Svrha lekcije: dati pojam jakosti električnog polja i njegovu definiciju u bilo kojoj točki polja.
Ciljevi lekcije:
- formiranje pojma jakosti električnog polja; dati pojam zateznih vodova i grafički prikaz električnog polja;
- naučiti studente primijeniti formulu E \u003d kq / r 2 u rješavanju jednostavnih problema za izračunavanje napetosti.
Električno polje je poseban oblik tvar, o čijem se postojanju može suditi samo po njezinu djelovanju. Eksperimentalno je dokazano da postoje dvije vrste naboja oko kojih postoje električna polja karakterizirana linijama sile.
Grafički prikazujući polje, treba imati na umu da su linije jakosti električnog polja:
- ne presijecajte se nigdje;
- imaju početak na pozitivnom naboju (ili u beskonačnosti) i kraj na negativnom naboju (ili u beskonačnosti), tj. otvorene su linije;
- između punjenja se nigdje ne prekidaju.
Sl. 1
Silnice pozitivnog naboja:
sl.2
Silnice negativnog naboja:
sl.3
Linije sila sličnih međudjelovanja naboja:
sl.4
Linije sila suprotnih međudjelovanja naboja:
sl.5
Energetska karakteristika električnog polja je intenzitet, koji se označava slovom E i ima mjerne jedinice odn. Napetost je vektorska veličina jer je određena omjerom Coulombove sile i vrijednosti jediničnog pozitivnog naboja
Kao rezultat transformacije formule Coulombovog zakona i formule jakosti, imamo ovisnost jakosti polja o udaljenosti na kojoj se ono određuje u odnosu na zadani naboj
gdje: k– koeficijent proporcionalnosti čija vrijednost ovisi o izboru jedinica električnog naboja.
U SI sustavu 
N m 2 / Cl 2,
gdje je ε 0 električna konstanta jednaka 8,85 10 -12 C 2 /N m 2;
q je električni naboj (C);
r je udaljenost od naboja do točke u kojoj se određuje intenzitet.
Smjer vektora napetosti poklapa se sa smjerom Coulombove sile.
Električno polje čija je jakost jednaka u svim točkama prostora naziva se homogenim. U ograničenom području prostora, električno polje se može smatrati približno jednolikim ako se jakost polja unutar tog područja neznatno mijenja.
Ukupna jakost polja nekoliko naboja koji međusobno djeluju bit će jednaka geometrijskom zbroju vektora jakosti, što je princip superpozicije polja:
Razmotrite nekoliko slučajeva određivanja napetosti.
1. Neka dva suprotna naboja međusobno djeluju. Između njih postavimo točkasti pozitivni naboj, tada će u ovoj točki djelovati dva vektora intenziteta, usmjerena u istom smjeru:
Prema principu superpozicije polja, ukupna jakost polja u određenoj točki jednaka je geometrijskom zbroju vektora jakosti E 31 i E 32 .
Napetost u određenoj točki određena je formulom:
E \u003d kq 1 / x 2 + kq 2 / (r - x) 2
gdje je: r udaljenost između prvog i drugog naboja;
x je udaljenost između prvog i točkastog naboja.
sl.6
2. Razmotrimo slučaj kada je potrebno pronaći intenzitet u točki udaljenoj na udaljenosti a od drugog naboja. Ako uzmemo u obzir da je polje prvog naboja veće od polja drugog naboja, tada je intenzitet u danoj točki polja jednak geometrijskoj razlici između intenziteta E 31 i E 32 .
Formula za napetost u određenoj točki je:
E \u003d kq1 / (r + a) 2 - kq 2 / a 2
Gdje je: r udaljenost između naboja koji međusobno djeluju;
a je udaljenost između sekundnog i točkastog naboja.
sl.7
3. Razmotrimo primjer kada je potrebno odrediti jakost polja na nekoj udaljenosti i od prvog i od drugog naboja, u ovom slučaju na udaljenosti r od prvog i na udaljenosti b od drugog naboja. Budući da se istoimeni naboji odbijaju, a za razliku od naboja privlače, imamo dva vektora napetosti koja proizlaze iz jedne točke, a zatim za njihovo zbrajanje možete primijeniti metodu na suprotni kut paralelograma koji će biti vektor ukupne napetosti. Algebarsku sumu vektora nalazimo iz Pitagorine teoreme:
E \u003d (E 31 2 + E 32 2) 1/2
Posljedično:
E \u003d ((kq 1 / r 2) 2 + (kq 2 / b 2) 2) 1/2
sl.8
Na temelju ovog rada, slijedi da se intenzitet u bilo kojoj točki polja može odrediti poznavanjem veličine naboja koji međusobno djeluju, udaljenosti od svakog naboja do dane točke i električne konstante.
4. Popravljanje teme.
Rad na provjeri.
Opcija broj 1.
1. Nastavite frazu: „elektrostatika je ...
2. Nastavi rečenicu: električno polje je ....
3. Kako su usmjerene silnice tog naboja?
4. Odredite predznake naboja:
Domaći zadaci:
1. Dva naboja q 1 = +3 10 -7 C i q 2 = −2 10 -7 C nalaze se u vakuumu na međusobnoj udaljenosti od 0,2 m. Odredite jakost polja u točki C, koja se nalazi na liniji spajanja naboja, udaljenoj 0,05 m desno od naboja q 2 .
