Целта на урока:дайте концепцията за напрегнатост на електрическото поле и нейното определение във всяка точка на полето.
Цели на урока:
- формиране на понятието напрегнатост на електрическото поле; даде концепцията за линии на напрежение и графично представяне на електрическото поле;
- научете учениците да прилагат формулата E \u003d kq / r 2 при решаване на прости проблеми за изчисляване на напрежението.
Електрическото поле е специална формаматерия, за съществуването на която може да се съди само по нейното действие. Експериментално е доказано, че има два вида заряди, около които има електрически полета, характеризиращи се със силови линии.
Графично изобразявайки полето, трябва да се помни, че линиите на силата на електрическото поле:
- не се пресичат никъде помежду си;
- имат начало на положителен заряд (или в безкрайност) и край на отрицателен заряд (или в безкрайност), т.е. те са отворени линии;
- между зарежданията не се прекъсват никъде.
Фиг. 1
Силови линии на положителен заряд:
Фиг.2
Силови линии с отрицателен заряд:
Фиг.3
Силови линии на подобни взаимодействащи заряди:
Фиг.4
Силови линии на противоположни взаимодействащи заряди:
Фиг.5
Силовата характеристика на електрическото поле е интензитетът, който се обозначава с буквата Е и има мерни единици или. Напрежението е векторна величина, тъй като се определя от отношението на силата на Кулон към стойността на единица положителен заряд
В резултат на преобразуването на формулата на закона на Кулон и формулата за якост имаме зависимостта на напрегнатостта на полето от разстоянието, на което се определя спрямо даден заряд
където: к- коефициент на пропорционалност, чиято стойност зависи от избора на единици електрически заряд.
В системата SI 
N m 2 / Cl 2,
където ε 0 е електрическа константа, равна на 8,85 10 -12 C 2 /N m 2;
q е електрическият заряд (C);
r е разстоянието от заряда до точката, където се определя интензитетът.
Посоката на вектора на опън съвпада с посоката на силата на Кулон.
Електрическо поле, чиято сила е еднаква във всички точки на пространството, се нарича хомогенно. В ограничена област от пространството електрическото поле може да се счита за приблизително равномерно, ако силата на полето в тази област се променя незначително.
Общата сила на полето на няколко взаимодействащи заряда ще бъде равна на геометричната сума на векторите на силата, което е принципът на суперпозицията на полетата:
Обмислете няколко случая на определяне на напрежението.
1. Нека си взаимодействат два противоположни заряда. Поставяме точков положителен заряд между тях, тогава в тази точка ще действат два вектора на интензитет, насочени в една и съща посока:
Съгласно принципа на суперпозиция на полета, общата напрегнатост на полето в дадена точка е равна на геометричната сума на векторите на напрегнатост E 31 и E 32 .
Напрежението в дадена точка се определя по формулата:
E \u003d kq 1 / x 2 + kq 2 / (r - x) 2
където: r е разстоянието между първия и втория заряд;
x е разстоянието между първия и точковия заряд.
Фиг.6
2. Разгледайте случая, когато е необходимо да се намери интензитетът в точка, отдалечена на разстояние a от втория заряд. Ако вземем предвид, че полето на първия заряд е по-голямо от полето на втория заряд, тогава интензитетът в дадена точка на полето е равен на геометричната разлика между интензитетите E 31 и E 32 .
Формулата за напрежение в дадена точка е:
E \u003d kq1 / (r + a) 2 - kq 2 / a 2
Където: r е разстоянието между взаимодействащите заряди;
a е разстоянието между втория и точковия заряд.
Фиг.7
3. Разгледайте пример, когато е необходимо да се определи силата на полето на известно разстояние от първия и втория заряд, в този случай на разстояние r от първия и на разстояние b от втория заряд. Тъй като зарядите със същото име се отблъскват и за разлика от зарядите се привличат, имаме два вектора на напрежение, произтичащи от една точка, тогава за тяхното добавяне можете да приложите метода към противоположния ъгъл на успоредника ще бъде векторът на общото напрежение. Намираме алгебричната сума на векторите от Питагоровата теорема:
E \u003d (E 31 2 + E 32 2) 1/2
Следователно:
E \u003d ((kq 1 / r 2) 2 + (kq 2 / b 2) 2) 1/2
Фиг.8
Въз основа на тази работа следва, че интензитетът във всяка точка на полето може да се определи чрез познаване на големината на взаимодействащите заряди, разстоянието от всеки заряд до дадена точка и електрическата константа.
4. Оправяне на темата.
Работа по проверката.
Вариант номер 1.
1. Продължете фразата: „електростатиката е ...
2. Продължете фразата: електричното поле е ....
3. Как са насочени силовите линии на този заряд?
4. Определете знаците на таксите:
Домашни задачи:
1. Два заряда q 1 = +3 10 -7 C и q 2 = −2 10 -7 C са във вакуум на разстояние 0,2 m един от друг. Определете силата на полето в точка C, разположена на линията, свързваща зарядите, на разстояние 0,05 m вдясно от заряда q 2 .
