Šios dienos pamokos metu susipažinsime su tokiu fizikiniu dydžiu kaip krūvis, pamatysime krūvių perkėlimo iš vieno kūno į kitą pavyzdžius, sužinosime apie krūvių skirstymą į du tipus ir įkrautų kūnų sąveiką.

Tema: Elektromagnetiniai reiškiniai

Pamoka: Kūnų elektrifikavimas kontaktuojant. Įkrautų kūnų sąveika. Dviejų rūšių mokesčiai

Ši pamoka yra įvadas į naują skyrių „Elektromagnetiniai reiškiniai“, joje aptarsime pagrindines su juo susijusias sąvokas: krūvį, jo rūšis, elektrifikaciją ir įkrautų kūnų sąveiką.

„Elektros“ sąvokos istorija

Pirmiausia turėtume pradėti diskusiją apie tokį dalyką kaip elektra. Šiuolaikiniame pasaulyje nuolat su tuo susiduriame buityje ir nebeįsivaizduojame savo gyvenimo be kompiuterio, televizoriaus, šaldytuvo, elektros apšvietimo ir t.t. Visi šie įrenginiai, kiek žinome, veikia elektros srovės ir aplinkos dėka mus visur. Net ir iš pradžių visiškai nuo elektros nepriklausančios technologijos, tokios kaip vidaus degimo variklio veikimas automobilyje, pamažu pradeda įeiti į istoriją, o jų vietą aktyviai užima elektros varikliai. Taigi iš kur kilo žodis „elektrinis“?

Žodis „elektrinis“ kilęs iš graikų kalbos žodžio „electron“, reiškiančio „gintaras“ (iškastinė derva, 1 pav.). Nors, žinoma, iš karto reikėtų nustatyti, kad tarp visų elektros reiškinių ir gintaro nėra tiesioginio ryšio, o iš kur tokia asociacija tarp senovės mokslininkų suprasime kiek vėliau.

Pirmieji elektros reiškinių stebėjimai datuojami V-VI a.pr.Kr. e. Manoma, kad Talis Miletietis (senovės graikų filosofas ir matematikas iš Mileto, 2 pav.) pirmasis pastebėjo elektrinę kūnų sąveiką. Jis atliko tokį eksperimentą: gintarą įtrynė kailiu, tada priartino prie mažų kūnelių (dulkių dalelių, drožlių ar plunksnų) ir pastebėjo, kad šiuos kūnus gintaras pradėjo traukti be tuo metu paaiškinamos priežasties. Thalesas nebuvo vienintelis mokslininkas, kuris vėliau aktyviai atliko elektrinius eksperimentus su gintaru, dėl kurio atsirado žodis „elektronas“ ir „elektros“ sąvoka.

Ryžiai. 2. Mileto talai ()

Mes imituojame panašius eksperimentus su elektrine kūnų sąveika, tam imame smulkiai supjaustytą popierių, stiklo strypą ir popieriaus lapą. Jei įtrinsite stiklinę lazdelę ant popieriaus lapo, o paskui patraukite ant smulkiai supjaustytų popieriaus gabalėlių, pamatysite, kaip prie stiklo strypo pritrauksite mažus gabaliukus (3 pav.).

Įdomus faktas, kad pirmą kartą toks procesas iki galo buvo paaiškintas tik XVI a. Tada tapo žinoma, kad yra dviejų tipų elektra, ir jie sąveikauja tarpusavyje. Elektrinės sąveikos sąvoka atsirado XVIII amžiaus viduryje ir siejama su amerikiečių mokslininko Benjamino Franklino vardu (4 pav.). Būtent jis pirmasis pristatė elektros krūvio sąvoką.

Ryžiai. 4. Benjaminas Franklinas ()

Apibrėžimas.Elektros krūvis- fizikinis dydis, apibūdinantis įkrautų kūnų sąveikos dydį.

Tai, ką turėjome galimybę stebėti eksperimente su popieriaus gabalėlių pritraukimu prie elektrifikuotos lazdos, įrodo elektrinės sąveikos jėgų buvimą, o šių jėgų dydžiui būdinga tokia sąvoka kaip krūvis. Tai, kad elektrinės sąveikos jėgos gali būti skirtingos, nesunkiai patikrinama eksperimentiškai, pavyzdžiui, trinant tą pačią lazdą skirtingu intensyvumu.

Norint atlikti kitą eksperimentą, mums reikia tos pačios stiklinės lazdelės, popieriaus lapo ir ant geležinio strypo pritvirtinto popieriaus stulpelio (5 pav.). Jei lazdą patrinsite popieriaus lapu, o tada paliesite ją prie geležinio strypo, tada bus pastebimas sultono popieriaus juostelių atstūmimo vienas nuo kito reiškinys, o jei kelis kartus kartosite trynimą ir prisilietimą, pamatysite, kad poveikis sustiprės. Stebimas reiškinys vadinamas elektrifikacija.

Ryžiai. 5. Popierinis sultonas ()

Apibrėžimas.Elektrifikacija- elektros krūvių atsiskyrimas dėl glaudaus dviejų ar daugiau kūnų kontakto.

Elektrifikacija gali vykti keliais būdais, iš kurių pirmieji du svarstėme šiandien:

Elektrifikavimas trinties būdu;

Elektrifikavimas liečiant;

Elektrifikavimas vadovaujantis.

Apsvarstykite elektrifikavimą pagal nurodymus. Norėdami tai padaryti, paimkite liniuotę ir uždėkite ją ant geležinio strypo, ant kurio pritvirtintas popierinis sultonas, po to paliečiame strypą, kad pašalintume ant jo esantį krūvį, ir ištiesinkite sultono juosteles. Tada įelektriname stiklinę strypą trindami į popierių ir prinešame prie liniuotės, rezultatas bus toks, kad liniuotė pradės suktis ant geležinio strypo viršaus. Tokiu atveju nelieskite liniuotės stikline lazdele. Tai įrodo, kad vyksta elektrifikavimas be tiesioginio kūnų kontakto – elektrifikavimas vadovaujantis.

Pirmieji elektros krūvių verčių tyrimai datuojami vėlesniu istorijos laikotarpiu nei atradimas ir bandymai apibūdinti kūnų elektrines sąveikas. XVIII amžiaus pabaigoje mokslininkai priėjo prie išvados, kad dalijimasis krūviais lemia du iš esmės skirtingus rezultatus, ir buvo nuspręsta sąlyginai skirstyti krūvius į du tipus: teigiamus ir neigiamus. Kad galėtume atskirti šiuos du krūvių tipus ir nustatyti, kuris yra teigiamas, o kuris neigiamas, sutarėme atlikti du pagrindinius eksperimentus: jei ant popieriaus (šilko) trinsite stiklinę lazdelę, ant jo susidaro teigiamas krūvis. strypas; jei ebonito pagaliuką trinate į kailį, tai ant lazdos susidaro neigiamas krūvis (6 pav.).

komentuoti.Ebonitas- gumos medžiaga su dideliu sieros kiekiu.

Ryžiai. 6. Lazdelių elektrifikavimas su dviejų tipų įkrovimais ()

Be to, kad buvo įvestas krūvių skirstymas į du tipus, buvo pastebėta jų sąveikos taisyklė (7 pav.):

To paties pavadinimo krūviai atstumia vienas kitą;

Pritraukia priešingi mokesčiai.

Ryžiai. 7. Mokesčių sąveika ()

Apsvarstykite toliau pateiktą šios sąveikos taisyklės eksperimentą. Stiklo strypą elektrifikuojame trinties būdu (t. y. perduodame jam teigiamą krūvį) ir liečiame jį prie strypo, ant kurio pritvirtintas popierinis sultonas, todėl pamatysime efektą, apie kurį jau buvo kalbėta anksčiau - juostelės sultonas pradės vienas kitą atstumti. Dabar galime paaiškinti, kodėl atsiranda šis reiškinys – kadangi sultono juostelės yra teigiamai įkrautos (to paties pavadinimo), jos pradeda kiek įmanoma atstumti ir formuoja rutulio formos figūrą. Be to, norint vizualiau pademonstruoti panašiai įkrautų kūnų atstūmimą, prie elektrifikuoto stulpelio galite atnešti stiklinį strypą, patrintą popieriumi, ir bus aiškiai matyti, kaip popieriaus juostelės nukryps nuo strypo.

Tuo pačiu metu du reiškiniai – priešingai įkrautų kūnų pritraukimas ir panašiai įkrautų kūnų atstūmimas – gali būti stebimi sekančiame eksperimente. Tam reikia paimti stiklinį strypą, popierių ir folijos įvorę, pritvirtintą siūlu ant trikojo. Jei lazdą patrinsite popieriumi ir atnešite prie neapkrautos rankovės, tada rankovė pirmiausia pritrauks pagaliuką, o palietus pradės atstumti. Tai paaiškinama tuo, kad iš pradžių rankovė, kol neturės krūvio, trauksis prie pagaliuko, pagaliukas perduos jai dalį savo krūvio, o panašiai įkrauta rankovė atstums nuo pagaliuko.

komentuoti. Tačiau lieka klausimas, kodėl iš pradžių neįkrautą kasetės korpusą traukia pagaliukas. Sunku tai paaiškinti naudojant žinias, kurias turime dabartiniame mokyklinės fizikos studijų etape, tačiau pabandykime, žvelgdami į priekį, tai padaryti trumpai. Kadangi įvorė yra laidininkas, tada, atsidūrus išoriniame elektriniame lauke, joje pastebimas krūvio atskyrimo reiškinys. Tai pasireiškia tuo, kad laisvieji elektronai rankovės medžiagoje juda į tą pusę, kuri yra arčiausiai teigiamai įkrauto strypo. Dėl to įvorė pasidalija į dvi sąlygines sritis: viena yra neigiamai įkrauta (kur yra elektronų perteklius), kita – teigiamai (kur trūksta elektronų). Kadangi neigiama įvorės sritis yra arčiau teigiamai įkrauto strypo, nei jos teigiamai įkrauta dalis, vyraus trauka tarp priešingų krūvių ir įvorė bus pritraukta prie strypo. Po to abu kūnai įgis tą patį krūvį ir atstums.

Šis klausimas plačiau nagrinėjamas 10 klasėje temoje: „Laidžiai ir dielektrikai išoriniame elektriniame lauke“.

Kitoje pamokoje bus svarstomas tokio prietaiso kaip elektroskopo veikimo principas.

Bibliografija

1. Gendenšteinas L.E., Kaidalovas A.B., Koževnikovas V.B. Fizika 8 / Red. Orlova V.A., Roizena I.I. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A. V. Fizika 8. - M .: Bustard, 2010 m.
3. Fadeeva A. A., Zasovas A. V., Kiselevas D. F. Fizika 8. - M .: Švietimas.

1. Enciklopedija Brockhaus F.A. ir Efron I.A. ().
2. youtube ().
3. youtube ().

Namų darbai

1. Puslapis 59: 1-4 klausimai. Peryshkin A. V. Fizika 8. - M .: Bustard, 2010 m.
2. Metalinės folijos rutulys buvo teigiamai įkrautas. Jis buvo išmestas, o kamuolys tapo neutralus. Ar galime sakyti, kad kamuolio užtaisas dingo?
3. Gamyboje, siekiant surinkti dulkes ar sumažinti emisiją, oras valomas naudojant elektrostatinius nusodintuvus. Šiuose filtruose oras teka pro priešingai įkrautus metalinius strypus. Kodėl šie strypai traukia dulkes?
4. Ar yra būdas įkrauti bent dalį kūno teigiamai ar neigiamai, neliečiant to kūno kitu įkrautu kūnu? Pagrįskite atsakymą.

Elektrostatika tiria elektra įkrautų kūnų ar dalelių, kurios yra nejudančios inercinėje atskaitos sistemoje, savybes ir sąveiką.

Paprasčiausias reiškinys, kuriame atskleidžiamas elektros krūvių egzistavimo ir sąveikos faktas, yra kūnų elektrifikacija kontaktuojant. Paimkite dvi popieriaus juosteles ir kelis kartus perbraukite per jas plastikiniu rašikliu. Jei paimsite rašiklį ir popieriaus juostelę ir pradėsite juos suartinti, tada popieriaus juostelė pradės lenkti rašiklio link, ty tarp jų atsiras patrauklios jėgos. Jei paimsite dvi juosteles ir pradėsite jas priartinti, juostelės pradės lenkti įvairiomis kryptimis, ty tarp jų atsiras atstumiančios jėgos.

Šiame eksperimente rastų kūnų sąveika vadinama elektromagnetinis. Fizinis dydis, lemiantis elektromagnetinę sąveiką, vadinamas elektros krūvis.

Elektrinių krūvių gebėjimas abipusiai pritraukti ir atstumti yra paaiškinamas dviejų tipų krūvių egzistavimu: teigiamu ir neigiamu.

Akivaizdu, kad susilietus su plastikiniu rašikliu ant dviejų vienodų popieriaus juostelių atsiranda to paties ženklo elektros krūviai. Šios juostelės atstumia viena kitą, todėl to paties ženklo krūviai atstumia vienas kitą. Tarp skirtingų ženklų krūvių veikia traukos jėgos.

Kulono dėsnis

Galima vadinti krūvius, paskirstytus kūnuose, kurių matmenys yra daug mažesni už atstumus tarp jų tiksliai nustatyti, kadangi šiuo atveju nei kūnų forma, nei dydis reikšmingos įtakos jų tarpusavio sąveikai neturi.

Fiksuotų elektros krūvių sąveika vadinama elektrostatinės arba Kulonas sąveika. Elektrostatinės sąveikos jėgos priklauso nuo sąveikaujančių kūnų formos ir dydžio bei krūvių pasiskirstymo juose pobūdžio.

Dviejų taškinių nejudančių įkrautų kūnų sąveikos jėga vakuume yra tiesiogiai proporcinga krūvių absoliučių verčių sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui:

Jei kūnai yra terpėje su dielektrine konstanta, sąveikos jėga bus susilpninta dėl faktoriaus

Dviejų taškinių fiksuotų kūnų sąveikos jėgos nukreiptos išilgai šiuos kūnus jungiančios tiesės.

Priimamas elektros krūvio vienetas tarptautinėje sistemoje pakabukas. 1 C yra krūvis, praeinantis per 1 s per laidininko skerspjūvį, esant 1 A srovei.

Kulono dėsnio išraiškos proporcingumo koeficientas SI sistemoje yra

Vietoj to, veiksnys vadinamas elektros konstanta

Naudojant elektrinę konstantą, Kulono įstatymas turi formą

Jei yra taškinių krūvių sistema, tai kiekvieną iš jų veikianti jėga apibrėžiama kaip vektorinė jėgų, veikiančių tam tikrą krūvį iš visų kitų sistemos krūvių, suma. Šiuo atveju tam tikro krūvio sąveikos su konkrečiu krūviu jėga apskaičiuojama taip, lyg kitų krūvių nebūtų ( superpozicijos principas).

3. Elektrinis laukas. (apibrėžimas, įtampa, potencialas, elektrinio lauko modelis)

Elektrinis laukas

Elektros krūvių sąveika paaiškinama tuo, kad aplink kiekvieną krūvį yra elektrinis laukas. Krūvio elektrinis laukas yra materialus objektas, jis yra ištisinis erdvėje ir gali veikti kitus elektros krūvius. Stacionarių krūvių elektrinis laukas vadinamas elektrostatinės. Elektrostatinį lauką sukuria tik elektros krūviai, jis egzistuoja juos supančioje erdvėje ir yra neatsiejamai su jais susijęs.

