Электрический заряд Частицы, участвующие в электромагнитном взаимодействии, обладают специальным свойством - электрическим зарядом. Что такое электрический заряд? Первичное понятие. Нельзя его описать в других более понятных терминах. Электрический заряд - неотъемлемое свойство элементарной частицы. Если есть частица, обладающая электрическим зарядом, например, электрон, всем вам известный электрон, лишить его этого свойства невозможно. Электрон обладает и другими свойствами: массой, спином, магнитным моментом. Имеются частицы и не обладающие этим свойством. Если частица не участвует в электромагнитном взаимодействии (а как это определить? берём частицу, находим действующую на неё силу, есть книжки, в которых дано руководство для дальнейших действий), итак, если частица не участвует в электромагнитном взаимодействии, то она не обладает электрическим зарядом. кондиционеры mitsubishi
Ранее рассматривалось понятие производной функции, ее геометрический смысл, свойства, правила нахождения. Во многих технических задачах требуется решение обратной задачи: отыскание функции по заданной ее производной функции. Например, задача об определении закона прямолинейного движения
Статическое электромагнитное поле
Общие свойства электростатического поля
Работа по перемещению заряда Работа по перемещению заряда по замкнутому контуру равна нулю.
Поля, создаваемые распределениями зарядов с хорошей симметрией
Цилиндрическая симметрия Поле, создаваемое равномерно заряженной плоскостью. Вот мы имеем плоскость YZ, заряженную до бесконечности. Эта плоскость заряжена с постоянной плотностью s. s называется поверхностная плотность заряда. Если взять элемент поверхности
, то в нём будет заряд
. Значит, симметрия такова, что при сдвигах вдоль y и z ничего не меняется, это означает, что производные по y и z от чего угодно должны равняться нулю:
. Это означает, что потенциал есть функция x только:
. Вот такое следствие. Это означает, что любая плоскость ортогональная оси x является эквипотенциальной поверхностью. На любой такой плоскости j=const. Силовые линии ортогональны этим плоскостям, значит силовые линии – прямые параллельные оси x. Из соображений симметрии следует, что, если здесь они идут вправо от плоскости, то слева они должны идти влево от плоскости (ожидается, что имеется зеркальная симметрия).
Поле, создаваемое равномерно заряженной плоскостью
Потенциал системы точечных зарядов
Потенциал системы точечных зарядов
Поле на большом расстоянии от ограниченного распределения заряда
Сила, действующая на ограниченное распределение заряда во внешнем поле
Сила, действующая на диполь во внешнем поле
Однородное электрическое поле и диполь
Проводники и диэлектрики в электростатическом поле
Вещество в электростатическом поле
Проводники в электростатическом поле
Диэлектрики в электрическом поле
Диэлектрик, состоящий из полярных молекул
Напряжённость внутри проводника
Проводники в электростатическом поле
Энергия электростатического поля
Конденсаторы Пусть мы имеем отдельный проводник, на который посажен заряд q, этот проводник создаёт поле такой конфигурации, как на рисунке 6.2. Потенциал этого проводника одинаков во всех токах, поэтому можно говорить просто потенциал проводника, а, вообще-то, слово потенциал требует указания точки, в которой этот потенциал определяется. Можно показать, что потенциал уединённого проводника – линейная функция заряда, который на него посажен,
, увеличите заряд вдвое, потенциал увеличится вдвое. Это не очевидная вещь, и я не могу привести каких-нибудь аргументов на пальцах, чтобы пояснить вот эту зависимость. Получается так, что структура поля не меняется, ну, картина силовых линий не меняется, просто растут напряжённости поля во всех точках пропорционально этому заряду, но общая картина не меняется.
Стационарные магнитные поля Магнитные монополи отсутствуют. Это специальная проблема физики. Физика вслед за природой, которую она отражает, любит симметрию, и уравнения максвелла обладают симметрией, но ограниченно, в частности, для напряжённости справа стоит сумма зарядов, для магнитной индукции здесь стояла бы сумма магнитных монополей. Вот такое нарушение симметрии раздражает, повторяю, природа любит симметрию. Были попытки лет двадцать назад обнаружить монополи, так кажется, из соображений симметрии должны они быть, но не обнаружили. Теории приходилось искать причины, почему их нет. Соображения симметрии настолько довлеют, что её нарушения требуют какого-то объяснения. Ну, разные есть гипотезы, в которых фигурируют эти монополи, но почему мы не обнаруживаем их здесь, тоже там разные объяснения, вплоть до того, что на ранних стадиях возникновения Вселенной они были и попросту оказались вытолкнутыми за пределы окружающего нас пространства. В общем, есть теории, в которых они фигурируют, и в рамках тех теорий ищутся объяснения, почему мы их не находим на Земле. Пока мы, ссылаясь на то, что они не обнаружены, пишем здесь ноль и имеем дело только с замкнутыми силовыми линиями.
Магнитное поле, создаваемое произвольным проводником с током
Поле на большом расстоянии от ограниченного распределения тока
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле
Магнитный момент витка с током
Магнитный момент во внешнем поле
Диамагнетики Атомы могут обладать магнитными моментами. Магнитные моменты атомов связаны с моментом импульса электронов. Уже была получена формула
, где
– момент импульса частицы создающей ток. В атоме мы имеем положительное ядро и электрон е, вращающийся по орбите, на самом деле, в своё время мы увидим, что эта картина не имеет отношения к реальности, так нельзя представлять электрон, который вращается, но остаётся то, что электрон в атоме обладает моментом импульса, и этому моменту импульса будет отвечать такой магнитный момент:
.
Напряжённостью магнитного поля
Явление электромагнитной индукции
Электродвижущая сила Квазистационарные токи
Закон сохранения заряда Разрядка конденсатора
Индуктивность длинного соленоида
Создание тока в цепи с индуктивностью
Нестационарные поля Возьмём такой контур
, контур, площадь которого перпендикулярна линиям тока. Применим вот к этому контуру уравнение 4*. – циркуляция по этому контуру не равна нулю. Почему? Потому что уравнение говорит, что циркуляция равна плотности тока, умноженной на эту площадку. Через эту площадку ток течёт, а, раз ток течёт, то циркуляция по этому контуру равна силе тока через эту площадку, во всяком случае, не ноль. Значит, получается, из третьего уравнения следует, что
, а из уравнения 4*. следует, что
. Оказалось, что два уравнения конкурируют применительно к этой ситуации. Какой вывод, и что, вообще говоря, верно, создаёт такая конфигурация магнитное поле или не создаёт? Соображения симметрии – это более мощные соображения, значит, верно, что
, тогда нет противоречий между этими двумя уравнениями.
Уравнения Максвелла в дифференциальной форме
Закон сохранения энергии для электромагнитного поля
Волновое уравнение и его решение
И остаётся, наконец, последнее: запустить обе переменные λ и t, что тогда эта функция будет изображать? Тоже легко понять.
Если, то
, а
означает в свою очередь, что
. Для событий, для которых координата – линейная функция времени
, функция всё время одна и та же. Это можно проинтерпретировать так: если мы будем бежать вдоль оси х со скоростью
, то мы будем всё время видеть перед собой одно и тоже значение этой функции.