2. U nekoj točki polja na naboj od 5 10 -9 C djeluje sila od 3 10 -4 N. Nađite jakost polja u toj točki i odredite veličinu naboja koji stvara polje ako je točka 0,1 m udaljen od njega.
električno polje
Električno polje (statički) - poljenepomična , električki nabijen tel,čiji se naboji ne mijenjaju na vrijeme.
Detektira se električno polje kako međudjelovanje sila nabijenih tijela.
Pritom razlikuju pozitivni i negativni naboji. (vrste naboja )
Naboji istog predznaka se međusobno odbijaju, a naboji suprotnog predznaka privlače. (interakcija naboja)
Opis svojstava električnog polja temelji se na Coulombovom zakonu koji je empirijski utvrđen.
Coulombov zakon . Između točkastih naboja u mirovanju djeluje sila proporcionalna umnošku naboja, obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih i usmjerena pravocrtno od jednog naboja do drugog(Slika 1.1):
(1.1)
gdje F, je sila koja djeluje na naboj q
r 2 - kvadrat udaljenosti između naboja q 1 i q 2
F 2 je sila koja djeluje na naboj q 2
r 0 21 - jedinični vektor usmjeren od drugog naboja prema prvom;
e 0 \u003d 8,854 10-12 F / m - električna konstanta.
točkasti naboji možemo smatrati nabijena tijela, čije su dimenzije male u usporedbi s udaljenošću između njih.
Glavni jedinice :
snaga u međunar sustav jedinica (SI) - Newton(H);
naplatiti - privjesak(C): 1 C = 1 A s;
duljina - metar(m).
Glavne veličine koje karakteriziraju električno polje , su
napetost,
električni potencijali
razlika potencijala, odnosno napon
napetost električno polje naziva se mjera intenziteta njegovih sila, jednaka omjeru sileF , vrijedi za probučvrsti točkasti nabojq, uveden u razmatranu točku polja, na vrijednost naboja
(1.2)
Kao i sila F, jakost električnog polja ε - vektorska veličina, tj. karakterizira značenje i smjer djelovanja.
Glavni SI jedinica jakosti električnog polja - volt po metru(W/m).
Iz formule (1.1) slijedi da jakost električnog polja točkastog naboja q na daljinu r od toga je jednako
(1-3)
i usmjeren je od točke u kojoj se nalazi naboj do točke u kojoj se određuje napetost, ako je naboj pozitivan (sl. 1.2, a),
Riža. 1.2, a
i u suprotnom smjeru, ako je naboj negativan (sl. 1.2, b).
1.2 b
Ako postoji više naboja koji stvaraju električno polje, tada je intenzitet u bilo kojoj točki polja jednak geometrijskom zbroju intenziteta svakog od njih zasebno. ( napetost elektrostatičko polje više naboja )
Primjer 1.1. Odredite vrijednost i smjer jakosti električnog polja u točki ALI, koji se nalazi na udaljenosti r 1 = 1m i r 2 = 2 m od točkastih naboja
q 1 = 1,11 10 -10 Cl i q 2 = -4,44- 10 -10 Cl (slika 1.3).
Riješenje. Prema formuli (1.3) određujemo jakost električnog polja u točki ALI od djelovanja "točkastih naboja q 1 = i q 2
Pravci vektora napetosti 
podudaraju se sa smjerovima djelovanja sila na ispitni pozitivni točkasti naboj, ako je postavljen u točku ALI
.
Jakost rezultirajućeg električnog polja u točki ALI usmjerena je duž hipotenuze pravokutnog trokuta čije su noge vektori naprezanja 
i bitno je
Možete razgovarati o vektorsko polje i prikazati ovo polje vektorske linije -linije sile .
Ako je jakost električnog polja ista u svim točkama, tada polje homogena , na primjer, polje jednoliko nabijene ravne ploče beskonačnih dimenzija (sl. 1.4),
a ako je drugačije, onda polje nije jednolično , na primjer, polje dva točkasta naboja (sl. 1.5).
Pri kretanju po proizvoljnoj dionici s duljinom naboja q u električnom polju pod utjecajem sila polja F posao je obavljen
pri čemu Raditi na prijenos naboja po proizvoljnoj zatvorenoj konturi nula .
Doista, budući da su sva svojstva polja određena relativnim rasporedom naboja, prijenos naboja po zatvorenom krugu i povratak na početnu točku znači početnu raspodjelu naboja i rezervu energije. To također znači da je, uzimajući u obzir (1.4), cirkulacija vektora intenziteta jednaka nuli
Uvjet (1.5) omogućuje nam karakterizaciju električnog polja u svakoj točki pomoću funkcije njegovih koordinata - električni potencijal .
Električni potencijal u ovome točka električnog polja uzimajući u obzir (1.4) je brojčano jednak radu koji sile električnog polja mogu izvršiti pri prijenosu jediničnog pozitivnog naboja s dane točke na točku za koju se pretpostavlja da je potencijal nula.
Potencijalna razlikadvije točke 1 i 2, ili napon između točaka 1 i 2, električno polje
(1.7)
brojčano je jednak radu koji sile električnog polja mogu izvršiti pri prijenosu jediničnog pozitivnog naboja s točke1 točno2 .
SI jedinica električnog potencijala - volt(NA).
Coulombov zakon
točkasti naboj
0 oni.
Nacrtaj radijus vektor r r od naboja q do q r r. On je jednak r r /r.
