Электрическое поле. Проводники и изоляторы в электрическом поле - Контрольная работа

Электрическое поле представляет собой особое, специфическое состояние материи. Мы не можем разъяснить, что такое поле, не рассказав, из чего оно состоит: ничего более простого, чем электрическое поле, мы не знаем, подобно тому, как мы не знаем ничего более простого, чем элементарные частицы. Наше представление о том, что такое электрическое поле, образуется в результате опытного исследования свойств поля. Помещая один и тот же электрический заряд в различные участки электрического поля, мы замечаем, что сила, действующая на него, будет меняться. После введения представления о поле центр тяжести в исследовании электромагнитных процессов сосредоточивается уже не на изучении самих зарядов, а на изучении свойств пространства между ними, заполненного электрическим полем.В 1785 г. французский физик Шарль Кулон экспериментально установил основной закон электростатики - закон взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел или частиц. Закон взаимодействия неподвижных электрических зарядов - закон Кулона - основной (фундаментальный) физический закон и может быть установлен только опытным путем. Если обозначить модули зарядов через |q1| и |q2|, то закон Кулона можно записать в следующей форме: F=k?|q1|?|q2|r2, (1) где k - коэффициент пропорциональности, значение которого зависит от выбора единиц электрического заряда. Закон Кулона в данной формулировке справедлив только для точечных заряженных тел, т.к. только них понятие расстояния между зарядами имеет определенный смысл. Если через F?1,2 обозначить силу, действующую на первый заряд со стороны второго, а через F?2,1-силу, действующую на второй заряд со стороны первого (рис.Однако этот закон не дает ответа на весьма важный вопрос о механизме взаимодействия зарядов, т.е. посредством чего передается действие одного заряда на другой. Поле одного заряда действует на другой заряд, и наоборот. Рассмотрим удаленный от других тел заряд q1, создающий электрическое поле, которое действует на заряд q2 с силой F?1,2. Электрическое поле - это особая форма материи, окружающая электрически заряженные тела и проявляющаяся в том, что на любой заряд, помещенный в любую точку этого поля, будет действовать сила. Если один из двух взаимодействующих между собой зарядов, первоначально находящихся на расстоянии l друг от друга, быстро переместить из одной точки пространства в другую, то второй заряд почувствует изменение положения первого заряда не мгновенно, а спустя некоторый промежуток времени ?t=lc, где с - скорость света в вакууме.Мы получим некоторое представление о поле, если нарисуем векторы напряженности поля в нескольких точках пространства. Но в случае произвольного поля картина будет более наглядной, если нарисовать не векторы в отдельных точках, а непрерывные линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора напряженности. Эти линии называются линиями напряженности или силовыми линиями электрического поля. Действительно, для точечных зарядов напряженность поля увеличивается по мере приближения к заряду, а силовые линии при этом сгущаются (рис. Число силовых линий, приходящихся на поверхность единичной площади, расположенную нормально к силовым линиям, можно считать пропорциональным модулю напряженности.В проводниках, помещенных в поле, наводятся (индуцируются) заряды противоположных знаков. Эти заряды располагаются на поверхности проводника таким образом, что напряженность электростатического поля внутри проводника равна нулю, а поверхность проводника является эквипотенциальной поверхностью. Поляризация состоит в том, что заряды, входящие в состав молекул, смещаются таким образом, что их электрическое поле становится подобным полю двух точечных разноименных зарядов, равных по абсолютной величине (рис.2а).Электрическое поле - одна из составляющих электромагнитногополя; особый вид материи, существующий вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах). Электрическое поле непосредственно невидимо, но может быть обнаружено благодаря его силовому воздействию на заряженные тела. Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика - напряженность электрического поля - векторная физическая величина, равная отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда. В классической физике , применимой при рассмотрении крупномасштабных (больше размера атома) взаимодействий, электрическое поле рассматривается как одна из составляющих единого электромагнитного поля и проявление электромагнитного взаимодействия.

Содержание

Введение

1. Закон Кулона

1.1 Электрическое поле

1.2 Напряженность электрического поля

1.3 Линии напряженности электрического поля

2. Проводники и изоляторы в электрическом поле

Заключение

Литература

Что же такое электрическое поле? Его существование в пространстве столь же достоверно, сколь и существование самих зарядов. Электрическое поле представляет собой особое, специфическое состояние материи. Мы не можем разъяснить, что такое поле, не рассказав, из чего оно состоит: ничего более простого, чем электрическое поле, мы не знаем, подобно тому, как мы не знаем ничего более простого, чем элементарные частицы. Наше представление о том, что такое электрическое поле, образуется в результате опытного исследования свойств поля. Основное его свойство заключается в способности действовать на электрический заряд с определенной силой. По величине этой силы можно судить о величине поля. Помещая один и тот же электрический заряд в различные участки электрического поля, мы замечаем, что сила, действующая на него, будет меняться.

Следовательно, величина поля в различных точках пространства будет различной. Принято характеризовать величину поля силой действующей на положительный заряд, равный единице. Эта характеристика поля называется напряженностью электрического поля. Распределение электрического поля в пространстве можно считать известным, если мы знаем напряженность поля в каждой точке. В учении об электричестве понятие поля играет основную роль. После введения представления о поле центр тяжести в исследовании электромагнитных процессов сосредоточивается уже не на изучении самих зарядов, а на изучении свойств пространства между ними, заполненного электрическим полем. В каждой точке пространства поле действует на положительный заряд с некоторой силой, имеющей определенное направление. Это направление принимается за направление поля. Силовой линией называется линия, касательная к которой в каждой точке указывает направление поля.

Электрическое поле непосредственно не действует на наши органы чувств. С этим, кстати, связаны некоторые затруднения при введении представлений о поле: ведь нелегко убедиться в реальности того, что мы непосредственно не ощущаем.

закон кулон изолятор диэлектрик

Электрическое поле - одна из составляющих электромагнитногополя; особый вид материи, существующий вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах). Электрическое поле непосредственно невидимо, но может быть обнаружено благодаря его силовому воздействию на заряженные тела.

Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика - напряженность электрического поля - векторная физическая величина, равная отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда. Направление вектора напряженности совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд.

В классической физике , применимой при рассмотрении крупномасштабных (больше размера атома) взаимодействий, электрическое поле рассматривается как одна из составляющих единого электромагнитного поля и проявление электромагнитного взаимодействия. В квантовой электродинамике - это компонент электрослабого взаимодействия.

В классической физике система уравнений Максвелла описывает взаимодействие электрического поля, магнитного поля, и воздействие зарядов на эту систему полей.

Сила Лоренца описывает воздействие электромагнитного поля на частицу.

Эффект поля заключается в том, что при воздействии электрического поля на поверхность электропроводящей среды в ее приповерхностном слое изменяется концентрация свободных носителей заряда. Этот эффект лежит в основе работы полевых транзисторов.

Основным действием электрического поля является силовое воздействие на неподвижные (относительно наблюдателя) электрически заряженные тела или частицы. Если заряженное тело фиксировано в пространстве, то оно под действием силы не ускоряется. На движущиеся заряды силовое воздействие оказывает и магнитное поле (вторая составляющая силы Лоренца).

Проводники и изоляторы в электрическом поле

Проводники и диэлектрики

Мякишев Г.Я. Физика: Электродинамика. 10-11 кл.: учеб. для углубленного изучения физики / Г.Я. Мякишев, А.З. Синяков, Б.А. Слободсков. - М.: Дрофа, 2005. - 476 с.

Размещено на .ru