2. В някаква точка на полето сила от 3·10 -4 N действа върху заряд от 5·10 -9 C. Намерете силата на полето в тази точка и определете големината на заряда, който създава полето, ако точката е На 0,1 м от него.
електрическо поле
Електрическо поле (статичен) - поленеподвижен , електрически заредени тел,чиито такси не се променят на време.
Открива се електрическо поле как силово взаимодействие на заредени тела.
В същото време те разграничават положителни и отрицателни заряди. (видове такси )
Зарядите с еднакъв знак се отблъскват взаимно, зарядите с противоположен знак се привличат. (взаимодействие на заряда)
Описанието на свойствата на електрическото поле се основава на закона на Кулон, установен емпирично.
Закон на Кулон . Между точковите заряди в покой съществува сила, пропорционална на произведението на зарядите, обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях и насочена по права линия от един заряд към друг(фиг. 1.1):
(1.1)
където Е, е силата, действаща върху заряда р
r 2 - квадрат на разстоянието между зарядите р 1 и р 2
Е 2 е силата, действаща върху заряда р 2
r 0 21 - единичен вектор, насочен от втория заряд към първия;
e 0 \u003d 8,854 10-12 F / m - електрическа константа.
точкови такси можем да разглеждаме заредени тела, чиито размери са малки в сравнение с разстоянието между тях.
Основен единици :
сила в междунар система от единици (SI) - нютон(H);
зареждане - висулка(C): 1 C = 1 A s;
дължина - метър(м).
Основните величини, характеризиращи електричното поле , са
напрежение,
електрически потенциали
потенциална разлика или напрежение
напрежение електрическо поле наречена мярка за интензитета на неговите сили, равна на отношението на силатаЕ , валиден за пробатвърд точков зарядр, въведен в разглежданата точка на полето, до стойността на заряда
(1.2)
Както и силата F, силата на електрическото поле ε - векторно количество, т.е. характеризиращ се със смисъл и посока на действие.
Основен SI единица за напрегнатост на електрическото поле - волт на метър(W / m).
От формула (1.1) следва, че напрегнатост на електрическото поле на точков заряд р на разстояние r от него е равно на
(1-3)
и е насочен от точката, където се намира зарядът, до точката, където се определя напрежението, ако зарядът е положителен (фиг. 1.2, а),
Ориз. 1.2, а
и в обратна посока, ако зарядът е отрицателен (фиг. 1.2, б).
1.2 б
Ако има няколко заряда, които създават електрическо поле, тогава интензитетът във всяка точка на полето е равен на геометричната сума на интензитетите на всеки от тях поотделно. ( напрежение електростатично полемножество такси )
Пример 1.1. Определете стойността и посоката на напрегнатостта на електрическото поле в точка НО,разположени на разстояние r 1 = 1m и r 2 = 2 m от точкови такси
р 1 = 1,11 10 -10 Cl и р 2 = -4,44- 10 -10 Cl (фиг. 1.3).
Решение.Съгласно формула (1.3) определяме напрегнатостта на електрическото поле в точката НО от действието на „точковите заряди р 1 = и р 2
Посоки на вектора на опън 
съвпадат с посоките на действие на силите върху пробен положителен точков заряд, ако той е поставен в точка НО
.
Силата на полученото електрическо поле в точка НОе насочена по протежение на хипотенузата на правоъгълен триъгълник, чиито крака са векторите на напрежението 
и има значение
Можете да говорите за векторно поле и покажете това поле векторни линии -силови линии .
Ако напрегнатостта на електрическото поле е еднаква във всички точки, тогава поле хомогенен , например полето на равномерно заредена плоска плоча с безкрайни размери (фиг. 1.4),
и ако са различни, тогава полето не е еднородно , например, полето от два точкови заряда (фиг. 1.5).
При движение по произволен участък с дължина на заряда р в електрическо поле под въздействието на полеви сили Е работата е свършена
При което работа при пренасяне на заряд по произволен затворен контур нула .
Всъщност, тъй като всички свойства на полето се определят от относителното разположение на зарядите, прехвърлянето на заряда по затворена верига и връщането към началната точка означава първоначалното разпределение на заряда и резерва на енергия. Това също означава, че като се вземе предвид (1.4), циркулацията на вектора на интензитета е равна на нула
Условието (1.5) ни позволява да характеризираме електрическото поле във всяка точка чрез функцията на нейните координати - електрически потенциал .
Електрически потенциал в това точка на електрическо поле като се вземе предвид (1.4) е числено равна на работата, която силите на електрическото поле могат да извършат, когато прехвърлят единичен положителен заряд от дадена точка към точка, чийто потенциал се приема за нула.
Потенциална разликадве точки 1 и 2, или волтаж между точки 1 и 2, електрическо поле
(1.7)
е числено равна на работата, която силите на електрическото поле могат да извършат при прехвърляне на единица положителен заряд от точка1 точно2 .
SI единица за електрически потенциал - волт(AT).
Закон на Кулон
точков заряд
0 тези.
Начертайте радиус вектор r r от такса рда се р r r. Той е равен r r /r.
Силово съотношение Е р напрежение и се обозначава с д r. Тогава:
1 N/C = 1/1 C,тези. 1 N/Cl-
Силата на полето на точков заряд.
Да открием напрежението делектростатично поле, генерирано от точков заряд р, разположен в хомогенен изотропен диелектрик, в точка, отделена от него, на разстояние r. Нека мислено поставим тестов заряд в този момент р 0 . Тогава 
.
Следователно получаваме това
радиус вектор, извлечен от заряда рдо точката, в която се определя силата на полето. От последната формула следва, че модулът на силата на полето:
По този начин модулът на напрежение във всяка точка на електростатичното поле, създадено от точков заряд във вакуум, е пропорционален на големината на заряда и обратно пропорционален на квадрата на разстоянието от заряда до точката, в която се определя напрежението.
Суперпозиция на полета
Ако електрическото поле е създадено от система от точкови заряди, тогава неговата сила е равна на векторната сума на напрегнатостта на полето, създадено от всеки заряд поотделно, т.е. . Това съотношение се нарича принципът на суперпозиция (наслагване) на полета. От принципа на суперпозицията на полетата също следва, че потенциалът ϕ, създаден от система от точкови заряди в определена точка, е равен на алгебричната сума на потенциалите, създадени в същата точка от всеки заряд поотделно, т.е. Знакът на потенциала е същият като знака на заряда цииндивидуални такси на системата.
Напрегнати линии
За визуално представяне на електрическото поле използвайте линии на напрежение или силови линии , т.е. линии, във всяка точка на които векторът на напрегнатостта на електричното поле е насочен тангенциално към тях. Най-лесният начин да разберете това е с пример равномерно електростатично поле, тези. поле, във всяка точка от което интензитетът е еднакъв по големина и посока. В този случай линиите на напрежение се изчертават така, че броят на линиите Е E, преминаващ през единица площ от плоска площ Сразположени перпендикулярно на тях
линии, ще бъде равно на модула дсилата на това поле, т.е.
Ако полето е нехомогенно, тогава е необходимо да се избере елементарна област dS, перпендикулярно на линиите на напрежение, в рамките на които напрегнатостта на полето може да се счита за постоянна.
където dФ E е броят на линиите на напрежение, проникващи в тази област, т.е. модулът на напрегнатост на електрическото поле е равен на броя на линиите на напрежение на единица площ от площта, перпендикулярна на него.
Теорема на Гаус
Теорема: потокът на напрегнатостта на електростатичното поле през всяка затворена повърхност е равен на алгебричната сума на зарядите, затворени вътре в нея, разделена на електрическата константа и диелектричната проницаемост на средата.
Ако интегрирането се извършва върху целия обем V, по който се разпределя заряда. След това, с непрекъснато разпределение на заряда върху някаква повърхност С 0 теоремата на Гаус се записва като:
В случай на обемно разпределение:
Теоремата на Гаус свързва големината на заряда и силата на полето, което създава. Това определя значението на тази теорема в електростатиката, тъй като ви позволява да изчислите интензитета, като знаете местоположението на зарядите в пространството.
Циркулация на електрическо поле.
От изразяване
от това също следва, че когато зарядът се прехвърля по затворен път, т.е. когато зарядът се върне в първоначалното си положение, r 1 = r 2 и А 12 =
0. След това пишем
Сила, действаща върху заряд р 0 е равно на. Затова пренаписваме последната формула във формуляра
Новини електростатично поле за посока Разделяйки двете страни на това равенство на р 0 намираме:
Първото равенство е циркулация на силата на електрическото поле .
Кондензатори
Кондензаторите са два проводника, разположени много близо един до друг и разделени от диелектричен слой. Капацитет на кондензатора - способността на кондензатора да натрупва заряди върху себе си. тези. капацитетът на кондензатора е физическа величина, равно на съотношението на заряда на кондензатора към потенциалната разлика между неговите пластини.Капацитетът на кондензатор, подобно на капацитета на проводник, се измерва във фаради (F): 1 F е капацитетът на такъв кондензатор, когато му се придаде заряд от 1 C, потенциалната разлика между неговите плочи се променя с 1 V.
Електрическа енергия полета
Енергията на заредените проводници се съхранява под формата на електрическо поле. Затова е препоръчително да го изразите чрез напрежението, което характеризира това поле. Това е най-лесно да се направи за плосък кондензатор. В този случай къде д- разстоянието между плочите и
. Тук ε0 е електрическата константа, ε е диелектричната проницаемост на диелектрика, запълващ кондензатора, С- площта на всяка облицовка. Заменяйки тези изрази, получаваме 
Тук V=Sd- обем, зает от полето, равен на обемакондензатор.
Работа и мощност на тока.
Работата на електрическия токРаботата, извършена от силите на електрическо поле, създадено в електрическа верига, се нарича, когато заряд се движи по тази верига.
Нека към краищата на проводника се приложи постоянна потенциална разлика (напрежение). U=ϕ1 − ϕ2.