Krūvio elektrinis laukas yra materialus objektas, jis yra ištisinis erdvėje ir gali veikti kitus elektros krūvius. Jei įelektrinta lazda atnešama prie elektroskopo, neliečiant jo ašies, tam tikru atstumu, rodyklė vis tiek nusilenks. Tai yra elektrinio lauko veikimas.

Elektrinis laukas

1 elektros krūvis

Elektromagnetinės sąveikos yra viena iš pagrindinių sąveikų gamtoje. Tamprumo ir trinties jėgos, skysčių ir dujų slėgis ir daug daugiau gali būti sumažintos iki elektromagnetinių jėgų tarp medžiagos dalelių. Pačios elektromagnetinės sąveikos nebėra redukuojamos į kitas, gilesnes sąveikos rūšis. Ne mažiau esminis sąveikos tipas yra gravitacija – bet kurių dviejų kūnų gravitacinė trauka. Tačiau yra keletas svarbių skirtumų tarp elektromagnetinės ir gravitacinės sąveikos.

1. Elektromagnetinėse sąveikose gali dalyvauti ne visi, o tik įkrauti kūnai (turintys elektros krūvį).

2. Gravitacinė sąveika visada yra vieno kūno pritraukimas prie kito. Elektromagnetinė sąveika gali būti ir trauka, ir atstūmimas.

3. Elektromagnetinė sąveika yra daug intensyvesnė nei gravitacinė. Pavyzdžiui, dviejų elektronų elektrinė atstūmimo jėga yra 1042 kartus didesnė už jų gravitacinio traukos vienas kito jėgą.

Kiekvienas įkrautas kūnas turi tam tikrą kiekį elektros krūvio q. Elektros krūvis – fizikinis dydis, nulemiantis gamtos objektų elektromagnetinės sąveikos stiprumą. Krovinio vienetas yra pakabukas (C).

1.1 Dviejų rūšių mokestis

Kadangi gravitacinė sąveika visada yra trauka, visų kūnų masės yra neneigiamos. Tačiau tai netaikoma mokesčiams. Dviejų tipų elektromagnetinė sąveika – pritraukimas ir atstūmimas – patogiai apibūdinamos pristatant dviejų tipų elektros krūvius: teigiamas ir neigiamas.

Skirtingų ženklų krūviai vienas kitą traukia, o to paties ženklo krūviai atstumia. Tai pavaizduota fig. 1; ant siūlų pakabintiems rutuliukams suteikiami vienokio ar kitokio ženklo užtaisai.

Ryžiai. 1. Dviejų rūšių krūvių sąveika

Visur pasitaikantis elektromagnetinių jėgų pasireiškimas paaiškinamas tuo, kad įkrautų dalelių yra bet kurios medžiagos atomuose: teigiamai įkrauti protonai yra atomo branduolio dalis, o neigiamo krūvio elektronai juda orbitomis aplink branduolį. Protono ir elektrono krūviai yra vienodi absoliučia verte, o protonų skaičius branduolyje yra lygus elektronų skaičiui orbitose, todėl paaiškėja, kad atomas kaip visuma yra elektriškai neutralus. Štai kodėl normaliomis sąlygomis mes nepastebime kitų elektromagnetinio poveikio ( Įkrovos vienetas nustatomas srovės vienetu. 1 C yra krūvis, praeinantis per laidininko skerspjūvį per 1 s, esant 1 A srovei.) kūnai: kiekvieno iš jų bendras krūvis lygus nuliui, o įkrautos dalelės tolygiai pasiskirsto kūno tūryje. Bet jei pažeidžiamas elektrinis neutralumas (pavyzdžiui, dėl elektrifikacijos), kūnas iš karto pradeda veikti aplinkines įkrautas daleles.

Kodėl yra būtent dviejų tipų elektros krūviai, o ne koks kitas jų skaičius, šiuo metu nežinoma. Galime tik teigti, kad šio fakto pripažinimas pirminiu suteikia tinkamą elektromagnetinės sąveikos aprašymą.

Protonų krūvis yra 1,6 10–19 C. Elektrono krūvis yra priešingas jam ženklu ir yra lygus -1,6 · 10 -19 C. Vadinama reikšmė e = 1,6 10 −19 C elementarus krūvis. Tai yra minimalus galimas krūvis: laisvųjų dalelių su mažesniu krūviu eksperimentuose nerasta. Fizika dar negali paaiškinti, kodėl gamta turi mažiausią krūvį ir kodėl jos dydis yra būtent toks.

Bet kurio kūno q krūvis visada susideda iš visas elementariųjų krūvių skaičius: q = ± Ne. Jei q< 0, то тело имеет избыточное количество N электронов (по сравнению с количеством протонов). Если же q >0, tada, atvirkščiai, kūne trūksta elektronų: protonų yra daugiau nei N.

1.2 Kėbulų elektrifikavimas

Kad makroskopinis kūnas galėtų daryti elektrinį poveikį kitiems kūnams, jis turi būti elektrifikuotas. Elektrifikacija- tai kūno ar jo dalių elektrinio neutralumo pažeidimas. Dėl elektrifikacijos kūnas tampa pajėgus elektromagnetinei sąveikai.

Vienas iš kūno elektrifikavimo būdų yra suteikti jam elektros krūvį, tai yra pasiekti tam tikro kūno to paties ženklo krūvių perteklių. Tai lengva padaryti naudojant trintį.

Taigi, trynant stiklinę lazdelę šilku, dalis jo neigiamų krūvių patenka į šilką. Dėl to lazda įkraunama teigiamai, o šilkas – neigiamai. Bet trinant ebonito pagaliuką vilna dalis neigiamų krūvių pereina iš vilnos į pagaliuką: pagaliukas įkraunamas neigiamai, o vilna – teigiamai.

Toks kūnų elektrifikavimo būdas vadinamas frikciniu elektrifikavimu. Trintis įsielektrina kiekvieną kartą, kai užsimetate ant galvos megztinį.

Kitas elektrifikavimo tipas vadinamas elektrostatinė indukcija, arba elektrifikacija per įtaką. Tokiu atveju bendras kūno krūvis lieka lygus nuliui, tačiau perskirstomas taip, kad vienose kūno vietose kaupiasi teigiami krūviai, kitose – neigiami.

Ryžiai. 2. Elektrostatinė indukcija

Pažiūrėkime į pav. 2. Tam tikru atstumu nuo metalinio korpuso yra teigiamas krūvis q. Jis pritraukia neigiamus metalo krūvius (laisvuosius elektronus), kurie kaupiasi kūno paviršiaus vietose, esančiose arčiausiai krūvio. Nekompensuoti teigiami krūviai lieka tolimuose regionuose.

Nepaisant to, kad bendras metalinio kūno krūvis liko lygus nuliui, kūne įvyko erdvinis krūvių atsiskyrimas. Jei dabar padalinsime kūną išilgai punktyrinės linijos, tada dešinė pusė bus neigiamai įkrauta, o kairioji - teigiamai. Elektroskopu galite stebėti kūno elektrifikaciją. Paprastas elektroskopas parodytas fig. 3.

Ryžiai. 3. Elektroskopas

Kas atsitinka šiuo atveju? Teigiamo krūvio strypas (pavyzdžiui, anksčiau įtrintas) atnešamas į elektroskopo diską ir surenka ant jo neigiamą krūvį. Žemiau, ant judančių elektroskopo lapelių, lieka nekompensuoti teigiami krūviai; stumdami vienas nuo kito, lapai skiriasi skirtingomis kryptimis. Jei nuimsite lazdelę, užtaisai grįš į savo vietą ir lapai nukris.

Perkūnijos metu stebimas grandiozinio masto elektrostatinės indukcijos reiškinys. Ant pav. 4 matome virš žemės sklindantį perkūnijos debesį.

