2: Електричне поле
- Page ID
- 34654
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Стародавні греки спостерігали, що при натиранні викопної смоли бурштину притягувалися дрібні легкі предмети. Але при контакті з бурштином їх потім відштовхували. Ніяких подальших значних успіхів у розумінні цього загадкового явища не було зроблено до вісімнадцятого століття, коли більш кількісні експерименти з електрифікації показали, що ці ефекти були обумовлені електричними зарядами, джерелом всіх ефектів, які ми вивчимо в цьому тексті.
- 2.1: Електричний заряд
- Тепер ми знаємо, що вся матерія утримується разом силою привабливості між рівними числами негативно заряджених електронів і позитивно зарядженими протонами.
- 2.2: Закон Кулона між стаціонарними зарядами
- Шарлю Кулону залишилося в 1785 році висловити ці експериментальні спостереження в кількісній формі. Він використовував дуже чутливий торсіонний баланс для вимірювання сили між двома нерухомими зарядженими кульками в залежності від їх відстані один від одного.
- 2.3: Розподіл заряду
- Метод суперпозиції, який використовується в розділі 2.2.4, буде використовуватися у всьому тексті при співвідношенні полів з їх джерелами.
- 2.4: Закон Гаусса
- Ми могли б продовжувати будувати рішення для заданих розподілів зарядів, використовуючи інтеграл суперпозиції кулона Розділу 2.3.2. Однак для геометрії з просторовою симетрією часто існує простіший спосіб використання деяких векторних властивостей зворотної залежності квадратного закону електричного поля.
- 2.5: Електричний потенціал
- Якщо у нас є два звинувачення протилежного знака, потрібно зробити роботу, щоб розділити їх на противагу привабливій кулонівській силі. Цю роботу можна відновити, якщо звинувачення дозволять зібратися разом.
- 2.6: Метод зображень з лінійними зарядами та циліндрами
- Потенціал нескінченно довгого лінійного заряду\(\lambda\) наведено в розділі 2.5.4, коли довжина лінії L робиться дуже великою. Більш безпосередньо знання електричного поля нескінченно довгого лінійного заряду з розділу 2.3.3 дозволяє отримати потенціал шляхом безпосередньої інтеграції:
- 2.7: Метод зображень з точковими зарядами та сферами
- Точковий заряд q - це відстань D від центру провідної сфери радіуса R при нульовому потенціалі, як показано на малюнку 2-27а.
Мініатюра: Лінії електричного поля та еквіпотенціальні лінії для поля двох точкових зарядів. (CC BY-SA 3.0; Geek3 через Вікіпедію).