A=q(ϕ1−ϕ2) = qU.
Като вземем това предвид, получаваме
Прилагане на закона на Ом за хомогенен участък от веригата
U=IR, където Р- съпротивлението на проводника, пишем:
А=Аз 2 Rt.
работа Азавършен в срок T, ще бъде равна на сбора от елементарни работи, т.е.
По дефиниция мощността на електрическия ток е равна на P = A/t. Тогава:
В системата от единици SI работата и мощността на електрически ток се измерват съответно в джаули и ватове.
Закон на Джаул-Ленц.
Електроните, движещи се в метал под действието на електрическо поле, както вече беше отбелязано, непрекъснато се сблъскват с йони кристална решетка, предавайки им своята кинетична енергия на подредено движение. Това води до увеличаване на вътрешната енергия на метала, т.е. за да го загрея. Според закона за запазване на енергията цялата работа на тока Аотива за отделяне на топлина Q, т.е. Q=A. Намираме Това съотношение се нарича Закон на Джаул − Ленц .
Пълен актуален закон.
Индукционна циркулация магнитно полепо произволна затворена верига е равна на произведението от магнитната константа, магнитната проницаемост и алгебричната сума на силите на токовете, обхванати от тази верига.
Силата на тока може да се намери с помощта на плътността на тока j:
където С- площ на напречното сечение на проводника. Тогава общият текущ закон е написан като: 
магнитен поток.
Магнитен поток през някаква повърхностнаричаме броя на линиите на магнитна индукция, проникващи в него.
Нека има повърхност с площ С. За да намерим магнитния поток през него, мислено разделяме повърхността на елементарни участъци с площ dS, които могат да се считат за плоски, а полето в тях е хомогенно. След това елементарният магнитен поток dФ B през тази повърхност е равно на:
Магнитен поток по цялата повърхност е равно на сумататези потоци: , т.е.:
. В единици SI магнитният поток се измерва във вебери (Wb).
Индуктивност.
Нека постоянен ток тече през затворена верига със сила аз. Този ток създава около себе си магнитно поле, което прониква в зоната, покрита от проводника, създавайки магнитен поток. Известно е, че магнитният поток Е B е пропорционална на модула на магнитното поле б, а модулът на индукция на магнитното поле, възникващо около проводника с ток, е пропорционален на силата на тока азСледователно Еб ~B~I, т.е. Еб = LI.
Коефициентът на пропорционалност L между силата на тока и магнитния поток, създаден от този ток през областта, ограничена от проводника, Наречен индуктивност на проводника .
В системата SI индуктивността се измерва в хенри (H).
индуктивност на соленоида.
Помислете за индуктивността на соленоид с дължина л, с напречно сечение Си със общ бройзавои н, изпълнен с вещество с магнитна проницаемост μ. В този случай вземаме соленоид с такава дължина, че може да се счита за безкрайно дълъг. Когато през него протича ток със сила азвътре в него се създава равномерно магнитно поле, насочено перпендикулярно на равнините на намотките. Модулът на магнитната индукция на това поле се намира по формулата
B=μ0μ ни,
магнитен поток Е B през всяко завъртане на соленоида е Е B= BS(виж (29.2)), а общият Ψ поток през всички навивки на соленоида ще бъде равен на сумата от магнитните потоци през всяка навивка, т.е. Ψ = NF B= NBS.
N = nl, получаваме: Ψ = μ0μ = н 2 lSI =μ0μ н 2 VI
Заключаваме, че индуктивността на соленоида е равна на:
L = μμ0 н 2 V
Енергията на магнитното поле.
Нека в електрическа верига протича постоянен ток със сила аз. Ако изключите източника на ток и затворите веригата (превключете Ппреместете в позиция 2
), тогава в него за известно време ще тече намаляващ ток поради ЕДС. самоиндукция 
.
Елементарната работа, извършена от е.д.с. самоиндукция чрез прехвърляне по веригата елементарен заряд dq = I dt, равно на Силата на тока варира от аздо 0. Следователно, интегрирайки този израз в посочените граници, получаваме работата, извършена от е.д.с. самоиндукция за времето, през което настъпва изчезването на магнитното поле: 
. Тази работа се изразходва за увеличаване на вътрешната енергия на проводниците, т.е. за да ги загреете. Изпълнението на тази работа е придружено и от изчезването на магнитното поле, което първоначално е съществувало около проводника.
Енергията на магнитното поле, което съществува около проводници с ток, е
Уб = LI 2 / 2.
разбираме това
Магнитното поле вътре в соленоида е равномерно. Следователно, обемната енергийна плътност w B магнитно поле, т.е. енергията на единица обем на полето вътре в соленоида е равна на .
Вихров електрич. поле.
От закона на Фарадей за електромагнитната индукция следва, че при всяка промяна в магнитния поток, проникващ в зоната, покрита от проводника, в него възниква емф. индукция, под действието на който се появява индукционен ток в проводника, ако проводникът е затворен.
