Курс лекций по физике. Раздел: Электричество

 Мир состоит из взаимодействующих частиц. Всё, что мы видим, построено из элементарных частиц, есть такие кирпичики мироздания. На макроскопическом уровне много взаимодействий, на самом деле, в основании всего лежит четыре типа фундаментальных взаимодействий. Они называются:

 1) сильное,

 2) электромагнитное,

 3) слабое,

 4) гравитационное.

Они перечислены в порядке убывания силы взаимодействия.

 Сильное взаимодействие определяет структуру атомных ядер и более глубокие структуры. Следующее - электромагнитное взаимодействие. Оно послабее на два порядка сильного. Сильное взаимодействие проявляется на малых расстояниях, см, электромагнитное взаимодействие проявляется на любых расстояниях. Далее идёт слабое взаимодействие, вообще, играющее незаметную роль на макроскопическом уровне. И, наконец, самое слабое гравитационное взаимодействие, примерно на сорок порядков слабее электромагнитного. Но почему именно гравитационное взаимодействие мы ощущаем более часто, например, вы хотите подпрыгнуть, а вас тянет вниз. Это происходит за счёт того, что в нём участвуют все частицы. 

 Эти взаимодействия характерны тем, что в них участвуют определённые частицы, частицы, обладающие определёнными свойствами.

 На макроскопическом уровне электромагнитное взаимодействие самое важное, вот то, что мы видим на Земле - это всё электромагнитное взаимодействие.

Частицы, участвующие в электромагнитном взаимодействии, обладают специальным свойством - электрическим зарядом

Поле является переносчиком взаимодействия, в частности, переносчиком электромагнитных взаимодействий является электромагнитное поле

Могу ли я конкретно, физически соорудить поле?

Полевые уравнения Всё электричество сидит в этих уравнениях

С точки зрения электричества он характеризуется двумя векторными полями

Первое уравнение утверждает, что, если мы возьмём некоторую замкнутую поверхность

Потенциал

Поля, создаваемые распределениями зарядов с хорошей симметрией

Цилиндрическая симметрия

Поле точечного заряда

Потенциал системы точечных зарядов

Поле на большом расстоянии от ограниченного распределения заряда

Диполем называется такое распределение заряда, для которого полный заряд равен нулю

Сила, действующая на ограниченное распределение заряда во внешнем поле

Сила, действующая на диполь во внешнем поле

С точки зрения электричества, вещество делится на проводники и диэлектрики

Проводники – это тела, в которых имеются свободные носители заряда, то есть заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться внутри этого тела.

Конденсаторы

Условно, два проводника представляют конденсатор

Проблема такая: заряженный конденсатор обладает энергией, где локализована эта энергия, с чем она связана?

Стационарные магнитные поля четыре уравнения Максвелла

Закон Био-Савара

Поле на большом расстоянии от ограниченного распределения тока.

Магнитный момент витка с током

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле

Магнитное поле в веществе

Обнаруживается связь между электрическими и магнитными полями, если магнитное поле меняется со временем

Электродвижущая сила

Закон Ома для цепи с э.д.с

Закон сохранения заряда

Явление самоиндукции Это частный случай электромагнитной индукции

Энергия магнитного поля

Нестационарные поля описываются полным набором уравнений Максвелла без всяких изъятий

Закон сохранения энергии для электромагнитного поля

Я уже говорил, что Максвелл усовершенствовал уравнения (добавил туда ток смещения), и получилась, наконец, замкнутая теория, и венцом постижения этой теории было предсказание существования электромагнитных волн. Надо понимать, что никто этих волн до Максвелла не видел, никто даже не подозревал, что такие вещи могут быть. Но, как только были получены эти уравнения, из них математически следовало, что должны существовать электромагнитные волны, и лет через двадцать после того, как это предсказание было сделано, они стали наблюдаемы, и тогда был триумф теории.

Волновое уравнение и его решение

Вернуться на Главную