Основы электродинамики

1. Пишем конспект ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ

Электродинамика – это наука о свойствах и
закономерностях поведения особого вида
материи – электромагнитного поля,
осуществляющего взаимодействие между
электрически заряженными телами или
частицами.

2. пишем: Основы электродинамики

Объекты изучения
Электромагнитные поля.
Электромагнитные волны.
Электрические заряды
Экспериментальные
факты.
Взаимодействие электрических зарядов.
Взаимодействие токов.
Действие электрического тока на
магнитную стрелку и т.д.
Идеализированные
объекты
точечный заряд.
Свободные электроны.
электронный газ.
Однородное электрическое поле и др.
Фундаментальные
понятия
Электрический заряд.
Электромагнитное поле.
Электромагнитная волна
Физические
величины
Напряжённость. Магнитная индукция. Сила
тока. Напряжение. Энергия поля. Скорость,
частота волны

3.

Это читаем: Какие бывают поля
Поле
типичные физические явления
Электростатическое
взаимодействие электрических зарядов,
Электризация тел, заземление
Магнитное
взаимодействие постоянных магнитов,
взаимодействие токов, действие токов
на движущийся заряд
Стационарное
электрическое
постоянный электрический ток, магнитное
электрическое поле постоянного тока,
нагревание проводника
Переменное
магнитное
возникновение вихревого электрического поля,
переменный электрический ток в проводнике
Вихревое
Электрическое
возникновение переменного магнитного поля,
переменный электрический ток в контуре
Переменное
электрическое
переменный электрический ток, трансформация
переменного электрического тока.
Электромагнитное
электромагнитные волны, радиоволны,

4.

Пишем:
Электростатика – раздел физики, в котором
изучается взаимодействие неподвижных
электрических зарядов (электростатическое
взаимодействие).
Электрический заряд – физическая величина,
характеризующая способность тел и частиц к
электрическим взаимодействиям.

5. Пишем:

все тела построены из мельчайших частиц, которые неделимы
на более простые и называются ЭЛЕМЕНТАРНЫМИ
Положительная частица
Частица без заряда
ПРОТОН (p)
НЕЙТРОН (n)
Отрицательная частица – ЭЛЕКТРОН (e)

6. Пишем: Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая интенсивность электромагнитных взаимодействий

q - ЗАРЯД [Кл] - КУЛОН
1 Кл - электрический заряд, проходящий через
поперечное сечение проводника при силе тока 1А
за 1 секунду.
1Кл=1A × 1с
1 Кл содержит 6·1018 зарядов электрона
ПОЛУЧЕНИЕ ЗАРЯДОВ - ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ

7. Положительное и отрицательное электричество

Бенджамин Франклин в 1750 г. ввел понятие
положительного и отрицательного электричества
(заряда)
«+» и «–» - это удобно, так как позволило описать
все возможные случаи электростатического
взаимодействия частиц – притяжение и
отталкивание – при помощи единой формулы.

8. Электризация трением

9. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЗАРЯДОВ

ОДНОИМЕННЫЕ ЗАРЯДЫ
РАЗНОИМЕННЫЕ ЗАРЯДЫ
ОТТАЛКИВАЮТСЯ
ПРИТЯГИВАЮТСЯ

10.

• Существует два вида электрических зарядов положительные и отрицательные.
• Разноимённые заряды притягиваются,
одноимённые отталкиваются.
• Заряд можно обнаружить с
помощью электроскопа и
электрометра (обнаруживает и
измеряет).

11. Пишем: ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЗАРЯДА

В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов
всех частиц остается неизменной

12. Прочитай: Опыты Милликена по определению заряда электрона

Вспрыскивание в ящик
масла через отверстие в
верхней пластине
металл
В 1909-16 гг. американский физик лауреат Нобелевской премии Роберт Эндрус Милликен
(1868-1953) показал, что электрические заряды тел состоят из дискретных зарядов.
• При распылении капельки масла заряжались, и, попадая в конденсатор, двигались под
действием силы тяжести и приложенного электрического поля.
• Освещением рентгеновскими лучами слегка ионизировал воздух между пластинами
конденсатора и изменял заряд капли.
• Учёт вязкости воздуха позволил Милликену вычислить величину минимального
электрического заряда.

13.