За да обясня емф. Индукция, Максуел предположи това променливото магнитно поле създава електрическо поле в околното пространство. Това поле действа върху свободните заряди на проводника, като ги привежда в подредено движение, т.е. създаване на индуктивен ток. По този начин затворената проводяща верига е един вид индикатор, с помощта на който се открива това електрическо поле. Нека обозначим силата на това поле чрез д r. Тогава емф индукция 
известно е, че циркулацията на напрегнатостта на електростатичното поле е нула, т.е.
От това следва, че т.е. електрическо поле, възбудено от променящо се във времето магнитно поле, е вихър(не потенциал).
Трябва да се отбележи, че линиите на напрегнатостта на електростатичното поле започват и завършват на зарядите, които създават полето, а линиите на напрегнатостта на вихровото електрическо поле винаги са затворени.
Ток на отклонение
Максуел предположи, че променливото магнитно поле създава вихрово електрическо поле. Той също направи обратното предположение: променливо електрическо поле трябва да индуцира магнитно поле. Впоследствие и двете хипотези получиха експериментално потвърждение в експериментите на Херц. Появата на магнитно поле с промяна в електрическото поле може да се тълкува така, сякаш в пространството възниква електрически ток. Този ток е кръстен от Максуел ток на отклонение .
Токът на изместване може да възникне не само във вакуум или диелектрик, но и в проводници, през които протича променлив ток. В този случай обаче той е незначителен в сравнение с тока на проводимост.
Максуел въвежда понятието общ ток. Сила азобщият ток е равен на сумата от силите азпри азвиж токове на проводимост и изместване, т.е. аз= аз pr + азвижте Получаваме:
Уравнение на Максуел.
Първо уравнение.
От това уравнение следва, че източникът на електрическото поле е магнитно поле, което се променя с времето.
Второто уравнение на Максуел.
Второ уравнение.Пълен актуален закон 
Това уравнение показва, че магнитно поле може да бъде генерирано от двата движещи се заряда ( токов удар) и променливо електрическо поле.
Флуктуации.
флуктуацииНаречен процеси, характеризиращи се с известна повторяемост във времето. Процесът на разпространение на трептенията в пространствотоНаречен вълна . Всяка система, способна да трепти или в която могат да възникнат трептения, се нарича вибрационен . Колебанията, които се случват в осцилаторна система, изведена от равновесие и представена на себе си, се нарича свободни вибрации .
Хармонични вибрации.
Хармонични трептения се наричат трептения, при които осцилиращата физическа величина се променя според закона Sin или Cos. Амплитуда - това е най-голямата стойност, която може да приеме една променлива стойност. Уравнения на хармоничните трептения: и
същото нещо със синуса. Период на незатихващи трептения се нарича време на едно пълно трептене. Броят на трептенията за единица време се нарича честота на трептене . Честотата на трептенията се измерва в херци (Hz).
Осцилаторна верига.
Нарича се електрическа верига, състояща се от индуктивност и капацитет колебателна верига
обща енергия електромагнитни трептениявъв веригата има постоянна стойност, точно като общата енергия на механичните вибрации.
Когато се колебае, винаги хвърля. енергията се преобразува в потенциална и обратно.
Енергия Уосцилаторната верига се състои от енергия У E кондензатор на електрическо поле и енергия У B индуктивност на магнитното поле
гасени вибрации.
Процеси, описани с уравнението 
може да се счита за осцилаторно. Те се наричат затихващи трептения
. Най-малката празнинавреме T, през който се повтарят максимумите (или минимумите) се нарича период на затихнали трептения.
Изразът се разглежда като амплитуда на затихнали трептения. Стойност А 0 е амплитудата на трептенето в даден момент t = 0, т.е. това е началната амплитуда на затихналите трептения. Стойността на β, от която зависи намаляването на амплитудата, се нарича фактор на затихване
.
Тези. коефициентът на затихване е обратно пропорционален на времето, през което амплитудата на затихващите трептения намалява с e пъти.
Вълни.
Вълна- това е процесът на разпространение на трептения (смущения) в пространството.
Площ на пространството, в който се извършват вибрации., е наречен вълново поле .
Повърхност, разделяне на вълновото поле от региона, където няма колебание, Наречен фронт на вълната .
линии, по който се разпространява вълната, са наречени лъчи .
Звукови вълни.
Звукът е вибрации на въздух или друга еластична среда, възприемани от нашите слухови органи. Звуковите вибрации, възприемани от човешкото ухо, са с честоти от 20 до 20 000 Hz. Наричат се трептения с честоти под 20 Hz инфразвуков и повече от 20 kHz - ултразвукова .
Звукови характеристики.Обикновено свързваме звука със слуховото му възприятие, с усещанията, които възникват в човешкото съзнание. В тази връзка можем да различим три от основните му характеристики: височина, качество и сила на звука.
Физическо количествохарактеризиращ височината на звука е честота на звуковата вълна.
За характеризиране на качеството на звука в музиката се използват термините тембър или тонално оцветяване на звука. Качеството на звука може да се свърже с физически измерими величини. Определя се от наличието на обертонове, техния брой и амплитуди.
Силата на звука е свързана с физически измерима величина - интензитета на вълната. Измерено в бели.
Законите на топлинното излъчване
Закон на Стефан-Болцман- законът за излъчване на напълно черно тяло. Определя зависимостта на мощността на излъчване на абсолютно черно тяло от неговата температура. Текстът на закона: 
Радиационният закон на Кирхоф
Съотношението на излъчвателната способност на всяко тяло към неговата абсорбционна способност е еднакво за всички тела при дадена температура за дадена честота и не зависи от тяхната форма и химическа природа.
Дължината на вълната, при която енергията на излъчване на черно тяло е максимална, се определя от Законът за изместване на Виен: 
където Tе температурата в келвини, а λ max е дължината на вълната с максимален интензитет в метри.
Структурата на атома.
Експериментите на Ръдърфорд и неговите сътрудници доведоха до заключението, че в центъра на атома има плътно положително заредено ядро, чийто диаметър не надвишава 10–14–10–15 m.
Изучавайки разсейването на алфа частиците при преминаване през златно фолио, Ръдърфорд стига до извода, че целият положителен заряд на атомите е концентриран в центъра им в много масивно и компактно ядро. И отрицателно заредените частици (електрони) се въртят около това ядро. Този модел беше фундаментално различен от широко разпространения по това време модел на атома на Томсън, при който положителният заряд равномерно изпълваше целия обем на атома и електроните бяха вградени в него. Малко по-късно моделът на Ръдърфорд беше наречен планетарен модел на атома (наистина изглежда слънчева система: тежкото ядро е Слънцето, а въртящите се около него електрони са планетите).
атом- най-малката химически неделима част от химичния елемент, която е носител на свойствата му. Атомът се състои от атомно ядрои електрони. Ядрото на атома се състои от положително заредени протони и незаредени неутрони. Ако броят на протоните в ядрото съвпада с броя на електроните, тогава атомът като цяло е електрически неутрален. В противен случай той има някакъв положителен или отрицателен заряд и се нарича йон. Атомите се класифицират според броя на протоните и неутроните в ядрото: броят на протоните определя дали даден атом принадлежи към някои химичен елемент, а броят на неутроните е изотопът на този елемент.
Атоми от различни видове в различни количества, свързани с междуатомни връзки, образуват молекули.
Въпроси:
1. електростатика
2. закон за запазване на електрическия заряд
3. Закон на Кулон
4. електрическо поле.напрегнатост на електрическото поле
6. суперпозиция на полета
7. напрегнати линии
8. поток-вектор на напрегнатостта на електрическото поле
9. Теорема на Гаус за електростатично поле
10. Теорема на Гаус
11. циркулация на електрическо поле
12. потенциал. Потенциална разлика електростатично поле
13. връзка между напрежението на полето и потенциала
14.кондензатори
15. енергийно зареден кондензатор
16. енергия на електрическото поле
17. съпротивление на проводника. Законът на Ом за част от веригата
18. Закон на Ом за сечението на проводника
19. източници на електрически ток. Електродвижеща сила
20. работа и токова мощност
21. закон на джаул ленц
22. магнитно поле индукция на магнитно поле
23. пълен действащ закон
24. магнитен поток
25. Теорема на Гаус за магнитно поле
26. работа по преместване на проводник с ток в магнитно поле
27. феномен на електромагнитна индукция
28. индуктивност
29. индуктивност на соленоида
30. явление и закон на самоиндукцията
31. енергия на магнитното поле
32. вихрово електрическо поле
33. ток на отклонение
34. уравнение на Максуел
35. Второто уравнение на Максуел
36. трето и четвърто уравнение на Максуел
37. колебания
40. гасени вибрации
41. принудителни вибрации. Резонансно явление
43. плоско монохроматично вълново уравнение
44. звукови вълни
45. вълнови и корпускулярни свойства на светлината
46. Топлинно излъчване и неговите характеристики.
47. Закони на топлинното излъчване
48. Строежът на атома.
Закон на Кулон
Силата на взаимодействие се намира за така наречените точкови заряди.
точков зарядсе нарича заредено тяло, чиито размери са пренебрежимо малки спрямо разстоянието до други заредени тела, с които то взаимодейства.
Законът за взаимодействие на точковите заряди е открит от Кулон и е формулиран, както следва: модул F на силата на взаимодействие между два неподвижни заряда q и q 0 пропорционална на произведението на тези заряди, обратно пропорционална на квадрата на разстоянието r между тях, тези.
където ε0 е електрическата константа, ε е диелектричната проницаемост, характеризираща средата. Тази сила е насочена по права линия, свързваща зарядите. Електрическата константа е ε0 = 8,85⋅10–12 C2/(N⋅m2) или ε0 = 8,85⋅10–12 F/m, където фарад (F) е единицата за електрически капацитет. Законът на Кулон във векторна форма ще бъде написан:
Начертайте радиус вектор r r от такса рда се р 0. Нека въведем единичен вектор, насочен в същата посока като вектора r r. Той е равен r r /r.
Електрическо поле. напрегнатост на електрическото поле
Силово съотношение Е r действа върху заряда към стойността р 0 на този заряд е постоянен за всички въведени заряди, независимо от тяхната големина. Следователно това отношение се приема като характеристика на електрическото поле в дадена точка. Викат я напрежение и се обозначава с д r. Тогава:
1 N/C = 1/1 C,тези. 1 N/Cl- интензитетът в точка от полето, в която сила от 1 N действа върху заряд от 1 C.
Определение
Вектор на напрежениетое мощностната характеристика на електрическото поле. В дадена точка от полето интензитетът е равен на силата, с която полето действа върху единичен положителен заряд, поставен в определената точка, докато посоката на силата и интензитетът са еднакви. Математическата дефиниция на напрежението е написана, както следва:
където е силата, с която електрическото поле действа върху фиксиран, „пробен“ точков заряд q, който е поставен в разглежданата точка на полето. В същото време се счита, че „пробната” такса е достатъчно малка, за да не изкривява изследваната област.
Ако полето е електростатично, тогава неговият интензитет не зависи от времето.
Ако електричното поле е еднородно, тогава силата му е еднаква във всички точки на полето.
Графично електрическите полета могат да бъдат представени с помощта на силови линии. Силовите линии (линии на напрежение) са линии, чиито допирателни във всяка точка съвпадат с посоката на вектора на интензитета в тази точка на полето.
Принципът на суперпозиция на напрегнатостта на електрическото поле
Ако полето е създадено от няколко електрически полета, тогава силата на полученото поле е равна на векторната сума на силите на отделните полета:
Да приемем, че полето е създадено от система от точкови заряди и тяхното разпределение е непрекъснато, тогава резултантният интензитет се намира като:
интегрирането в израз (3) се извършва върху цялата област на разпределение на заряда.
Напрегнатост на полето в диелектрик
Напрегнатостта на полето в диелектрика е равна на векторната сума на напреженията на полето, създадени от свободни заряди и свързани (поляризационни заряди):
В случай, че веществото, което заобикаля свободните заряди, е хомогенен и изотропен диелектрик, тогава интензитетът е равен на:
където е относителната диелектрична проницаемост на веществото в изследваната точка на полето. Израз (5) означава, че за дадено разпределение на заряда силата на електростатичното поле в хомогенен изотропен диелектрик е по-малка, отколкото във вакуум с фактор.
Напрегнатост на полето на точков заряд
Силата на полето на точков заряд q е:
където F / m (система SI) - електрическа константа.
Връзка между напрежение и потенциал
В общия случай напрегнатостта на електрическото поле е свързана с потенциала като:
където е скаларният потенциал и е векторният потенциал.
За стационарни полета изразът (7) се трансформира във формулата:
Единици за напрегнатост на електрическо поле
Основната единица за измерване на напрегнатостта на електрическото поле в системата SI е: [E]=V/m(N/C)
Примери за решаване на проблеми
Пример
Упражнение.Какъв е модулът на вектора на напрегнатост на електрическото поле в точка, определена от радиус вектора (в метри), ако електрическото поле създава положителен точков заряд (q=1C), който лежи в равнината XOY и неговата позиция определя радиус вектора, (в метри)?
Решение.Модулът на напрежението на електростатичното поле, което създава точков заряд, се определя по формулата:
r е разстоянието от заряда, който създава полето, до точката, в която търсим полето.
От формула (1.2) следва, че модулът е равен на:
Заместете в (1.1) началните данни и полученото разстояние r, имаме:
Отговор. 
Пример
Упражнение.Запишете израз за напрегнатостта на полето в точка, която се определя от радиуса - вектор, ако полето е създадено от заряд, който е разпределен в обема V с плътност.
Решение.Да направим рисунка.
Нека разделим обема V на малки области с обемите на зарядите на тези обеми, тогава силата на полето на точковия заряд в точка А (фиг. 1) ще бъде равна на:
За да намерим полето, което създава цялото тяло в точка А, използваме принципа на суперпозицията:
където N е броят на елементарните обеми, на които е разделен обемът V.
Плътността на разпределение на заряда може да се изрази като:
От израз (2.3) получаваме:
Заместваме израза за елементарния заряд във формула (2.2), имаме:
Тъй като разпределението на зарядите е дадено непрекъснато, тогава ако клоним към нула, тогава можем да преминем от сумиране към интегриране, тогава:
физическа природаелектрическо поле и неговото графично представяне. В пространството около електрически заредено тяло съществува електрическо поле, което е един от видовете материя. Електрическо поле има запас от електрическа енергия, който се проявява под формата на електрически сили, действащи върху заредени тела в полето.
Ориз. 4. Най-простите електрически полета: а - единични положителни и отрицателни заряди; b - два противоположни заряда; c - два еднакви заряда; d - две успоредни и противоположно заредени плочи (еднородно поле)
Електрическо полеусловно изобразени под формата на електрически силови линии, които показват посоката на действие на електрическите сили, създадени от полето. Обичайно е силовите линии да се насочват в посоката, в която положително заредена частица би се движела в електрическо поле. Както е показано на фиг. 4, електрическите силови линии се отклоняват в различни посоки от положително заредени тела и се събират при тела с отрицателен заряд. Полето, създадено от две плоски противоположно заредени успоредни плочи (фиг. 4, d), се нарича равномерно.
Електрическото поле може да бъде направено видимо, като в него се поставят гипсови частици, суспендирани в течно масло: те се въртят по протежение на полето, разположени по неговите силови линии (фиг. 5).
Сила на електрическото поле.Електрическото поле действа върху въведения в него заряд q (фиг. 6) с определена сила F. Следователно интензитетът на електрическото поле може да се съди по стойността на силата, с която определен електрически заряд се привлича или отблъсква, взети като единство. В електротехниката интензитетът на полето се характеризира със силата на електрическото поле E. Силата се разбира като съотношението на силата F, действаща върху заредено тяло в дадена точка на полето, към заряда q на това тяло:
E=F/q(1)
Поле с голям напрежение E се изобразява графично чрез силови линии с голяма плътност; поле с нисък интензитет - рядко разположени силови линии. Докато се отдалечавате от зареденото тяло, силовите линии на електрическото поле са по-редки, т.е. силата на полето намалява (вижте фиг. 4 a, b и c). Само в еднородно електрическо поле (виж фиг. 4, d) интензитетът е еднакъв във всички негови точки.
Електрически потенциал. Електрическото поле има определено количество енергия, т.е. способността да извършва работа. Както знаете, енергията може да се съхранява и в пружина, за което тя трябва да бъде компресирана или разтегната. Благодарение на тази енергия можете да получите определена работа. Ако един от краищата на пружината бъде освободен, тогава тя ще може да премести тялото, свързано с този край, на известно разстояние. По същия начин може да се реализира енергията на електрическото поле, ако в него се въведе някакъв заряд. Под действието на силите на полето този заряд ще се движи по посока на силовите линии, извършвайки определена работа.
За характеризиране на енергията, съхранявана във всяка точка на електрическото поле, се въвежда специално понятие - електрически потенциал. Електрически потенциал? поле в дадена точка е равна на работата, която силите на това поле могат да извършат при преместване на единица положителен заряд от тази точка извън полето.
Концепцията за електрически потенциал е подобна на концепцията за ниво за различни точки земната повърхност. Очевидно е, че за повдигане на локомотива до точка B (фиг. 7) е необходимо да се изразходва повече работа, отколкото за повдигането му до точка A. Следователно локомотивът, повдигнат до ниво H2, ще може да извърши повече работа по време на спускане отколкото локомотивът, повдигнат до нивото H2, нулевото ниво, от което се измерва височината, обикновено се приема за морско ниво.
По същия начин нулевият потенциал условно се приема за потенциала, който има земната повърхност.
електрическо напрежение. Различните точки на електрическото поле имат различни потенциали. Обикновено не се интересуваме много от абсолютната стойност на потенциалите на отделните точки на електрическото поле, но за нас е много важно да знаем потенциалната разлика ?1-?2 между две точки на полето A и B (фиг. 8). Потенциалната разлика?1 и?2 на две точки от полето характеризира работата, изразходвана от силите на полето за преместване на единичен заряд от една точка на полето с голям потенциал до друга точка с по-нисък потенциал. По същия начин на практика ние не представляваме голям интерес абсолютни височини H1 и H2 на точки A и B над морското равнище (виж фиг. 7), но за нас е важно да знаем разликата в нивата А между тези точки, тъй като повдигането на локомотива от точка A до точка B изисква работа в зависимост върху стойността на H. Разликата в потенциалите между две точки на полето се нарича електрическо напрежение. Електрическото напрежение се обозначава с буквата U (и). Числено е равно на съотношението на работата W, която трябва да бъде изразходвана за преместване на положителен заряд q от една точка на полето в друга, към този заряд, т.е.
U=W/q(2)
Следователно напрежението U, действащо между различни точкиелектрическо поле, характеризира енергията, съхранявана в това поле, която може да бъде отдадена чрез движение между тези точки на електрически заряди.
Електрическото напрежение е най-важното електрическо количество, което ви позволява да изчислите работата и мощността, развити при преместване на заряди в електрическо поле. Единицата за електрическо напрежение е волт (V). В инженерството напрежението понякога се измерва в хилядни от волта - миливолта (mV) и милионни от волта - микроволта (µV). За измерване високо напрежениеизползвайте по-големи единици - киловолта (kV) - хиляди волта.
Силата на електрическото поле в еднородно поле е отношението на електрическото напрежение, действащо между две точки на полето, към разстоянието l между тези точки:
E=U/l(3)
Силата на електрическото поле се измерва във волтове на метър (V/m). При напрегнатост на полето от 1 V/m сила от 1 Newton (1 N) действа върху заряд от 1 C. В някои случаи се използват по-големи единици за напрегнатост на полето V/cm (100 V/m) и V/mm (1000 V/m).