Omjer sila F q napetost i označen sa E r. Zatim:
1 N/C = 1/1 C, oni. 1 N/Cl-
Jakost polja točkastog naboja.
Pronađimo napetost E elektrostatsko polje koje stvara točkasti naboj q, koji se nalazi u homogenom izotropnom dielektriku, u točki odvojenoj od njega, na udaljenosti r. U ovom trenutku mentalno postavimo probni naboj q 0 . Zatim 
.
Otuda to dobivamo
radijus vektor izvučen iz naboja q do točke u kojoj se određuje jakost polja. Iz posljednje formule slijedi da je modul jakosti polja:
Dakle, modul napetosti u bilo kojoj točki elektrostatskog polja stvorenog točkastim nabojem u vakuumu proporcionalan je veličini naboja i obrnuto proporcionalan kvadratu udaljenosti od naboja do točke u kojoj je određena napetost.
Superpozicija polja
Ako je električno polje stvoreno sustavom točkastih naboja, tada njegov intenzitet jednak je vektorskom zbroju jakosti polja koje stvara svaki naboj zasebno, tj. . Taj se omjer naziva princip superpozicije (prekrivanja) polja. Iz principa superpozicije polja također proizlazi da je potencijal ϕ koji stvara sustav točkastih naboja u određenoj točki jednak algebarskom zbroju potencijala koje u istoj točki stvara svaki naboj zasebno, tj. Predznak potencijala je isti kao predznak naboja qi pojedinačnih naboja sustava.
Zatezne linije
Za vizualni prikaz električnog polja koristite zatezne linije ili linije sile , tj. linije, u svakoj točki od kojih je vektor jakosti električnog polja usmjeren tangencijalno na njih. Najlakši način da to shvatite je na primjeru jednoliko elektrostatičko polje, oni. polje, u čijoj je svakoj točki intenzitet jednak po veličini i smjeru. U ovom slučaju, linije napetosti su nacrtane tako da broj linija F E koja prolazi kroz jedinicu površine ravne površine S smještene okomito na ove
pravaca, bila bi jednaka modulu E jačina ovog polja, tj.
Ako je polje nehomogeno, tada je potrebno odabrati elementarno područje dS, okomito na linije napetosti, unutar kojih se jakost polja može smatrati konstantnom.
gdje dF E je broj napetih linija koje prodiru kroz ovo područje, tj. modul jakosti električnog polja jednak je broju linija napetosti po jedinici površine okomite na nju.
Gaussov teorem
Teorem: protok jakosti elektrostatskog polja kroz bilo koju zatvorenu površinu jednak je algebarskom zbroju naboja zatvorenih unutar nje, podijeljenom s električnom konstantom i permitivnošću medija.
Ako se integracija provodi preko cijelog volumena V, duž koje se raspoređuje naboj. Zatim, s kontinuiranom raspodjelom naboja na nekoj površini S 0 Gaussov teorem je napisan kao:
U slučaju volumetrijske distribucije:
Gaussov teorem povezuje veličinu naboja i jakost polja koje on stvara. To određuje značaj ovog teorema u elektrostatici, jer vam omogućuje izračunavanje intenziteta, znajući položaj naboja u prostoru.
Cirkulacija električnog polja.
Od izražaja
također slijedi da kada se naboj prenosi po zatvorenom putu, tj. kada se naboj vrati u prvobitni položaj, r 1 = r 2 i A 12 =
0. Zatim zapisujemo
Sila koja djeluje na naboj q 0 je jednako . Stoga prepisujemo posljednju formulu u obrascu
Vijesti elektrostatsko polje po smjeru Dijeleći obje strane ove jednakosti s q 0, nalazimo:
Prva jednakost je cirkulacija jakosti električnog polja .
Kondenzatori
Kondenzatori su dva vodiča vrlo blizu jedan drugome i odvojena slojem dielektrika. Kapacitet kondenzatora - sposobnost kondenzatora da akumulira naboje na sebi. oni. kapacitet kondenzatora je fizikalna veličina, jednaka omjeru naboja kondenzatora i razlike potencijala između njegovih ploča. Kapacitet kondenzatora, kao i kapacitet vodiča, mjeri se u faradima (F): 1 F je kapacitet takvog kondenzatora, kada mu se dodijeli naboj od 1 C, potencijalna razlika između njegovih ploča mijenja se za 1 V.
Električna energija polja
Energija nabijenih vodiča pohranjena je u obliku električnog polja. Stoga je preporučljivo to izraziti kroz napetost koja karakterizira ovo polje. To je najlakše učiniti za ravni kondenzator. U ovom slučaju gdje d- udaljenost između ploča, i
. Ovdje je ε0 električna konstanta, ε permitivnost dielektrika koji ispunjava kondenzator, S- površina svake obloge. Zamjenom ovih izraza dobivamo 
Ovdje V=Sd- volumen koji zauzima polje, jednak volumenu kondenzator.
Rad i strujna snaga.
Rad električne struje Rad sila električnog polja stvorenog u električnom krugu naziva se kada se naboj kreće duž tog kruga.
Neka je na krajevima vodiča dovedena stalna razlika potencijala (napon). U=ϕ1 − ϕ2.
A=q(ϕ1−ϕ2) = qU.
Uzimajući ovo u obzir, dobivamo
Primjena Ohmovog zakona za homogeni dio kruga
U=IR, gdje R- otpor vodiča, pišemo:
A=ja 2 Rt.
Raditi A dovršen na vrijeme t, bit će jednak zbroju elementarnih radova, tj.
Prema definiciji, snaga električne struje jednaka je P = A/t. Zatim:
U SI sustavu jedinica rad i snaga električne struje mjere se u džulima, odnosno u vatima.
Joule-Lenzov zakon.
Elektroni koji se kreću u metalu pod djelovanjem električnog polja, kao što je već navedeno, neprestano se sudaraju s ionima kristalna rešetka, prenoseći na njih svoju kinetičku energiju uređenog gibanja. To dovodi do povećanja unutarnje energije metala, tj. da se zagrije. Prema zakonu održanja energije, sav rad struje A ide na oslobađanje topline Q, tj. P=A. Nalazimo Ovaj omjer se zove Jouleov zakon − Lenz .
Cijeli važeći zakon.
Indukcijska cirkulacija magnetsko polje duž proizvoljnog zatvorenog strujnog kruga jednak je umnošku magnetske konstante, magnetske permeabilnosti i algebarskog zbroja jakosti struja obuhvaćenih tim krugom.
Jakost struje može se pronaći pomoću gustoće struje j:
gdje S- površina poprečnog presjeka vodiča. Tada je ukupni trenutni zakon zapisan kao: 
magnetski tok.
Magnetski tok kroz neku površinu nazovite broj linija magnetske indukcije koje ga prodiru.
Neka postoji površina s površinom S. Da bismo pronašli magnetski tok kroz njega, mentalno podijelimo površinu na elementarne dijelove s područjem dS, koje se mogu smatrati ravnima, a polje unutar njih je homogeno. Zatim elementarni magnetski tok dF B kroz ovu površinu jednako je:
Magnetski tok preko cijele površine jednak je zbroju ovi tokovi: , tj.:
. U SI jedinicama, magnetski tok se mjeri u weberima (Wb).
Induktivitet.
Neka kroz zatvoreni krug teče stalna struja koja ima silu ja. Ta struja oko sebe stvara magnetsko polje koje prožima područje koje pokriva vodič, stvarajući magnetski tok. Poznato je da magnetski tok F B je proporcionalan modulu magnetskog polja B, a modul indukcije magnetskog polja koje nastaje oko vodiča kroz koji teče struja proporcionalan je jakosti struje ja Stoga F B ~B~I, tj. F B = LI.
Koeficijent proporcionalnosti L između jakosti struje i magnetskog toka koji ta struja stvara kroz područje ograničeno vodičem, nazvao induktivitet vodiča .
U SI sustavu induktivitet se mjeri u henrijima (H).
induktivnost solenoida.
Razmotrimo induktivitet solenoida s duljinom l, s presjekom S i sa ukupni broj skreće N, ispunjena tvari s magnetskom propusnošću μ. U ovom slučaju uzimamo solenoid tolike duljine da se može smatrati beskonačno dugim. Kad kroz njega teče struja silom ja unutar njega se stvara jednolično magnetsko polje, usmjereno okomito na ravnine zavojnica. Modul magnetske indukcije ovog polja nalazi se formulom
B=μ0μ ni,
magnetski tok F B kroz bilo koji zaokret solenoida je F B= BS(vidi (29.2)), a ukupni Ψ tok kroz sve zavoje solenoida bit će jednak zbroju magnetskih tokova kroz svaki zavoj, tj. Ψ = NF B= NBS.
N = nl, dobivamo: Ψ = μ0μ = n 2 lSI =μ0μ n 2 VI
Zaključujemo da je induktivitet solenoida jednak:
L = μμ0 n 2 V
Energija magnetskog polja.
Neka u električnom krugu teče istosmjerna struja koja ima silu ja. Ako isključite izvor struje i zatvorite strujni krug (prekidač P pomaknuti se u položaj 2
), tada će u njemu neko vrijeme teći opadajuća struja, zbog emf. samoindukcija 
.
Elementarni rad emf. samoindukcija prijenosom duž lanca elementarni naboj dq = I dt, jednako Snaga struje varira od ja do 0. Stoga, integrirajući ovaj izraz unutar naznačenih granica, dobivamo rad emf. samoindukcija za vrijeme u kojem dolazi do nestanka magnetskog polja: 
. Ovaj rad se troši na povećanje unutarnje energije vodiča, tj. da ih zagrije. Izvođenje ovog djela također je popraćeno nestankom magnetskog polja, koje je prvobitno postojalo oko vodiča.
Energija magnetskog polja koje postoji oko vodiča sa strujom je
W B = LI 2 / 2.
shvaćamo to
Magnetsko polje unutar solenoida je jednoliko. Prema tome, volumetrijska gustoća energije w B magnetsko polje, tj. energija jedinice volumena polja unutar solenoida jednaka je .
Vrtložni elektr. polje.
Iz Faradayeva zakona za elektromagnetsku indukciju slijedi da s bilo kakvom promjenom magnetskog toka koji prodire u područje pokriveno vodičem, u njemu nastaje emf. indukcija, pod čijim djelovanjem se u vodiču pojavljuje indukcijska struja ako je vodič zatvoren.
