1. Elektrostatinis laukas vakuume1. 1.Elektros krūvis. Krūvio diskretiškumas(kvantavimas). Krūvio tvermės
dėsnis.
Ekspermentiškai buvo nustatyta kad tam tikromis sąlygomis kūnai įgyja
tam tikras savybes kurios lemia sąveiką tarp tų kūnų. Buvo nustatyta kad
esama 2 rušių elektros krūvių. (teigiami , neigiami) pagal susitarimą
elektrono krūvis neigiamas protono teigiamas. Vienodo ženklo krūviais
įelektrinti kūnai vienas kita stumia ir priešingai. Matuojama kulonais.
? Kvantavimas.Kiekvieno makroskopinio krūvio elektros krūvis yra tam
tikro krūvio e vadinamo elementariuoju kartotinis (e = 1,6*10-19 C)
Bet koks kūno įelektrinimas yra susijęs su krūvio atskyrimu t.y. iš
vieno kūno krūviai yra paimami ir perduodami kitam kūnui bendras sitemos
krūvis išlieka nepakitęs. Remiantis ekspermentų nustatytais rezultatais
buvo suformuluotas krūvio tvermės dėsnis : Uždaros sistemos krūvių
algebrinė suma vykstant bet kokiems procesams išlieka pastovi :
[pic]
Elektros krūvis reliatyviškai yra invarijantiškas t.y. jis nepriklauso nuo
to ar krūvis juda ar nejuda.1. 2.Krūvių sąveika ir Kulono dėsnis.
Tarp įelektrintų krūvių veikia artiveikos sąveikos jėgos, t.y. sąveikos
jėga persiduodanti baigtiniu greičiu . Dviejū taškinių eletros krūvių
elektrostatinės sąveikos jėga yra tiesiogiai proporcinga tų krūvių Q1 ir
Q2 sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui.
Nagrinėjant sąveiką tarp įelektrintų kūnų buvo nustatyta kad sąveika
apskaičiuojama [pic] k – koeficientas kuris priklauso nuo matavimo
vienetų pasirinkimo. Sąveikos jėgos priklauso nuo sąveikaujančių kūnų
krūvio ženklo. Ekspermentiškai nustatyta kad bet koks kūnas gali įgyti tik
tais diskretinį krūvį ir bendras jo krūvis butų išreiškiamas Q = n e n
– čia bet koks skaičius (dalelių) ,e – mažiausio krūvio dalelė. Neigiamą
krūvį turi elektronas , teigiamą – protonoas. Elektrizuotis gali visi
gamtoje esantys kūnai .1. 4. Taškinio krūvio elektrinis laukas. Elektrostatinių laukų
superpozicijos principas
Tarkim, kad elektrinį lauką sukuria keletas nejudančių krūvių :
[pic] Keleto krūvių sukurtas atstojamasis laukas yra lygus atskirų krūvių
sukurtų laukų vektorinei sumai.1. 5.Elektrinis dipolis. Dipolio sukurto elektrinio lauko stiprio
skaičiavimas (be išvedimo geometrinė schema)
Elektriniu dipoliu vadinama sistema iš dviejų vienodo dydžių ir
priešingo ženklo krūvių +q ir –q atstumas tarp kurių yra labai
mažas lyginant su atstumu iki nagrinėjamo lauko taškų. Dipolio petys l, juo
vadinamas vektorius nukreiptas iš neigiamo į teigiamą krūvį. Jo
modulis lygus atstumui tarp krūvių. [pic]
Elektrinis dipolis yra neutralus, taciau teigiamų ir neigiamų krūvių
padėtys erdvėje nesutampa.
[pic]
1. 6.Elektrinio lauko stiprio vektoriaus srautas. Gauso dėsnis. Begalinės
tolygiai įelektrintos plokštumos elektrostatinio lauko stiprio
apskaičiavimas taikant Gauso dėsnį.
Elektrostatinio lauko srautas per bet kokios formos uždarą paviršių yra
lygus krūvių algebrinei sumai, kuriuos uždaro tas paviršius padalintas iš
[pic].
1. 7. Darbas atliekamas perkeliant krūvį elektriniame lauke.
[pic]
[pic] (brezinukas)
Šitas integralas parodo, kad nepriklauso nuo trajektorijos tai tada toks
laukas yra potencialinis o jame veikiančios jėgos vadinamos
koncervatyviosiomis jėgomis.E vektoriaus cirkuliacija parodo kad laukas
potencialinis. Elektrostatinio lauko stiprio vektoriaus cirkuliacija lygi
0.1. 8-9.Krūvio elektrostatiniame lauke potencinė energija. Elektrostatinio
lauko potencialas, potencialų skirtumas. Ekvipotencialinis paviršius.
[pic]
Krūvis esantis potencialiniamelauke turi potencinės energijos.
[pic]
[pic]
Elektrinio lauko potencialas savo skaitine verte yra lygus darbui
perkeliant teigiamą vienetinį krūvį iš duoto taško į begalybę.1. 10.Elektrinio lauko stiprio ir potencialo ryšys. (brezinys)
[pic]
Potencialui galioja superpozicijos proncipas.
2. Elektrostatinis laukas dielektrike
2.1. Dielektrikai. Laisvieji ir surištieji krūvininkai. Poliniai ir
nepoliniai dielektrikai
Laisvieji ir surištieji krūvininkai. Nagrinėjant medžiagos elektrinį
laidumą, elektringosios dalelės vadinamos krūvininkais, ir minėtuoju
požiūriu jie skirstomi i surištuosius ir laisvuosius. Surištaisiais
laikomi tie krūvininkai, kurie priklauso konkrečiam atomui ar molekulei,
taip pat kietojo kristalinio kūno jonai. Veikiami nuolatinio elektrinio
lauko, surištieji krūvininkai tik šiek tiek pasislenka nuo pusiausvyros
padėties, ir nesudaro elektros srovės. Visi kiti krūvininkai vadinami
laisvaisiais. Dažniausiai tai laisvieji elektronai ir jonai, kurie,
veikiami elektrinio lauko, juda kryptingai ir sudaro elektros srovę.
Laisvaisiais taip pat vadinami kūno ,,pertekliniai“ krūvininkai, t.y. tos
elektringosios dalelės, dėl kurių kūnas įsielektrina.
Poliniai ir nepoliniai dielektrikai. Dielektriku, arba
izoliatoriumi,
vadinama medžiaga, kurioje laisvųjų krūvininkų koncentracija yra labai
maža; del to dielektrikai blogai praleidžia elektros srovę. Visų teigiamų
molekulės elektros krūvių bendras poveikis bet kokiam taškiniam elektros
krūviui, esančiam toli nuo molekulės, yra ekvivalentus tam tikro taškinio