Ryžiai. 4. Žemės elektrifikavimas perkūnijos debesyje

Debesio viduje yra įvairaus dydžio ledo sangrūdos, kurios susimaišo kylančios oro srovės, susiduria viena su kita ir įsielektrina. Tokiu atveju paaiškėja, kad neigiamas krūvis kaupiasi apatinėje debesies dalyje, o teigiamas – viršutinėje.

Neigiamai įkrauta apatinė debesies dalis sukelia teigiamus krūvius žemės paviršiuje. Atsiranda milžiniškas kondensatorius su milžiniška įtampa tarp debesies ir žemės. Jei šios įtampos pakanka pralaužti oro tarpą, tada įvyks išlydis – jums gerai žinomas žaibas.

1.3 Krūvio išsaugojimo dėsnis

Grįžkime, pavyzdžiui, prie elektrifikacijos trinties būdu – lazdos trynimo audiniu. Tokiu atveju lazda ir audinio gabalas įgyja vienodo dydžio ir priešingo ženklo krūvius. Jų bendras krūvis, kuris buvo lygus nuliui prieš sąveiką, po sąveikos išlieka lygus nuliui.

Čia matome krūvio tvermės dėsnį, kuris sako: uždaroje kūnų sistemoje algebrinė krūvių suma išlieka nepakitusi visuose procesuose, vykstančiuose su šiais kūnais:

q1 + q2 + . . . + qn = konst.

Kūnų sistemos uždarumas reiškia, kad šie kūnai gali keistis krūviais tik tarpusavyje, bet ne su jokiais kitais objektais, esančiais už duotosios sistemos ribų.

Kai lazda yra elektrifikuota, nėra nieko stebėtino krūvio išsaugojime: kiek įkrautų dalelių paliko lazdą – tiek pat pateko į audinio gabalą (arba atvirkščiai). Stebina tai, kad sudėtingesniuose procesuose, lydimuose abipusių elementariųjų dalelių transformacijų ir įkrautų dalelių skaičiaus pasikeitimo sistemoje, bendras krūvis vis dar išsaugomas! Pavyzdžiui, pav. 5 paveiksle parodytas procesas γ → e − + e +, kurio metu dalis elektromagnetinės spinduliuotės γ (vadinamasis fotonas) virsta dviem įkrautomis dalelėmis – elektronu e − ir pozitronu e +. Toks procesas galimas tam tikromis sąlygomis – pavyzdžiui, atomo branduolio elektriniame lauke.

Ryžiai. 5. Elektronų – pozitronų poros sukūrimas

Pozitrono krūvis absoliučia reikšme yra lygus elektrono krūviui ir yra priešingas jam ženklu. Įkrovos išsaugojimo įstatymas įvykdytas! Iš tiesų, proceso pradžioje turėjome fotoną, kurio krūvis lygus nuliui, o pabaigoje gavome dvi daleles, kurių bendras krūvis nulinis.

Krūvio išsaugojimo dėsnis (kartu su mažiausio elementariojo krūvio egzistavimu) šiandien yra pagrindinis mokslinis faktas. Fizikams kol kas nepavyko paaiškinti, kodėl gamta elgiasi taip, o ne kitaip. Galime tik konstatuoti, kad šiuos faktus patvirtina daugybė fizinių eksperimentų.

2 Kulono dėsnis

Fiksuotų (tam tikroje inercinėje atskaitos sistemoje) krūvių sąveika vadinama elektrostatinės. Tai lengviausia išmokti.

Elektrodinamikos skyrius, tiriantis fiksuotų krūvių sąveiką, vadinamas elektrostatika. Pagrindinis elektrostatikos dėsnis yra Kulono dėsnis.

Iš pažiūros Kulono dėsnis stebėtinai panašus į visuotinės gravitacijos dėsnį, kuris nustato taškinių masių gravitacinės sąveikos pobūdį. Kulono dėsnis yra taškinių krūvių elektrostatinės sąveikos dėsnis.

taškinis mokestis yra įkrautas kūnas, kurio matmenys yra daug mažesni už kitus konkrečiam uždaviniui būdingus matmenis. Visų pirma, taškinių krūvių dydžiai yra nereikšmingi, palyginti su atstumais tarp jų.

Taškinis krūvis yra toks pat idealizavimas kaip materialus taškas, taškinė masė ir tt Taškinių krūvių atveju galime vienareikšmiškai kalbėti apie atstumą tarp jų, negalvojant apie tai, tarp kurių konkrečių įkrautų kūnų taškų matuojamas šis atstumas.

Kulono dėsnis. Dviejų fiksuotų taškinių krūvių sąveikos jėga vakuume yra tiesiogiai proporcinga krūvių absoliučių verčių sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui.

Ši jėga vadinama Kulonas. Kulono jėgos vektorius visada yra tiesėje, jungiančioje sąveikaujančius krūvius. Kulono jėgai galioja trečiasis Niutono dėsnis: krūviai veikia vienas kitą vienodo dydžio ir priešingos krypties jėgomis.

Pavyzdžiui, pav. 6 parodytos jėgos F1 ir F2, su kuriomis sąveikauja du neigiami krūviai.

Ryžiai. 6. Kulono jėga

Jei krūviai, kurių modulis lygus q1 ir q2, yra atstumu r vienas nuo kito, jie sąveikauja su jėga

Proporcingumo koeficientas k SI sistemoje yra:

k \u003d 9 10 9 N m 2 / C 2.

Palyginus su universaliosios gravitacijos dėsniu, taškinių masių vaidmenį Kulono dėsnyje atlieka taškiniai krūviai, o vietoj gravitacinės konstantos G yra koeficientas k. Matematiškai šių dėsnių formulės išdėstytos taip pat. Svarbus fizinis skirtumas yra tas, kad gravitacinė sąveika visada yra trauka, o krūvių sąveika gali būti ir trauka, ir atstūmimas.

Taip atsitiko, kad kartu su konstanta k yra dar viena pagrindinė konstanta ε 0, susijusi su k ryšiu

Konstanta ε 0 vadinama elektrine konstanta. Jis lygus:

ε 0 \u003d 1 / 4πk \u003d 8,85 10 -12 C 2 / N m 2.

Kulono dėsnis su elektrine konstanta atrodo taip:

Patirtis rodo, kad vykdomas vadinamasis superpozicijos principas. Jį sudaro du teiginiai:

1. Dviejų krūvių sąveikos Kulono jėga nepriklauso nuo kitų įkrautų kūnų buvimo.
2. Tarkime, kad krūvis q sąveikauja su krūvių sistema q1, q2, . . . , qn. Jeigu kiekvienas iš sistemos krūvių krūvį q veikia jėga F1, F2, . . . , Fn, tada susidariusi jėga F, veikiama krūviui q iš šios sistemos pusės, yra lygi atskirų jėgų vektorinei sumai:

F = F1 + F2 + . . . + fn

Superpozicijos principas parodytas fig. 7. Čia teigiamas krūvis q sąveikauja su dviem krūviais: teigiamu krūviu q1 ir neigiamu krūviu q2.

Ryžiai. 7. Superpozicijos principas

Superpozicijos principas leidžia pasiekti vieną svarbų teiginį.

Prisimenate, kad visuotinės gravitacijos dėsnis iš tikrųjų galioja ne tik taškinėms masėms, bet ir rutuliams, kurių masės pasiskirstymas yra sferinis simetriškas (ypač rutuliui ir taškinei masei); tada r yra atstumas tarp rutuliukų centrų (nuo taško masės iki rutulio centro). Šis faktas išplaukia iš visuotinės gravitacijos dėsnio matematinės formos ir superpozicijos principo.

Kadangi Kulono dėsnio formulė turi tokią pačią struktūrą kaip ir visuotinės gravitacijos dėsnis, o superpozicijos principas galioja ir Kulono jėgai, galime padaryti panašią išvadą: pagal Kulono dėsnį du įkrauti rutuliai (taškinis krūvis su rutuliu) sąveikaus, jei rutuliukai turi sferiškai simetrišką krūvio pasiskirstymą; r reikšmė šiuo atveju bus atstumas tarp rutuliukų centrų (nuo taško krūvio iki rutulio).

