close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

MS PowerPoint, 666 Кб

код для вставкиСкачать
Основные понятия и законы физики
Л.7 Электрическое взаимодействие – заряд
и поле
В повседневной жизни самое широко распространённое
Дать определения нельзя – можно описать свойства
Свойства ЭЗ – см. буклет
Электрический заряд ЗАМКНУТОЙ системы остаётся
неизменным при любых движениях и взаимодействиях
тел системы
1
5
Заряды взаимодействуют – создают вокруг себя поле
Классическая картина – НЭП
q1
F10
+
+
F12
q2
q0
E 10
E F / q 0 (7.01)
Определение НЭП
E Н / Кл В / м
-
E 12
F10
Сила, действующая со стороны заряда 1
на заряд 0
E 10
НЭП, которое создаёт заряд 1 в точке,
где находится заряд 0
НЭП
E 12 k e | q1 |
2
12
(7.02)
r
Принцип суперпозиции
электрических полей
N
E sys E
i
Модуль НЭП, которое
создаёт ТОЧЕЧНЫЙ
заряд 1 в точке 2
(7.03)
i 1
E 23
E sys E13 E 23
+
q1
3
+
q2
E 13
Принцип суперпозиции
справедлив также для магнитных
и гравитационных полей
7
10
Заряды взаимодействуют – создают вокруг себя поле
Классическая картина и квантовая картина –
потенциал электрического поля (ПЭП)
q1
W p 12
q0
W p 10
+
W p / q 0 (7.04)
Определение ПЭП
+
10 W p 10 / q 0
q2
В
-
12 W p 12 / q 2 W p 10
10
ПЭ взаимодействия заряда 1 с
зарядом 0
ПЭП, которое создаёт заряд 1 в
точке, где находится заряд 0
ПЭП
12 k e q1
(7.05)
r12
Принцип суперпозиции
для ПЭП
N
sys i
ПЭП, которое создаёт
ТОЧЕЧНЫЙ заряд 1 в
точке 2
12
(7.06)
i 1
13 23
+
q1
sys 13 23
3
+
q2
Принцип суперпозиции
справедлив также для потенциала
гравитационного поля
Поле наглядно: линии поля (силовые линии) и эквипотенциальные поверхности: пример – точечный заряд
Линии Е касательные
co n st
E
30
20
40
15
Линии Е густота
10
Эквипотенциали –
постоянный шаг
Линии Е и
эквипотенциали
взаимно
перпендикулярны
Линии поля (силовые линии) и эквипотенциальные
поверхности: пример – диполь
co n st
20
0
20
17
Линии Е касательные
Линии Е густота
Эквипотенциали –
постоянный шаг
E
Линии Е и
эквипотенциали
взаимно
перпендикулярны
20
Две задачи электродинамики: поле системы и
система в поле
Было поле точечного заряда – пример
поля, создаваемого системой
E
0
E k e qr
r
3
keq
(7.07)
(7.08)
r
Покоящийся заряд создаёт постоянное
потенциальное электрическое поле
Равномерно движущийся заряд создаёт переменное
потенциальное электрическое поле и переменное
вихревое магнитное поле
B2
BT k m
r2
qv r r
3
B
v
B1
-
r1
q
v q
(7.09)
22
Ускоренно движущийся заряд создаёт вихревое
переменное электрическое поле и вихревое
переменное магнитное поле: испускает ЭМИ
Примеры использования генерации ЭМИ ускоренно
движущимися запряженными частицами:
1) Ускоренные электроны тормозятся в металле:
тормозное рентгеновское излучение
25
Еще пример использования генерации ЭМИ
ускоренно движущимися заряженными частицами
2) Электроны,
двигаясь по
криволинейной
траектории в
электрическом
и магнитном
полях,
испускают СВЧизлучение:
магнетрон
27
30
Одна из задач электродинамики –
точечный заряд во внешнем поле
Пример: точечный отрицательный заряд в поле
точечного положительного заряда
m
dv k e q q r
3
dt
r
v
L
0
(7.10)
r
W -
m v
2
m , q
+
m , q
2-й закон Ньютона для
отрицательного заряда
m m 2
ke
q q
(7.11)
r
Получилась опять задача
Кеплера, а система наша
похожа на атом
Один из основных результатов классической (не
квантовой ) ЭД: ускоренно движущийся заряд
испускает ЭМ излучение – классический атом не
может существовать. Квантовая система!
Энергия любой квантовой системы, совершающей финитное движение, квантуется: стоячие волны вероятности
W p ke
Wn Ze
2
(7.12)
ПЭ ВодородоПодобного Иона
r
WI
n 1
2
(7 .1 3 )
Уровни энергии ВПИ
W I 13, 6 эВ - атом водорода
n 0, 1, 2, ... - главное квантовое число
33
35
Схема уровней энергии
атома водорода
n
3
2
1
0
Wn WI
n 1
2
(7 .1 3 )
38
Энергетический спектр ВПИ
Wn WI
n 1
WI 2
Z mec
2
Уровни энергии
ВПИ
2
2
2
kee
c
2
1
137, 04
Энергия ионизации
ВПИ
Постоянная тонкой
структуры
Типичная задача – известно, как
расположены заряды и какие они, надо
нарисовать НЭП
q2>0 E E
q3<0
3
1
E2
q
q1>0
40
Связь этой лекции с вопросами ННЗ - буклет
1.24. Свойства электрического заряда (включая закон Кулона).
1.25. Напряжённость электрического поля.
3.12. Условия возникновения ЭМ излучения. Излучение диполя.
4.14. Классическая и квантовая картины излучения света.
Излучение диполя.
5.1. Электрический диполь, его взаимодействие с полем.
5.2. Потенциал электрического поля, его связь с напряженностью.
Документ
Категория
Презентации по физике
Просмотров
3
Размер файла
666 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа