ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ Электромагнитная индукция ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ

Начертательная геометрия
и инженерная графика
Начертательная геометрия
Задание по инженерной графике
Геометрические характеристики
плоских сечений
Построение геометрических фигур
Контрольная работа по
инженерной графике
Практикум по черчению
Оформление чертежей
Построения черчежа
Позиционные задачи

Основы машиностроительного черчения

Черчение Практикум по решению задач
Построение касательной
История искусства
Архитектура и скульптура Западной Европы
Живопись Франции
Барбизонская школа
Эдуард Мане
Импрессионизм
Неоимпрессионизм
Постимпрессионизм
Живопись Германии
Живопись Англии
Галерея Тейт в Лондоне
Искусство России
Архитектура и скульптура
Живопись
Иван Айвазовский
Василий Поленов
Василий Суриков
Исаак Левитан

Государственная Третьяковская галерея

Сопромат
Сопротивление материалов
Задачи по сопротивлению материалов
Теоретическая механика
Лабораторные работы по
сопротивлению материалов
Контрольная работа по сопромату
Лекции по черчению,
начертательной геометрии
Вычерчивание контуров деталей
Аксонометрическая проекция
Тени цилиндра
Конические сечения
Математика решение задач
Вычисление объемов с помощью
тройных интегралов
Основы векторной алгебры
Аналитическая геометрия
Решение типового варианта контрольной работы
Курсовая по математике
Вычисления интегралов
Интегралы при решении задач
Физика
Лекции и конспекты
Физика примеры решения задач
Механика
Термодинамика
Молекулярная физика
Электростатика и постоянный ток
Электромагнетизм
Электромагнитная индукция
Теория электромагнитного поля
Геометрическая оптика
Радиоактивность. Элементы физики ядра
Электротехника
Схемы выпрямителей, фильтров
MATLAB приложение Simulink
Курсовая по ТОЭ
Примеры выполнения заданий
Курс лекций по ТОЭ и типовые задания
Линейные электрические цепи
Резонанс в электрических цепях
Несинусоидальные токи
Расчет переходных процессов
Теория нелинейных цепей
Переходные процессы в нелинейных цепях
Лабораторные работы и расчеты по ТОЭ
Исследование переходных процессов
Моделирование электрических цепей
Задание на курсовую работу
Расчет переходного процесса в цепях
первого порядка
Использование программы Mathcad
Исследование  трёхфазных цепей
Исследование сложной электрической цепи постоянного тока
Исследование  трёхфазных цепей при соединении сопротивлений нагрузки
в треугольник
Информатика
Школьный учебник по информатике
Графический пакет AutoCAD
Adobe Illustrator
Инструменты
Векторные фильтры
Цветовые фильтры
Работа с текстом и шрифтом
Информационная графика
Учебник по Microsoft Internet Explorer
Основы безопасной работы с ресурсами сети
Microsoft Outlook
Компьютерные сети
Вычислительные сети
Основные проблемы построения сетей
Понятие «открытая система» и проблемы стандартизации
Локальные и глобальные сети
Сети отделов, кампусов и корпораций
Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям
Основы передачи дискретных данных
Методы передачи дискретных данных на физическом уровне
Методы передачи данных канального уровня
Методы коммутации
Базовые технологии локальных сетей
Протокол LLC уровня управления логическим каналом (802.2)
Технология Ethernet (802.3)
Технология Token Ring (802.5)
Технология FDDI
Fast Ethernet и 100VG - AnyLAN как развитие технологии Ethernet
Высокоскоростная технология Gigabit Ethernet
Построение локальных сетей по стандартам физического и канального уровней
Концентраторы и сетевые адаптеры
Логическая структуризация сети с помощью мостов и коммутаторов
Техническая реализация и дополнительные функции коммутаторов
Сетевой уровень как средство построения больших сетей
Адресация в IP-сетях
Протокол IP
Протоколы маршрутизации в IP-сетях
Средства построения составных сетей стека Novell
Маршрутизаторы
Глобальные сети
Глобальные связи на основе выделенных линий
Глобальные связи на основе сетей с коммутацией каналов
Компьютерные глобальные сети с коммутацией пакетов
Удаленный доступ
Средства анализа и управления сетями
Мониторинг и анализ локальных сетей
Ядерная индустрия
История ядерной индустрии
Урановый проект
Попытка создать атомное оружие в Германии
США применила атомные бомбы
Атомная индустрия в Великобритании
Проектирование ядерного реактора Франция
Развитие ядерной индустрии в СССР
Урановый проект СССР в годы войны
Проектирование атомной подводной лодки
Первая в мире атомная электростанция
Атомный ледоход"Ленин"
Путешествие советской атомной подводной лодки на Северный полюс
Атомные двигатели для космоса
Курчатовский институт
Ядерные реакторы
Компоновка реакторного контура
Реактор ВВЭР
Реактор РБМК
Реакторная установка МКЭР -1500
Газоохлаждаемые реакторы
Атомные электростанции с натриевым теплоносителем
АЭС с реактором БН-350
Цепная ядерная реакция
Термоядерный синтез
Реакторы на быстрых нейтронах
Варианты  плавучего энергоблока и опреснительных установок
Радиационная и ядерная безопасность
Обеспечение защиты населения
 