Labai greitai pamatysime šio fakto reikšmę; visų pirma, būtent dėl ​​to įkrauto rutulio lauko stipris bus toks pat už rutulio ribų kaip ir taškinio krūvio. Tačiau elektrostatikoje, skirtingai nei gravitacijos atveju, reikia būti atsargiems su šiuo faktu. Pavyzdžiui, kai teigiamai įkrauti metaliniai rutuliukai artėja vienas prie kito, sferinė simetrija bus pažeista: teigiami krūviai, vienas kitą atstumdami, bus linkę į labiausiai nutolusias rutulių vietas vienas nuo kito (teigiamų krūvių centrai bus toliau vienas nuo kito nei centrai). iš kamuoliukų). Todėl rutuliukų atstūmimo jėga šiuo atveju bus mažesnė už reikšmę, kuri bus gauta pagal Kulono dėsnį, pakeičiant atstumą tarp centrų vietoj r.

2.2 Kulono dėsnis dielektrike

Skirtumas tarp elektrostatinės ir gravitacinės sąveikos yra ne tik esant atstumiančioms jėgoms. Krūvių sąveikos jėga priklauso nuo terpės, kurioje yra krūviai (o visuotinės gravitacijos jėga nepriklauso nuo terpės savybių). Dielektrikai, arba izoliatoriai Vadinamos medžiagos, kurios nelaidžios elektrai.

Pasirodo, dielektrikas sumažina krūvių sąveikos jėgą (lyginant su vakuumu). Be to, nesvarbu, kaip toli vienas nuo kito yra krūviai, jų sąveikos jėga tam tikrame vienalyčiame dielektrike visada bus tiek pat kartų mažesnė nei esant tokiam pačiam atstumui vakuume. Šis skaičius žymimas ε ir vadinamas dielektriko laidumu. Dielektrinė konstanta priklauso tik nuo dielektriko medžiagos, bet ne nuo jo formos ar dydžio. Tai bematis dydis ir jį galima rasti iš lentelių. Taigi dielektrikoje (1) ir (2) formulės yra tokios formos:

Vakuumo laidumas, kaip matome, yra lygus vienybei. Visais kitais atvejais leidžiamumas yra didesnis už vienybę. Oro dielektrinė konstanta yra tokia artima vienybei, kad skaičiuojant oro krūvių sąveikos jėgas, naudojamos vakuumo (1) ir (2) formulės.

Reagavimo planas

1. Elektros krūvis. 2. Įkrautų kūnų sąveika. 3. Elektros krūvio tvermės dėsnis. 4. Kulono dėsnis. 5. Dielektrinė konstanta. 6. Elektros konstanta. 7. Kulono jėgų kryptis.

Atomų ir molekulių sąveikos dėsnius galima suprasti ir paaiškinti remiantis žiniomis apie atomo sandarą, naudojant planetinį jo sandaros modelį. Atomo centre yra teigiamai įkrautas branduolys, aplink kurį tam tikromis orbitomis sukasi neigiamo krūvio dalelės. Įkrautų dalelių sąveika vadinama elektromagnetinis. Elektromagnetinės sąveikos intensyvumą lemia fizikinis dydis - elektros krūvis, kuri žymima q. Elektros krūvio matavimo vienetas yra pakabukas (C). 1 pakabukas yra toks elektros krūvis, kuris, praeidamas per laidininko skerspjūvį per 1 s, sukuria jame 1 A srovę. Elektrinių krūvių savybė tiek abipusiai pritraukti, tiek atstumti paaiškinama dviejų tipų egzistavimu. mokesčių. Buvo pavadinta viena apmokestinimo rūšis teigiamas elementaraus teigiamo krūvio nešėjas yra protonas. Kitas mokesčio tipas vadinamas neigiamas jo nešėjas yra elektronas. Elementarioji įkrova e=1,6 10 -19 C.

Kūno krūvis visada vaizduojamas kaip elementariojo krūvio kartotinis: q=e(Np-Ne) Kur Np- elektronų skaičius N e - protonų skaičius.

Bendras uždaros sistemos krūvis (į kurį neįeina išoriniai krūviai), t.y. visų kūnų algebrinė krūvių suma išlieka pastovi: q1 + q2 + ...+qn= konst. Elektros krūvis nesusidaro ir neišnyksta, o tik pereina iš vieno kūno į kitą. Šis eksperimentiškai nustatytas faktas vadinamas elektros krūvio tvermės dėsnis. Niekada ir niekur gamtoje neatsiranda ir neišnyksta to paties ženklo elektros krūvis. Elektrinių krūvių atsiradimas ir išnykimas ant kūnų daugeliu atvejų paaiškinamas elementariųjų įkrautų dalelių – elektronų – perėjimais iš vieno kūno į kitą.

Elektrifikacija yra žinutė kūnui apie elektros krūvį. Elektrifikacija gali vykti, pavyzdžiui, dėl skirtingų medžiagų sąlyčio (trinties) ir apšvitinimo. Įelektrinant organizme atsiranda elektronų perteklius arba trūkumas.

Esant elektronų pertekliui, kūnas įgauna neigiamą krūvį, o trūkumas – teigiamą.

Nejudančių elektros krūvių sąveikos dėsniai tiriami elektrostatika.

Pagrindinį elektrostatikos dėsnį eksperimentiškai nustatė prancūzų fizikas Charlesas Coulombas ir jis skamba taip. Dviejų taškinių nejudančių elektros krūvių sąveikos jėgos modulis vakuume yra tiesiogiai proporcingas šių krūvių dydžių sandaugai ir atvirkščiai proporcingas atstumo tarp jų kvadratui.

F = k q 1 q 2 /r 2, Kur q 1 ir q 2- krūvių moduliai, r - atstumas tarp jų, k- proporcingumo koeficientas, priklausantis nuo vienetų sistemos pasirinkimo, SI k\u003d 9 10 9 N m 2 / C 2. Reikšmė, parodanti, kiek kartų krūvių sąveikos jėga vakuume yra didesnė nei terpėje, vadinama vidutinis laidumas ε . Žiniasklaida su leidimu ε Kulono dėsnis parašytas taip: F= k q 1 q 2 /(ε r 2)

Vietoj koeficiento k dažnai naudojamas veiksnys vadinamas elektrine konstanta ε 0 . Elektrinė konstanta yra susijusi su koeficientu k tokiu būdu k = 1/4π ε 0 ir skaičiais lygūs ε 0 \u003d 8,85 10 -12 C / N m 2.

Naudojant elektrinę konstantą, Kulono dėsnis turi tokią formą: F=(1/4π ε 0) (q 1 q 2 /r 2)

Fiksuotų elektros krūvių sąveika vadinama elektrostatinis, arba Kulono sąveika. Kulono jėgas galima pavaizduoti grafiškai (14, 15 pav.).

Kulono jėga nukreipta išilgai tiesės, jungiančios įkrautus kūnus. Tai skirtingų krūvių ženklų traukos jėga ir tų pačių ženklų atstūmimo jėga.

