Слайд 1Лекция №2
Электрическое и магнитное поля
Электростатическое поле
Электромагнитное поле
Слайд 2Электрическое и магнитное поля
Электрическое поле - одна из
двух сторон электромагнитного поля, обусловленная электрическими зарядами и изменением магнитного
поля, оказывающая силовое воздействие на заряженные частицы и тела и выявляемая по силовому воздействию на неподвижные заряженные тела и частицы.
Магнитное поле - одна из двух сторон электромагнитного поля, обусловленная электрическими зарядами движущихся заряженных частиц и тел и изменением электрического поля, оказывающая силовое воздействие на движущиеся заряженные частицы и выявляемая по силовому воздействию, направленному нормально к направлению движения этих частиц и пропорциональному их скорости.
Слайд 3Электрическое поле создается зарядами
Магнитное поле создается при движении электрических зарядов
по проводнику
Слайд 4 На практике встречаются следующие виды полей:
электростатическое поле, стационарное
электрическое и стационарное магнитное поле (создаются постоянными токами);
квазистационарное поле
(в нем явления протекают медленно во времени);
быстроизменяющиеся во времени поля в неподвижных телах и средах, движущихся в некоторой системе координат с относительно большой скоростью (в том числе соизмеримой со скоростью света).
Слайд 5Электростатическое поле -
это частный вид электромагнитного поля.
Оно
создается совокупностью электрических зарядов, неподвижных в пространстве по отношению к
наблюдателю и неизменных во времени.
Электростатическое поле обладает способностью воздействовать на помещенный в него электрический заряд с механической силой, прямо пропорциональной значению этого заряда.
Любое поле характеризуется некоторыми основными величинами. Основными величинами для электростатического поля являются напряженность Е и потенциал.
Слайд 6 Напряженность поля – величина векторная, определяемая в каждой
точке значением и направлением; потенциал является величиной скалярной. Значение потенциала
определяется в каждой точке поля некоторым числом.
Электростатическое поля определено, если известен закон изменения напряженности поля или потенциал во всех точках этого поля.
Если в электростатическое поле поместить настолько малый (неподвижный) положительный заряд, что он своим присутствием не вызовет сколько-нибудь заметного перераспределения зарядов на телах, создающих поле, то отношение силы, действующей на заряд, к значению заряда определяет напряженность поля в данной точке.
Таким образом Е – это силовая характеристика поля, определенная при условии, что внесенный в данную точку поля заряд не исказил поля, существующего до внесения этого заряда.
Слайд 7 Электростатическое поле можно охарактеризовать совокупностью силовых и эквипотенциальных
линий.
Силовая линия – это мысленно проведенная в поле
линия, начинающаяся на положительно заряженном теле и заканчивающаяся на отрицательно заряженном теле. Проводится она таким образом, касательная к силовой линии в любой ее точке дает направление напряженности в этой точке.
Силовая линия имеет начало (на положительно заряженном теле) и конец (на отрицательно заряженном теле).
Так как положительный и отрицательный заряды, создающие поле, не могут быть в одной и той же точке, то силовые линии электростатического поля не могут быть линиями, замкнутыми сами на себя.
В электростатическом поле можно провести эквипотенциальные (равнопотенциальные) поверхности. Под эквипотенциальной поверхностью понимают совокупность точек поля, имеющих один и тот же потенциал.
Если мысленно рассечь электростатическое поле какой-либо секущей плоскостью, то в полученном сечении будут видны следы пересечения плоскости с эквипотенциальными поверхностями. Их называют эквипотенциальными линиями (эквипотенциалиями).
Слайд 8 Из самого определения эквипотенциальной поверхности следует, что перемещение
по ней не вызовет изменения потенциала. Точно так же и
перемещение вдоль эквипотенциальной линии не связано с изменением потенциала.
Эквипотенциальные и силовые линии в любой точке поля пересекаются под прямым углом.
Слайд 9Электромагнитное поле
Любая обладающая электрическим зарядом частица вещества всегда взаимосвязана с
ее собственным электромагнитным полем. Однако электромагнитное поле может существовать и
в свободном состоянии, не связанное с заряженными частицами вещества, - излученное ускоренно движущимися заряженными частицами и распространяющееся в вакууме электромагнитное поле.
Слайд 10Подобно веществу электромагнитное поле обладает энергией, массой, количеством движения и
моментом количества движения, т.е. теми универсальными свойствами материи, которые подчиняются
всеобщим законам сохранения и обусловлены несотворимостью и неуничтожимостью материи и ее движения.
Важнейшая отличительная особенность внешнего по отношению к заряженной частице электромагнитного поля - его способность оказывать силовое воздействие на эту частицу, которое зависит от ее скорости.
Слайд 11 Электромагнитное поле в макроскопическом масштабе наблюдения характеризуется непрерывностью его распределения
в пространстве. С течением времени происходит распределение поля в пространстве.
Распространяющееся электромагнитное поле называют электромагнитной волной.
Поскольку объемная плотность массы электромагнитного поля весьма мала, то в вакууме при отсутствии сильных гравитационных полей скорость распространения электромагнитного поля в свободном пространстве всегда постоянна и равна скорости света, т.е. приблизительно 3*10^8м/с.
Слайд 12 Классическая (макроскопическая) электродинамика приписывает полю только волновые свойства, а элементарным
частицам корпускулярные.
С макроскопической точки зрения частицы вещества не могут
накладываться друг на друга в пространстве, а электромагнитные поля этим свойством обладают – в одном и том же объеме может существовать одновременно множество электромагнитных полей. В условиях макроскопического наблюдения вещество и электромагнитное поле могут быть взаимно проницаемыми, занимать один и тот же объем и влиять друг на друга.
Электромагнитное поле и электрический заряд представляют собой первые и основные понятия, относящиеся к физическим явлениям электромагнетизма.
Слайд 13 Электромагнитное поле - это особый вид материи, отличающийся непрерывным распределением
в пространстве (электромагнитные волны, поле заряженных частиц) и обнаруживающий дискретность
структуры (фотоны), характеризующийся в свободном состоянии способностью распространяться в вакууме (при отсутствии сильных гравитационных полей) со скоростью, близкой к 3*108 м/с, оказывающий на заряженные частицы силовое воздействие, зависящее от их скорости.
Электрический заряд - свойство частиц материи (вещества) или тел, характеризующее их взаимосвязь с собственным электромагнитным полем; имеет два вида заряда –положительный (заряд протона, позитрона и т.д.) и отрицательный (заряд электрона); количественно определяется по силовому взаимодействию тел, обладающих электрическими зарядами.