Da objasnimo emf. Indukcija, Maxwell je to pretpostavio izmjenično magnetsko polje stvara električno polje u okolnom prostoru. Ovo polje djeluje na slobodne naboje vodiča, dovodeći ih u uređeno gibanje, tj. stvaranje induktivne struje. Dakle, zatvoreni vodljivi krug je neka vrsta indikatora, uz pomoć kojeg se detektira to električno polje. Označimo snagu ovog polja kroz E r. Zatim emf indukcija 
poznato je da je cirkulacija jakosti elektrostatskog polja jednaka nuli, tj.
Iz toga slijedi da je i.e. električno polje pobuđeno vremenski promjenjivim magnetskim poljem je vrtlog(ne potencijal).
Treba napomenuti da linije jakosti elektrostatskog polja počinju i završavaju na nabojima koji stvaraju polje, a linije jakosti vrtložnog električnog polja uvijek su zatvorene.
Prednaponska struja
Maxwell je pretpostavio da izmjenično magnetsko polje stvara vrtložno električno polje. Također je iznio suprotnu pretpostavku: izmjenično električno polje trebalo bi inducirati magnetsko polje. Kasnije su ove obje hipoteze dobile eksperimentalnu potvrdu u eksperimentima Hertza. Pojava magnetskog polja s promjenom električnog polja može se protumačiti kao da u prostoru nastaje električna struja. Ovu struju je nazvao Maxwell prednaponska struja .
Struja pomaka može se pojaviti ne samo u vakuumu ili dielektriku, već iu vodičima kroz koje teče izmjenična struja. Međutim, u ovom slučaju ona je zanemariva u usporedbi sa strujom provođenja.
Maxwell je uveo koncept ukupne struje. Snaga ja ukupna struja jednaka je zbroju sila ja na ja vidjeti struje provođenja i pomaka, tj. ja= ja pr + ja vidi Dobivamo:
Maxwellova jednadžba.
Prva jednadžba.
Iz ove jednadžbe proizlazi da je izvor električnog polja magnetsko polje koje se mijenja s vremenom.
Maxwellova druga jednadžba.
Druga jednadžba. Cijeli važeći zakon 
Ova jednadžba pokazuje da magnetsko polje mogu generirati oba pokretna naboja ( elektro šok) i izmjenično električno polje.
Fluktuacije.
fluktuacije nazvao procesi koje karakterizira određena ponovljivost tijekom vremena. Proces širenja oscilacija u prostoru nazvao val . Svaki sustav koji je sposoban za osciliranje ili u kojem se mogu pojaviti oscilacije naziva se vibracijski . Fluktuacije koje se događaju u oscilatorni sustav, izvađen iz ravnoteže i predstavljen sam sebi, naziva se slobodnih vibracija .
Harmonijske vibracije.
Harmonijskim oscilacijama nazivamo titraje kod kojih se titrajna fizikalna veličina mijenja prema Sin ili Cos zakonu. Amplituda - ovo je najveća vrijednost koju može primiti fluktuirajuća vrijednost. Jednadžbe harmonijskih oscilacija: i
ista stvar sa sinusom. Period neprigušenih oscilacija naziva se vrijeme jednog potpunog titraja. Naziva se broj oscilacija u jedinici vremena frekvencija osciliranja . Frekvencija osciliranja mjeri se u hercima (Hz).
Oscilatorni krug.
Električni krug koji se sastoji od induktiviteta i kapaciteta naziva se oscilatorni krug
ukupna energija elektromagnetske oscilacije postoji konstantna vrijednost u krugu, baš kao i ukupna energija mehaničkih vibracija.
Kad fluktuira, uvijek baca. energija se pretvara u potencijalnu i obrnuto.
energija W oscilatorni krug sastoji se od energije W E kondenzator i energija električnog polja W B induktivitet magnetskog polja
prigušene vibracije.
Procesi opisani jednadžbom 
može se smatrati oscilatornim. Zovu se prigušene oscilacije
. Najmanji raspon vrijeme T, kroz koji se maksimumi (ili minimumi) ponavljaju naziva se period prigušenih oscilacija.
Izraz se smatra amplitudom prigušenih oscilacija. Vrijednost A 0 je amplituda oscilacije u trenutku t = 0, tj. ovo je početna amplituda prigušenih oscilacija. Vrijednost β, o kojoj ovisi smanjenje amplitude, naziva se faktor prigušenja
.
Oni. koeficijent prigušenja obrnuto je proporcionalan vremenu tijekom kojeg se amplituda prigušenih oscilacija smanji za e puta.
Valovi.
Val- ovo je proces širenja oscilacija (poremećaja) u prostoru.
Područje prostora, unutar kojih se odvijaju vibracije., Zove se valovito polje .
Površinski, odvajajući valno polje od regije, gdje nema oklijevanja, nazvao valna fronta .
linije, po kojoj se val širi, se zovu zrake .
Zvučni valovi.
Zvuk su vibracije zraka ili drugog elastičnog medija koje percipiraju naši slušni organi. Zvučne vibracije koje percipira ljudsko uho imaju frekvencije u rasponu od 20 do 20 000 Hz. Oscilacije s frekvencijama manjim od 20 Hz nazivaju se infrazvučni , i više od 20 kHz - ultrazvučni .
Karakteristike zvuka. Zvuk obično povezujemo s njegovom slušnom percepcijom, s osjećajima koji se javljaju u ljudskom umu. S tim u vezi, možemo razlikovati tri njegove glavne karakteristike: visinu, kvalitetu i glasnoću.
Fizička količina karakterizirajući visinu zvuka je frekvencija zvučnog vala.
Kako bi se okarakterizirala kvaliteta zvuka u glazbi, koriste se pojmovi timbar ili tonska boja zvuka. Kvaliteta zvuka može se povezati s fizički mjerljivim veličinama. Određuje se prisutnošću prizvuka, njihovim brojem i amplitudama.
Glasnoća zvuka povezana je s fizički mjerljivom veličinom - intenzitetom vala. Mjereno u bijelcima.
Zakoni toplinskog zračenja
Stefan-Boltzmannov zakon- zakon zračenja potpuno crnog tijela. Određuje ovisnost snage zračenja apsolutno crnog tijela o njegovoj temperaturi. Tekst zakona: 
Kirchhoffov zakon zračenja
Omjer emisivnosti bilo kojeg tijela i njegove apsorpcijske sposobnosti jednak je za sva tijela pri određenoj temperaturi za određenu frekvenciju i ne ovisi o njihovom obliku i kemijskoj prirodi.
Valna duljina pri kojoj je energija zračenja crnog tijela najveća određena je Wienov zakon pomaka: 
gdje T je temperatura u kelvinima, a λ max je valna duljina s maksimalnim intenzitetom u metrima.
Građa atoma.
Pokusi Rutherforda i njegovih suradnika doveli su do zaključka da se u središtu atoma nalazi gusta pozitivno nabijena jezgra, čiji promjer ne prelazi 10–14–10–15 m.
Proučavajući raspršenje alfa čestica pri prolasku kroz zlatnu foliju, Rutherford je došao do zaključka da je cijeli pozitivni naboj atoma koncentriran u njihovom središtu u vrlo masivnoj i kompaktnoj jezgri. I negativno nabijene čestice (elektroni) kruže oko te jezgre. Taj se model bitno razlikovao od u to vrijeme raširenog Thomsonova modela atoma u kojem je pozitivni naboj ravnomjerno ispunjavao cijeli volumen atoma, a elektroni su bili ugrađeni u njega. Nešto kasnije, Rutherfordov model nazvan je planetarni model atoma (stvarno izgleda Sunčev sustav: teška jezgra je Sunce, a elektroni koji kruže oko nje su planeti).
Atom- najmanji kemijski nedjeljivi dio kemijskog elementa, koji je nositelj njegovih svojstava. Atom se sastoji od atomska jezgra i elektrona. Jezgra atoma sastoji se od pozitivno nabijenih protona i nenabijenih neutrona. Ako se broj protona u jezgri podudara s brojem elektrona, tada je atom kao cjelina električki neutralan. U suprotnom, ima neki pozitivan ili negativan naboj i naziva se ion. Atomi se klasificiraju prema broju protona i neutrona u jezgri: broj protona određuje pripada li atom nekom kemijski element, a broj neutrona je izotop ovog elementa.
Atomi raznih vrsta u različite količine, povezani međuatomskim vezama, tvore molekule.
Pitanja:
1. elektrostatika
2. zakon održanja električnog naboja
3. Coulombov zakon
4. električno polje jakost električnog polja
6. superpozicija polja
7. zatezni vodovi
8. fluks-vektor jakosti električnog polja
9. Gaussov teorem za elektrostatičko polje
10. Gaussov teorem
11. kruženje električnog polja
12. potencijal. Elektrostatsko polje potencijalne razlike
13. odnos napona polja i potencijala
14.kondenzatori
15. kondenzator nabijen energijom
16. energija električnog polja
17. otpor vodiča. Ohmov zakon za dio lanca
18. Ohmov zakon za odsječak vodiča
19. izvori električne struje. Elektromotorna sila
20. rad i strujna snaga
21. Joule Lenz zakon
22. magnetsko polje.indukcija magnetskog polja
23. puni važeći zakon
24. magnetski tok
25. Gaussov teorem za magnetsko polje
26. rad na premještanju vodiča sa strujom u polje magneta
27. pojava indukcije elektromagneta
28. induktivitet
29. induktivitet solenoida
30. pojava i zakon samoindukcije
31. energija magnetskog polja
32. vrtložno električno polje
33. prednaponska struja
34. maxwellova jednadžba
35. Maxwellova druga jednadžba
36. treća i četvrta Maxwellova jednadžba
37. fluktuacije
39. oscilatorni krug
40. prigušene vibracije
41. prisilne vibracije. Fenomen rezonancije
43. jednadžba ravnog monokromatskog vala
44. zvučni valovi
45. valna i korpuskularna svojstva svjetlosti
46. Toplotno zračenje i njegove karakteristike.
47. Zakoni toplinskog zračenja
48. Građa atoma.
Coulombov zakon
Sila međudjelovanja nalazi se za takozvane točkaste naboje.
točkasti naboj naziva se nabijeno tijelo čije su dimenzije zanemarive u usporedbi s udaljenošću do drugih nabijenih tijela s kojima stupa u interakciju.
Zakon međudjelovanja točkastih naboja otkrio je Coulomb i formuliran je na sljedeći način: modul F sile međudjelovanja između dva fiksna naboja q i q 0 proporcionalan umnošku ovih naboja, obrnuto proporcionalan kvadratu udaljenosti r između njih, oni.
gdje je ε0 električna konstanta, ε permitivnost koja karakterizira medij. Ta je sila usmjerena duž ravne linije koja povezuje naboje. Električna konstanta je ε0 = 8,85⋅10–12 C2/(N⋅m2) ili ε0 = 8,85⋅10–12 F/m, gdje je farad (F) jedinica električnog kapaciteta. Coulombov zakon u vektorskom obliku bit će napisan:
Nacrtaj radijus vektor r r od naboja q do q 0. Uvedimo jedinični vektor usmjeren u istom smjeru kao i vektor r r. On je jednak r r /r.