Bilietas 14

Praktiškai įdomios sistemos iš dviejų laidininkų, atskirtų dielektriku. Yra tokių laidininkų konfigūracijų, kuriose elektrinis laukas koncentruojamas (lokalizuotas) tik tam tikrame erdvės regione. Tokios sistemos vadinamos kondensatoriai , o kondensatorių sudarantys laidininkai vadinami plokštėmis. Kondensatoriaus talpa yra lygus:

Plokščiojo kondensatoriaus talpa yra:

Kondensatoriaus viduje esančio elektrinio lauko energija yra:

Bilieto numeris 15 Darbas ir galia nuolatinės srovės grandinėje. Elektrovaros jėga. Omo dėsnis visai grandinei Atsakymo planas 1. Dabartinis darbas. 2. Džaulio-Lenco dėsnis 3. Elektrovaros jėga. 4. Omo dėsnis visai grandinei. Elektriniame lauke pagal įtampos nustatymo formulę (U = A/q) nesunku gauti išraišką elektros krūvio perdavimo darbui apskaičiuoti A \u003d Uq, nes už srovę mokestis q = tai, tada dabartinis darbas: A = Ult, arba A \u003d I 2 R t \u003d U 2 / R t. Galia pagal apibrėžimą, N = A/t, vadinasi N = UI = I 2 R \u003d U 2 /R. Rusų mokslininkas X. Lencas ir anglų mokslininkas Joule praėjusio amžiaus viduryje empiriškai nustatė vienas nuo kito nepriklausomą dėsnį, kuris vadinamas Džaulio-Lenco dėsniu ir skamba taip. Kai srovė praeina per laidininką, laidininke išsiskiriančios šilumos kiekis yra tiesiogiai proporcingas laidininko stiprumo, srovės, varžos ir laiko, per kurį praeina srovė, kvadratui. Q=I 2 Rt. Visiškai uždara grandinė yra elektros grandinė, kuri apima išorines varžas ir srovės šaltinį (18 pav.). Kaip viena iš grandinės sekcijų, srovės šaltinis turi varžą, kuri vadinama vidine, g. Kad srovė tekėtų per uždarą grandinę, reikia, kad srovės šaltinio krūviams būtų suteikta papildoma energija , jis imamas dėl judančių krūvių darbo, kurį sukuria neelektrinės kilmės jėgos (išorinės jėgos) prieš elektrinio lauko jėgas. Srovės šaltiniui būdinga energijos charakteristika, kuri vadinama EMF – šaltinio elektrovaros jėga. EML yra neelektrinio energijos šaltinio charakteristika elektros grandinėje, būtina palaikyti joje elektros srovę. EML matuojamas pagal išorinių jėgų judėjimą uždaroje teigiamo krūvio grandinėje ir šio krūvio santykiu ξ \u003d A st / q Leisk laikui t elektros krūvis praeina per laidininko skerspjūvį q. Tada išorinių jėgų darbą judant krūviui galima užrašyti taip: A st = ξ q . Pagal srovės stiprumo apibrėžimą q = tai, todėl A st = ξ I t. Kai šis darbas atliekamas vidinėje ir išorinėje grandinės atkarpose, kurių varžos R ir d, išsiskiria šiek tiek šilumos. Pagal Džaulio-Lenco dėsnį jis lygus: Q \u003d I 2 Rt + I 2 Rt. Pagal energijos tvermės dėsnį A = K . Vadinasi, ξ = IR+ Ir . Srovės ir grandinės atkarpos varžos sandauga dažnai vadinama įtampos kritimu toje dalyje. Taigi, EMF yra lygus įtampos kritimų vidinėje ir išorinėje uždaros grandinės dalyse sumai. Paprastai ši išraiška rašoma taip: I = ξ /(R + r).Šią priklausomybę eksperimentiškai gavo G. Ohmas, ji vadinama visos grandinės Ohmo dėsniu ir skamba taip. Srovės stipris visoje grandinėje yra tiesiogiai proporcingas srovės šaltinio EML ir atvirkščiai proporcingas grandinės varžai. Atviroje grandinėje EMF yra lygi įtampai šaltinio gnybtuose, todėl jį galima išmatuoti voltmetru.

Bilieto numeris 16 Magnetinis laukas, jo egzistavimo sąlygos. Magnetinio lauko veikimas elektros krūviui ir šį veiksmą patvirtinantys eksperimentai. Magnetinė indukcija

Atsakymų planas:

1. Oersted ir Ampère eksperimentai. 2. Magnetinis laukas. 3. Magnetinė indukcija. 4. Ampero dėsnis.

1820 m. danų fizikas Oerstedas atrado, kad magnetinė adata pasisuka, kai elektros srovė teka šalia jos esančiu laidininku (2 pav.). 19). IN Tais pačiais metais prancūzų fizikas Ampère'as nustatė, kad du laidininkai yra lygiagrečiai vienas kitam abipusė trauka, jei srovė jomis teka viena kryptimi, ir atstūmimas, jei srovės teka skirtingomis kryptimis (20 pav.). Amperas pavadino srovių sąveikos reiškinį elektrodinaminė sąveika. Judančių elektros krūvių magnetinė sąveika, remiantis trumpojo nuotolio veikimo teorija, paaiškinama taip:

bet koks judantis elektros krūvis sukuria magnetinį lauką supančioje erdvėje. magnetinis laukas- speciali medžiaga, atsirandanti erdvėje aplink bet kurį kintamąjį elektrinį lauką.

Šiuolaikiniu požiūriu gamtoje yra dviejų laukų - elektrinio ir magnetinio - derinys - tai elektromagnetinis laukas, tai yra ypatinga materijos rūšis, tai yra, ji egzistuoja objektyviai, nepriklausomai nuo mūsų sąmonės. Magnetinį lauką visada sukuria kintamasis elektrinis laukas, ir, atvirkščiai, kintamasis elektrinis laukas visada sukuria kintamąjį magnetinį lauką. Elektrinis laukas, paprastai kalbant, gali būti

turi būti vertinamas atskirai nuo magnetinio, nes jo nešikliai yra dalelės - elektronai ir protonai. Magnetinis laukas be elektrinio lauko neegzistuoja, nes nėra magnetinio lauko nešėjų. Aplink laidininką su srove yra magnetinis laukas, kurį sukuria kintamasis laidininke judančių įkrautų dalelių elektrinis laukas.

Magnetinis laukas yra jėgos laukas. Jėga, būdinga magnetiniam laukui, vadinama magnetine indukcija (IN).Magnetinė indukcija- tai vektorinis fizinis dydis, lygus didžiausiai jėgai, veikiančiai iš magnetinio lauko vieną srovės elementą. B \u003d F / II. Vienas srovės elementas yra 1 m ilgio laidininkas, o srovė jame yra 1 A. Magnetinės indukcijos matavimo vienetas yra tesla. 1 T = 1 N/A m.

Magnetinė indukcija visada sukuriama plokštumoje, kuri yra 90° kampu elektrinio lauko atžvilgiu. Aplink srovę nešantį laidininką magnetinis laukas taip pat egzistuoja plokštumoje, statmenoje laidininkui.

Magnetinis laukas yra sūkurinis laukas. Norėdami grafiškai pavaizduoti magnetinius laukus, pristatome elektros laidai, arba indukcinės linijos, - tai tokios tiesės, kurių kiekviename taške tangentiškai nukreiptas magnetinės indukcijos vektorius. Jėgos linijų kryptis randama pagal gimlet taisyklę. Jei antgalis įsukamas srovės kryptimi, tada rankenos sukimosi kryptis sutaps su jėgos linijų kryptimi. Tiesioginio laido su srove magnetinės indukcijos linijos yra koncentriniai apskritimai, išsidėstę statmenoje laidininkui plokštumoje (21 pav.).

Kaip nustatė Amperas, jėga veikia srovę nešantį laidininką, esantį magnetiniame lauke. Jėga, veikianti iš magnetinio lauko pusės į srovę nešantį laidininką, yra tiesiogiai proporcinga srovės stiprumui. laidininko ilgis magnetiniame lauke ir statmenoji magnetinės indukcijos vektoriaus dedamoji. Taip suformuluotas Ampero dėsnis, kuris parašytas taip: F ​​a = PV sinα.

Ampero jėgos kryptis nustatoma pagal kairės rankos taisyklę. Jei kairioji ranka yra išdėstyta taip, kad keturi pirštai rodytų srovės kryptį, statmena magnetinės indukcijos vektoriaus dedamoji patenka į delną, tada 90 ° sulenktas nykštys parodys Ampero jėgos kryptį.(22 pav.). IN = IN sinα.

