и в другом случае вещестов остается в целом электрически нейтральным

Диэлектрики во внешнем поле.

Если диэлектрик поместить во внешнее поле с напряженностью q₀, то на него начинают действовать кулоновские силы.

Во внешнем поле диэлектрико поляризуется на его поверхности выступает повернхостный связаный заряд.

Металлы во внешнем электрическом поле

Электроны не покидают металл так как действуют кулоновские силы