Električno polje. jakost električnog polja
Omjer sila F r koji djeluje na naboj na vrijednost q 0 ovog naboja je konstantan za sve uvedene naboje, bez obzira na njihovu veličinu. Stoga se ovaj omjer uzima kao karakteristika električnog polja u određenoj točki. Zovu je napetost i označen sa E r. Zatim:
1 N/C = 1/1 C, oni. 1 N/Cl- intenzitet u točki polja u kojoj sila od 1 N djeluje na naboj od 1 C.
Definicija
Vektor napetosti je karakteristika snage električnog polja. U nekoj točki polja intenzitet je jednak sili kojom polje djeluje na jedinični pozitivni naboj smješten u određenoj točki, a smjer sile i intenzitet su isti. Matematička definicija napetosti je napisana na sljedeći način:
gdje je sila kojom električno polje djeluje na fiksni, „probni“, točkasti naboj q koji se nalazi u razmatranoj točki polja. U isto vrijeme, smatra se da je "probni" naboj dovoljno mali da ne iskrivljuje polje koje se proučava.
Ako je polje elektrostatsko, tada njegov intenzitet ne ovisi o vremenu.
Ako je električno polje jednoliko, tada je njegova jakost jednaka u svim točkama polja.
Grafički se električna polja mogu prikazati pomoću linija sile. Linije sile (linije napetosti) su linije čije se tangente u svakoj točki podudaraju sa smjerom vektora intenziteta u ovoj točki polja.
Princip superpozicije jakosti električnog polja
Ako polje stvara više električnih polja, tada je jakost rezultirajućeg polja jednaka vektorskom zbroju jakosti pojedinih polja:
Pretpostavimo da je polje stvoreno sustavom točkastih naboja i da je njihova distribucija kontinuirana, tada se rezultirajući intenzitet nalazi kao:
integracija u izraz (3) provodi se po cijelom području raspodjele naboja.
Jakost polja u dielektriku
Jakost polja u dielektriku jednaka je vektorskom zbroju jakosti polja slobodnih i vezanih (polarizacijskih) naboja:
U slučaju da je tvar koja okružuje slobodne naboje homogen i izotropan dielektrik, tada je intenzitet jednak:
gdje je relativna permitivnost tvari u proučavanoj točki polja. Izraz (5) znači da je za danu raspodjelu naboja jakost elektrostatskog polja u homogenom izotropnom dielektriku manja nego u vakuumu za faktor.
Jakost polja točkastog naboja
Jačina polja točkastog naboja q je:
gdje je F / m (SI sustav) - električna konstanta.
Odnos između napetosti i potencijala
U općem slučaju, jakost električnog polja povezana je s potencijalom kao:
gdje je skalarni potencijal, a je vektorski potencijal.
Za stacionarna polja izraz (7) se transformira u formulu:
Jedinice jakosti električnog polja
Osnovna mjerna jedinica jakosti električnog polja u SI sustavu je: [E]=V/m(N/C)
Primjeri rješavanja problema
Primjer
Vježbajte. Koliki je modul vektora jakosti električnog polja u točki definiranoj vektorom radijusa (u metrima) ako električno polje stvara pozitivni točkasti naboj (q=1C) koji leži u ravnini XOY i njegov položaj određuje vektor radijusa, (u metrima)?
Riješenje. Modul napona elektrostatskog polja, koji stvara točkasti naboj, određen je formulom:
r je udaljenost od naboja koji stvara polje do točke u kojoj tražimo polje.
Iz formule (1.2) slijedi da je modul jednak:
Zamijenimo u (1.1) početne podatke i dobivenu udaljenost r, imamo:
Odgovor. 
Primjer
Vježbajte. Napiši izraz za jakost polja u točki, koja je određena radijusom - vektorom, ako je polje stvoreno nabojem koji je raspoređen po volumenu V s gustoćom.
Riješenje. Napravimo crtež.
Podijelimo volumen V na mala područja s volumenima naboja tih volumena, tada će jakost polja točkastog naboja u točki A (slika 1) biti jednaka:
Da bismo pronašli polje koje stvara cijelo tijelo u točki A, koristimo se principom superpozicije:
gdje je N broj elementarnih volumena na koje je volumen V podijeljen.
Gustoća raspodjele naboja može se izraziti kao:
Iz izraza (2.3) dobivamo:
Zamijenimo izraz za elementarni naboj u formulu (2.2), imamo:
Budući da je distribucija naboja dana kontinuirana, onda ako težimo nuli, tada možemo ići od zbrajanja do integracije, tada:
fizička priroda električno polje i njegov grafički prikaz. U prostoru oko električki nabijenog tijela postoji električno polje koje je jedna od vrsta materije. Električno polje ima zalihu električne energije, koja se očituje u obliku električnih sila koje djeluju na nabijena tijela u polju.