Elektrostatika tiria elektra įkrautų kūnų ar dalelių, kurios yra nejudančios inercinėje atskaitos sistemoje, savybes ir sąveiką.

Paprasčiausias reiškinys, kuriame atskleidžiamas elektros krūvių egzistavimo ir sąveikos faktas, yra kūnų elektrifikacija kontaktuojant. Paimkite dvi popieriaus juosteles ir kelis kartus perbraukite per jas plastikiniu rašikliu. Jei paimsite rašiklį ir popieriaus juostelę ir pradėsite juos suartinti, tada popieriaus juostelė pradės lenkti rašiklio link, ty tarp jų atsiras patrauklios jėgos. Jei paimsite dvi juosteles ir pradėsite jas priartinti, juostelės pradės lenkti įvairiomis kryptimis, ty tarp jų atsiras atstumiančios jėgos.

Šiame eksperimente rastų kūnų sąveika vadinama elektromagnetinis. Fizinis dydis, lemiantis elektromagnetinę sąveiką, vadinamas elektros krūvis.

Elektrinių krūvių gebėjimas abipusiai pritraukti ir atstumti yra paaiškinamas dviejų tipų krūvių egzistavimu: teigiamu ir neigiamu.

Akivaizdu, kad susilietus su plastikiniu rašikliu ant dviejų vienodų popieriaus juostelių atsiranda to paties ženklo elektros krūviai. Šios juostelės atstumia viena kitą, todėl to paties ženklo krūviai atstumia vienas kitą. Tarp skirtingų ženklų krūvių veikia traukos jėgos.

Darbo pabaiga -

Ši tema priklauso:

Srovių sąveika Sąveikos stiprumas, magnetinis laukas, kaip jis reaguoja

Elektros krūvis .. krūvių sąveika Kulono dėsnis .. elektrinio lauko apibrėžimas elektrinio lauko intensyvumo potencialo brėžinys ..

Jei jums reikia papildomos medžiagos šia tema arba neradote to, ko ieškojote, rekomenduojame pasinaudoti paieška mūsų darbų duomenų bazėje:

Ką darysime su gauta medžiaga:

Jei ši medžiaga jums pasirodė naudinga, galite ją išsaugoti savo puslapyje socialiniuose tinkluose:

tviteryje

Visos temos šiame skyriuje:

Išvardijame mokesčių savybes
1. Yra dviejų rūšių mokesčiai; neigiamas ir teigiamas. Priešingi krūviai traukia, kaip ir atstumia. Elementario nešėjas, t.y. mažiausias neigiamas krūvis yra

Kulono dėsnis
Krūviai, paskirstyti kūnuose, kurių matmenys yra daug mažesni už atstumus tarp jų, gali būti vadinami taškiniais krūviais, nes tokiu atveju nei kūnų forma, nei dydžiai neturi reikšmingos įtakos tarpusavio santykiams.

Elektrinis laukas
Elektrinių krūvių sąveika paaiškinama tuo, kad aplink kiekvieną krūvį yra elektrinis laukas. Krūvio elektrinis laukas yra materialus objektas, jis yra ištisinis erdvėje

Elektrinio lauko stiprumas
Mokesčiai, būdami tam tikru atstumu vienas nuo kito, sąveikauja. Ši sąveika vykdoma naudojant elektrinį lauką. Elektrinio lauko buvimą galima aptikti įdėjus

Potencialus
Potencialus skirtumas. Be intensyvumo, svarbi elektrinio lauko charakteristika yra potencialas j. Potencialas j yra elektrinio lauko charakteristika

Dielektrikai elektriniame lauke
Dielektrikai arba izoliatoriai yra kūnai, kurie negali per save praleisti elektros krūvių. Taip yra dėl to, kad juose nėra nemokamų mokesčių. Jei vienas dielektriko galas

Poliniai ir nepoliniai dielektrikai
Nepoliniams dielektrikams priskiriami dielektrikai, kurių atomuose arba molekulėse neigiamai įkrauto elektronų debesies centras sutampa su teigiamo atomo branduolio centru. Pavyzdžiui, inertinės dujos, rūgštis

Nepolinių dielektrikų poliarizacija
Jei nėra elektrinio lauko, elektronų debesis išsidėsto simetriškai atomo branduolio atžvilgiu, o elektriniame lauke keičia savo formą ir neigiamai įkrauto elektronų debesies centrą.

Dielektrinė konstanta
Medžiagos dielektrinė konstanta yra fizikinis dydis, lygus elektrinio lauko stiprio modulio vakuume ir elektrinio lauko stiprio vienalyčiame dielektrike santykiui.

Laidininkai elektriniame lauke
Laidininkai yra kūnai, galintys per juos praleisti elektros krūvius. Ši laidininkų savybė paaiškinama tuo, kad juose yra laisvųjų krūvininkų. Laidininkų pavyzdžiai yra

Elektrinio lauko darbas judant krūviui
Bandomasis elektros krūvis, esantis elektrostatiniame lauke, yra veikiamas jėgos, kuri priverčia šį krūvį judėti. Tai reiškia, kad ši jėga veikia, kad judėtų krūvis. Gauname formulę

Potencialus skirtumas
Fizinis dydis, lygus lauko jėgų atliekamam darbui, perkeliant krūvį iš vieno lauko taško į kitą, vadinamas įtampa tarp šių lauko taškų.

Elektrinė talpa, kondensatorius
Elektrinė talpa yra kiekybinis laidininko gebėjimo išlaikyti krūvį matas. Paprasčiausi būdai atskirti skirtingus elektros krūvius yra elektrifikavimas ir elektrostatinis krūvis

Kondensatoriai
Jei izoliuotam laidininkui perduodamas krūvis Dq, jo potencialas padidės Dj, o santykis Dq/Dj išliks pastovus: Dq/Dj=C, kur C – laidininko elektrinė talpa,

Elektra
Tai yra nukreiptas įkrautų dalelių judėjimas. Metaluose srovės nešikliai yra laisvieji elektronai, elektrolituose - neigiami ir teigiami jonai, puslaidininkiuose - elektronai ir skylės, g

Srovės stiprumas
Srovės stipris yra laidininko skerspjūviu per tam tikrą laiko intervalą pernešamo krūvio ir šio laiko intervalo santykis.

Elektrovaros jėga
Kad elektros srovė laidininke egzistuotų ilgą laiką, būtina išlaikyti nepakitusias sąlygas, kuriomis atsiranda elektros srovė. Išorinėje elektros grandinėje

Laidininko varža
Atsparumas yra pagrindinė laidininko elektrinė charakteristika. Laidininko varžą galima nustatyti pagal Ohmo dėsnį:

Laidininko varžos priklausomybė nuo temperatūros
Jei srovę iš akumuliatoriaus perduodate per plieninę ritę, ampermetras parodys srovės stiprumo sumažėjimą. Tai reiškia, kad esant atsparumui temperatūrai, laidininko varža pasikeičia. Esl

Superlaidumas
1911 metais olandų mokslininkas Kamerling-Onnes atrado, kad gyvsidabrio temperatūrai nukritus iki 4,1 K, jo savitoji varža pašoka iki nulio. Atsparumo mažėjimo reiškinys

Eilinis ir lygiagretus laidų sujungimas
Nuolatinės srovės elektros grandinėse laidininkai gali būti jungiami nuosekliai ir lygiagrečiai. Jungiant nuosekliai, elektros grandinė neišsišakoja.

