sila-elektrostatyczna

advertisement
Wykład: Ładunek elektryczny. Prawo Coulomba. Pole elektryczne. Linie sił. Prawo Gaussa.
Wykład 18 Siła elektrostatyczna 1 Wstęp Oddziaływanie elektromagnetyczne - chyba najważniejsze
w fizyce. Pozwala wyjaśnić nie tylko zjawiska elektryczne ale też siły zespalające materię na
poziomie atomów, cząsteczek. Przewodniki i izolatory. Doświadczenie z naładowaniem pręta
metalowego i pręta szklanego. Zdolność izolacyjna stopionego kwarcu jest 1025 razy większa niż
miedzi. 2 Ładunek elektryczny Porównajmy siłę grawitacyjną pomiędzy elektronem i protonem w
atomie wodoru F = 3.61·10-47 N z siła elektryczną pomiędzy nimi w tym samym atomie F =
2.27·10-8 N. To, że siły grawitacyjne dla "dużych" ciał dominują wynika stąd, że liczby protonów i
elektronów są równe. Nie istnieje, żaden związek między masą i ładunkiem. W przeciwieństwie do
masy ładunki "+" lub "-". 1 Kwantyzacja ładunku Ładunek elementarny e = 1.6·10-19 C. Wszystkie
ładunki są wielokrotnością e. 2 Zachowanie ładunku Zasada zachowania ładunku - B. Franklin.
Wypadkowy ładunek w układzie zamkniętym jest stały. 3 Prawo Coulomba Siła oddziaływania
dwóch ładunków q1 i q2 (18.1) gdzie stała . Współczynnik (0 = 8.854·10-12 C2/(Nm2) nosi nazwę
przenikalności elektrycznej próżni. W układzie cgs k = 1. 1 Zasada superpozycji Siłę wypadkową
(tak jak w grawitacji) obliczamy dodając wektorowo siły dwuciałowe. Przykład 1 Dipol elektryczny
składa się z dwóch ładunków oddalonych od siebie l. Jaka siła jest wywierana na ładunek q
umieszczony tak jak na rysunku? Z podobieństwa trójkątów Stąd gdzie p = Ql jest momentem
dipolowym. 4 Pole elektryczne W wykładzie 6 zdefiniowaliśmy natężenie pola grawitacyjnego w
dowolnym punkcie przestrzeni jako siłę grawitacyjną działająca na masę m umieszczoną w tym
punkcie przestrzeni podzielo
Wykład 18
Siła elektrostatyczna
Wstęp
Oddziaływanie elektromagnetyczne - chyba najważniejsze w fizyce. Pozwala wyjaśnić nie tylko
zjawiska elektryczne ale też siły zespalające materię na poziomie atomów, cząsteczek. Przewodniki
i izolatory. Doświadczenie z naładowaniem pręta metalowego i pręta szklanego. Zdolność
izolacyjna stopionego kwarcu jest 1025 razy większa niż miedzi.
Ładunek elektryczny
Porównajmy siłę grawitacyjną pomiędzy elektronem i protonem w atomie wodoru F = 3.61·10-47 N
z siła elektryczną pomiędzy nimi w tym samym atomie F = 2.27·10-8 N.
To, że siły grawitacyjne dla "dużych" ciał dominują wynika stąd, że liczby protonów i elektronów są
równe.
Nie istnieje, żaden związek między masą i ładunkiem.
W przeciwieństwie do masy ładunki "+" lub "-".
Kwantyzacja ładunku
Ładunek elementarny e = 1.6·10-19 C. Wszystkie ładunki są wielokrotnością e.
Zachowanie ładunku
Zasada zachowania ładunku - B. Franklin. Wypadkowy ładunek w układzie zamkniętym jest stały.
Prawo Coulomba
Siła oddziaływania dwóch ładunków q1 i q2
(18.1)
gdzie stała . Współczynnik ε0 = 8.854·10-12 C2/(Nm2) nosi nazwę przenikalności elektrycznej
próżni. W układzie cgs k = 1.
Zasada superpozycji
Siłę wypadkową (tak jak w grawitacji) obliczamy dodając wektorowo siły dwuciałowe.
Przykład 1
Dipol elektryczny składa się z dwóch ładunków oddalonych od siebie l. Jaka siła jest wywierana na
ładunek q umieszczony tak jak na rysunku?
Z podobieństwa trójkątów
Stąd
gdzie p = Ql jest momentem dipolowym.
Pole elektryczne
W wykładzie 6 zdefiniowaliśmy natężenie pola grawitacyjnego w dowolnym punkcie przestrzeni
jako siłę grawitacyjną działająca na masę m umieszczoną w tym punkcie przestrzeni podz
(…)
… działająca na masę m umieszczoną w tym punkcie przestrzeni podzieloną przez tę masę.
Analogicznie definiujemy natężenie pola elektrycznego jako siłę działającą na ładunek próbny q
(umieszczony w danym punkcie przestrzeni) podzieloną przez ten ładunek.
Aby zmierzyć natężenie pola elektrycznego E w dowolnym punkcie P, należy w tym punkcie
umieścić ładunek próbny i zmierzyć wypadkową siłę elektryczną F…
… jest liniową gęstością ładunku to
oraz
Stąd
Zwróćmy uwagę, że w środku pierścienia (x0 = 0) E = 0, a dla x0 >> R pole E → kQ/x02 i jest takie
samo jak pole ładunku punktowego w tej odległości.
Jedną z zalet posługiwania się pojęciem pola elektrycznego jest to, że nie musimy zajmować się
szczegółami źródła pola. Np. pole E = kQ/r2 może pochodzić od wielu źródeł.
Linie sił
Kierunek pola E w przestrzeni…
Fizyka - Prawo Gaussa
Elektrostatyka - wykład
zagadnienia na egzamin pisemny
Pole elektryczne
Pytania na egzamin 6
Pytania na egzamin - Dielektryki
Reklama































Prawa autorskie
Reklama
Kontakt
Download
Random flashcards
Create flashcards