Шарль Огюстен Кулон
(14.06.1736 – 23.08.1806)
французский физик, военный
инженер
Пишем: Точечный заряд – заряженное тело, размер которого
много меньше расстояния его возможного действия на другие
тела.

14.

Крутильные весы
1785

15.

F k
F1, 2 F2,1
F1, 2
q1 q2
r
2
r
F2,1

16. Диэлектрическая проницаемость среды

Влияние той или иной среды на величину электрического
взаимодействия между зарядами можно оценить, если
сравнить силы взаимодействия между зарядами в
отсутствие среды (F0) и при её наличии (F).
Это отношение сил называется диэлектрической
проницаемостью среды и обозначена ε:
ε = F0 /F

17. Диэлектрическая проницаемость ε – безразмерная величина (это есть в справочниках)

среда
ε
вакуум
воздух при 0 oС и нормальном атмосферном
давлении
водяной пар
керосин
сухая бумага
эбонит
стекло
этиловый спирт
вода
1
1,000594
1,0126
2
2÷2,5
2,7÷2,9
5÷16
26,8
81

18. Пишем: Электрическая постоянная

При введении независимой единицы заряда закон Кулона
должен содержать коэффициент пропорциональности,
имеющий определённую величину и размерность:
1qq
1 2
F k0
2
r
0
Электрическая постоянная ε0 – физическая постоянная, входящая
в уравнения законов электрического поля (в том числе, в закон
Кулона) при записи этих уравнений в рационализированной
форме, в соответствии с которой образованы электрические и
магнитные единицы СИ.
ε0 = 8,85·10-12 Кл2/Н·м2 или Ф/м,
k = 1/4πεε0 = 9·109 Н·м2/Кл2

19.

Закон Кулона в среде в системе СИ:
q
q
q
q
11
1
1
1
2
1
2
F
2
2
4
r
4
r
0
a
где произведение ε0·ε ≡ εа – абсолютная
диэлектрическая проницаемость данной
среды.

20. Можно просто прочитать: Аналогии между механическими и электрическими взаимодействиями

Механика
Электростатика
Закон всемирного
тяготения Ньютона
Закон взаимодействия
электрических зарядов
Кулона
m
1m
2
F G 2
r
qq
F k 122
r

21. Чем отличается закон Кулона от закона всемирного тяготения?

Электрическая сила взаимодействия частиц больше
гравитационной на 39 порядков.
m1 m2
F G
2
r
F k
Н м
G 6,67 10
2
кг
2
Н
м
k 9 109
Кл 2
11
F 9 10 H
9
(в вакууме)
вес египетских пирамид
2
q1 q2
r
2
Сила кулона зависит от свойств среды
между заряженными телами

22.

Что надо знать о законе.
•Между какими явлениями (процессами) или
величинами закон выражает связь.
•Формулировку закона.
•Математическое выражение закона.
•Опыты, подтверждающие справедливость закона.
• Учет и использование закона на практике.
•Границы применимости закона.
Границы применимости:
• Для точечных заряженных тел.
• Заряженные тела должны быть неподвижными.

23. Отвечаем письменно:

24.

4
5
6

25. задачи

7. Расстояние между двумя точечными
электрическими зарядами уменьшили в 3 раза, а
один из зарядов увеличили в 3 раза. Силы
взаимодействия между ними
1) не изменились
2) уменьшились в 3 раза
3) увеличились в 3 раза
4) увеличились в 27 раз

26.

8. Точечный положительный
заряд q помещен между разноименно
заряженными шариками (см. рисунок).
Куда направлена равнодействующая
кулоновских сил, действующих на заряд q?
1) вверх 2)вниз 3)вправо 4) влево

27.

9. Расстояние между двумя точечными
электрическими зарядами уменьшили в 2
раза, и оба заряда уменьшили в 2 раза. Сила
взаимодействия между зарядами
1) уменьшилась в 4 раза
2) уменьшилась в 8 раз
3) уменьшилась в 16 раз
4) не изменилась

28.

10. Как направлена кулоновская сила F,
действующая на положительный точечный
заряд помещенный в центр квадрата, в
вершинах которого находятся заряды
1) вверх 2)вниз 3)вправо
4) влево

29. Что делаем?

• Пишем конспект (фото не надо, проверю
после карантина)
• Отвечаем на вопросы письменно в тетради,
делаем фото, присылаем учителю