Omo dėsnis visai grandinei
Jei dėl nuolatinės srovės praleidimo uždaroje elektros grandinėje įvyksta tik laidininkų kaitinimas, tada pagal energijos tvermės dėsnį bendras elektros srovės darbas uždaroje grandinėje

Kirchhoffo taisyklė
Kai nuosekliai sujungti keli srovės šaltiniai, bendra akumuliatoriaus emf yra lygi visų šaltinių emf algebrinei sumai, o bendra varža lygi varžų sumai. Su lygiagrečiu p

Dabartinė galia
Tai darbas, atliktas per laiko vienetą ir lygus P=A/t=IU=I2R=U2/R. Bendra galia P0, sukurta šaltinio, naudojama šilumai išleisti išorėje ir viduje

Darbas ir srovės galia
Elektrinio lauko jėgų, sukuriančių elektros srovę, darbas vadinamas srovės darbu. Elektrinio lauko jėgų arba srovės darbas grandinės atkarpoje, kurios elektrinė varža R, laikui bėgant

Magnetinis laukas
Aplink srovės laidininkus ir nuolatinius magnetus yra magnetinis laukas. Jis atsiranda aplink bet kokį kryptingai judantį elektros krūvį, taip pat esant laikui bėgant kintančiam elementui.

Srovių magnetinė sąveika
Jėgos, veikiančios tarp fiksuotų elektros krūvių, nustatomos pagal Kulono dėsnį. Kiekvienas įkrovimas sukuria lauką, kuris veikia kitą krūvį ir atvirkščiai. Tačiau tarp elektros krūvių

Magnetinis laukas
Kaip elektrinis laukas atsiranda erdvėje, supančioje nejudančius elektros krūvius, taip magnetinis laukas atsiranda erdvėje, supančioje judančius krūvius. Elektros

Magnetinio lauko veikimas judančiam krūviui. Lorenco jėga
Elektros srovė yra tvarkingai įkrautų dalelių rinkinys, judantis tvarkingai. Todėl magnetinio lauko poveikis laidininkui su srove yra lauko poveikio judančioms įkrautoms dalelėms rezultatas.

Ampero dėsnis
Į magnetinį lauką pastatykime l ilgio laidininką, kuriuo teka srovė I. Laidininką veikianti jėga yra tiesiogiai proporcinga laidininku tekančios srovės stiprumui, magnetinio lauko indukcijai, ilgiui.

Ampero dėsnis
Jėga, veikianti srovę nešantį laidininką magnetiniame lauke, vadinama jėga ampere. Eksperimentinis magnetinės sąveikos tyrimas rodo, kad Ampero jėgos modulis yra proporcingas

magnetinis srautas
Magnetinis srautas per tam tikrą paviršių vadinamas fizikiniu dydžiu, lygiu bendram magnetinės indukcijos linijų, prasiskverbiančių šį paviršių, skaičiui. Apsvarstykite homogeninį magnetą

Magnetinis,
terminas, taikomas visoms medžiagoms, atsižvelgiant į jų magnetines savybes. M. tipų įvairovė atsiranda dėl medžiagą sudarančių mikrodalelių magnetinių savybių skirtumų, taip pat dėl ​​sąveikos pobūdžio

Magnetinės medžiagos savybės
Visos medžiagos, esančios magnetiniame lauke, yra įmagnetintos, tai yra, jos pačios sukuria magnetinį lauką. Todėl magnetinio lauko indukcija vienalytėje terpėje skiriasi nuo lauko indukcijos vakuume. fi

magnetinis srautas
Magnetinis srautas Ф per tam tikrą paviršių S yra skaliarinis dydis, lygus magnetinės indukcijos vektoriaus modulio ir šio paviršiaus ploto sandaugai bei kampo tarp normaliosios n ir kosinuso.

Elektromagnetinė indukcija
EMF atsiradimas uždaroje laidžioje grandinėje, kai magnetinis srautas keičiasi per šį paviršių, kurį riboja ši grandinė, vadinamas elektromagnetine indukcija. Taip pat indukcijos emf ir pėdsakas

Magnetinio lauko indukcija
Magnetinio lauko indukcija yra magnetinio lauko gebėjimo paveikti srovę nešantį laidininką charakteristika. Tai vektorinis fizikinis dydis. Virš krypties

Elektromagnetinė indukcija
Jei elektros srovė sukuria magnetinį lauką, ar magnetinis laukas savo ruožtu negali sukelti elektros srovės laidininke? Michaelas Faradėjus pirmasis rado atsakymą į šį klausimą. 1831 metais

Elektromagnetinės indukcijos dėsnis
Eksperimentinis indukcijos EML priklausomybės nuo magnetinio srauto pokyčių tyrimas leido nustatyti elektromagnetinės indukcijos dėsnį: indukcijos EML uždaroje grandinėje p.

Savęs indukcijos reiškinys
Srovė, tekanti laidžiąja grandine, aplink ją sukuria magnetinį lauką. Magnetinis srautas Ф, sujungtas su grandine, yra tiesiogiai proporcingas srovės stipriui šioje grandinėje: Ф=LI, kur L yra grandinės induktyvumas.

Savęs indukcijos reiškinys. Induktyvumas
Elektros srovė, einanti per laidininką, sukuria aplink jį magnetinį lauką. Magnetinis srautas per grandinę iš šio laidininko yra proporcingas magnetinio lauko indukcijos moduliui grandinės viduje ir

Magnetinio lauko energija
Atjungus induktorių nuo srovės šaltinio, lygiagrečiai su rite sujungta kaitrinė lempa trumpai blyksteli. Srovė grandinėje atsiranda veikiant savaiminės indukcijos EMF. Šaltinis

Elektromagnetinės bangos
Pagal Maksvelo teoriją, kintamasis magnetinis laukas sukelia kintamo sūkurio atsiradimą el. laukas, kuris savo ruožtu sukelia kintamo magnetinio lauko atsiradimą ir kt. Taigi

Elektromagnetinių bangų skalė
Elektromagnetinės bangos generuojamos plačiu dažnių diapazonu. Kiekviena spektro dalis turi savo pavadinimą. Taigi matoma šviesa atitinka gana siaurą dažnių ir atitinkamai bangų ilgių diapazoną.

Lazeriai ir mazeriai (stimuliuojamos emisijos poveikis, schemos)
, elektromagnetinės spinduliuotės šaltinis matomajame, infraraudonajame ir ultravioletiniame diapazone, pagrįstas stimuliuojama atomų ir molekulių emisija. Žodis „lazeris“ sudarytas iš inicialų

geometrinė optika
, optikos šaka, tirianti šviesos sklidimo dėsnius, remiantis idėjomis apie šviesos spindulius. Šviesos spindulys suprantamas kaip linija, kuria sklinda šviesos energijos srautas.

ūkio principas,
Pagrindinis geometrinės optikos principas. Paprasčiausia F. p. forma yra teiginys, kad šviesos spindulys visada sklinda erdvėje tarp dviejų taškų išilgai kelio, kuriuo laikas

Šviesos poliarizacija
viena iš pagrindinių optinės spinduliuotės (šviesos) savybių, susidedanti iš skirtingų krypčių nelygybės plokštumoje, statmenoje šviesos pluoštui (šviesos bangos sklidimo krypčiai).

Šviesos trukdžiai
Tai yra bangų superpozicijos reiškinys, kai susidaro stabilus aukštumų ir žemumų modelis. Kai šviesa trukdo, ekrane pastebima šviesių ir tamsių juostų kaita, jei šviesa yra vienspalvė (ir

Šviesos difrakcija
Reiškinys, kai bangos lenkiasi aplink kliūtis ir patenka šviesa į geometrinio šešėlio sritį, vadinamas difrakcija. Tegul plokštumos banga krinta į plokščiojo ekrano AB plyšį. Pagal Huygens-Fresnelio principą

Hugenetso Frenelio principas. Md Fresnelis
. Huygens-Fresnelio principas.

Holografija
(iš graikų kalbos hólos – visa, pilna ir... grafika), metodas, skirtas gauti trimatį objekto vaizdą, remiantis bangų trukdžiais. G. idėją pirmasis išreiškė D. Gaboras (Didžioji Britanija, 1948 m.)