Riža. 4. Najjednostavnija električna polja: a - pojedinačni pozitivni i negativni naboji; b - dva suprotna naboja; c - dva istovjetna naboja; d - dvije paralelne i suprotno nabijene ploče (jednoliko polje)
Električno polje konvencionalno se prikazuje u obliku električnih linija sile, koje pokazuju smjer djelovanja električnih sila koje stvara polje. Uobičajeno je usmjeriti silnice u smjeru u kojem bi se pozitivno nabijena čestica gibala u električnom polju. Kao što je prikazano na sl. 4, električne linije sile divergiraju u različitim smjerovima od pozitivno nabijenih tijela i konvergiraju kod tijela s negativnim nabojem. Polje koje stvaraju dvije ravne suprotno nabijene paralelne ploče (slika 4, d) naziva se uniformnim.
Električno polje se može učiniti vidljivim stavljanjem čestica gipsa suspendiranih u tekućem ulju u njega: one se okreću duž polja, smještene duž njegovih linija sile (slika 5).
Jačina električnog polja. Električno polje djeluje na naboj q koji je u njega unesen (sl. 6) određenom silom F. Prema tome, o jakosti električnog polja možemo suditi prema vrijednosti sile kojom se određeni električni naboj privlači ili odbija, uzeti kao jedinstvo. U elektrotehnici se intenzitet polja karakterizira jakošću električnog polja E. Jakost se razumijeva kao omjer sile F koja djeluje na nabijeno tijelo u danoj točki polja i naboja q ovog tijela:
E=F/q(1)
Polje s velikim napetost E je grafički prikazan linijama sile velike gustoće; polje niskog intenziteta – rijetko razmaknute linije sile. Kako se udaljavate od nabijenog tijela, linije sila električnog polja su rjeđe, tj. jakost polja opada (vidi sl. 4 a, b i c). Samo u jednoličnom električnom polju (vidi sliku 4, d) intenzitet je isti u svim njegovim točkama.
Električni potencijal. Električno polje ima određenu količinu energije, tj. sposobnost obavljanja rada. Kao što znate, energija se također može pohraniti u oprugu, za što ju je potrebno stisnuti ili rastegnuti. Zahvaljujući ovoj energiji, možete dobiti određeni posao. Ako se jedan od krajeva opruge otpusti, ona će moći pomaknuti tijelo spojeno s tim krajem na neku udaljenost. Na isti način može se ostvariti energija električnog polja ako se u njega unese neki naboj. Pod djelovanjem sila polja, ovaj naboj će se kretati u smjeru linija sila, vršeći određeni rad.
Za karakterizaciju energije pohranjene u svakoj točki električnog polja uvodi se poseban pojam - električni potencijal. Električni potencijal? polje u danoj točki jednako je radu koji sile tog polja mogu izvršiti kada pomaknu jedinicu pozitivnog naboja iz te točke izvan polja.
Koncept električnog potencijala sličan je konceptu razine za različite točke Zemljina površina. Očito je da je za podizanje lokomotive do točke B (slika 7) potrebno uložiti više rada nego za podizanje do točke A. Stoga će lokomotiva podignuta na razinu H2 moći obaviti veći rad tijekom spuštanja. nego lokomotiva podignuta na razinu H2, nulta razina, od koje se mjeri visina, obično se uzima kao razina mora.
Isto tako, nulti potencijal se uvjetno uzima kao potencijal koji ima zemljina površina.
električni napon. Različite točke električnog polja imaju različite potencijale. Obično nas malo zanima apsolutna vrijednost potencijala pojedinih točaka električnog polja, ali nam je vrlo važno znati razliku potencijala ?1-?2 između dvije točke polja A i B (Sl. 8). Razlika potencijala?1 i?2 dviju točaka polja karakterizira rad utrošen silama polja da pomaknu jedinični naboj iz jedne točke polja s velikim potencijalom u drugu točku s nižim potencijalom. Slično tome, u praksi smo od malog interesa apsolutne visine H1 i H2 točaka A i B iznad razine mora (vidi sliku 7), ali za nas je važno znati razliku u razinama A između ovih točaka, budući da podizanje lokomotive od točke A do točke B zahtijeva rad ovisan na vrijednost H. Razlika potencijala između dviju točaka polja naziva se električni napon. Električni napon označava se slovom U (i). Brojčano je jednak omjeru rada W, koji se mora utrošiti na premještanje pozitivnog naboja q s jedne točke polja na drugu, prema tom naboju, tj.
U=W/q(2)
Stoga napon U koji djeluje između različite točke električno polje, karakterizira energiju pohranjenu u ovom polju, koja se može odati kretanjem između ovih točaka električnih naboja.
Električni napon je najvažnija električna veličina koja vam omogućuje izračunavanje rada i snage koja se razvija pri kretanju naboja u električnom polju. Jedinica za električni napon je volt (V). U tehnici se napon ponekad mjeri u tisućinkama volta - milivoltima (mV) i milijuntinkama volta - mikrovoltima (µV). Za mjerenje visoki napon koristite veće jedinice - kilovolti (kV) - tisuće volti.
Jačina električnog polja u jednoličnom polju je omjer električnog napona koji djeluje između dvije točke polja i udaljenosti l između tih točaka:
E=U/l(3)
Jakost električnog polja mjeri se u voltima po metru (V/m). Pri jakosti polja od 1 V/m, na naboj od 1 C djeluje sila od 1 Newton (1 N). U nekim slučajevima koriste se veće jedinice jakosti polja V/cm (100 V/m) i V/mm (1000 V/m).