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ Магнитное поле. Закон Био-Савара-Лапласа.

Пример 2. Внутри длинного соленоида перпендикулярно его оси расположен прямой проводник с током 8 А длиной 5 см. Какая сила действует на проводник, если соленоид имеет 20 витков на 1 см и по его обмотке течет ток 6 А?

Силы взаимодействия заряженных тел

1. Взаимодействие точечных зарядов

Закон Кулона: сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме пропорциональна их величинам q1 и q2 и обратно пропорциональна квадрату расстояния r12 между ними.

В скалярной форме закон Кулона:

Здесь: e0 – электрическая постоянная; e0 = 8.85×10–12Кл2/Н×м2 (размерность может быть приведена к виду Ф/м); e – диэлектрическая проницаемость среды, показывает, во сколько раз сила взаимодействия зарядов в вакууме превышает силу взаимодействия их в среде, т.е.  (F0 – сила Кулона в вакууме, F – в среде); диэлектрическая проницаемость вакуума e = 1, воздуха e = 1. Закон Кулона, записанный в векторной форме (1), (2), определяет силу, действующую на заряды q2 и q1 со стороны q1 и q2 соответственно.

 

(1)

(2)

 Сила  действует на заряд q2 со стороны q1, при этом радиус-вектор  фиксирует положение заряда q2 относительно начала системы координат, помещенного в точку, где находится заряд q1. Радиус-вектор  направлен от q1 к q2 (рис.1а). Сила  действует на заряд q1 со стороны q2, радиус-вектор   (начало координат помещается в точку, где находится заряд q2) направлен от q2 к q1 (рис.1б). Сила Кулона направлена в ту же сторону (рис.1а,б), что и радиус-вектор   при одинаковых знаках зарядов (q1q2>0), и в сторону, противоположную радиус-вектору  (рис.1в) – при различных знаках зарядов q1 и q2 (q1q2<0).

Силы  и   по третьему закону Ньютона равны по величине и противоположны по направлению:

Напомним, что точечным зарядом называется наэлектризованное тело, размеры которого пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием до других тел, с которыми оно взаимодействует.

Рассмотрим примеры решения задач на вычисление силы взаимодействия точечных зарядов.

Пример 1. Найти силу, действующую на каждый из зарядов, помещенных в вершинах квадрата со стороной а = 0,04м. Заряды одноименны, одинаковы по величине и равны q = 7×10–7Кл. Заряды находятся в вакууме.

 Дано:

а = 0.04 м

q = 7×10–7 Кл

e = 1

 - ?


Решение.

На рис. 2 показаны силы, действующие на заряд q1 со стороны q2, q3, q4 (число сил, действующих на заряд, всегда на единицу меньше числа зарядов).

Поскольку заряды равны по величине и два из них (q2 и q3) находятся на одинаковом расстоянии от заряда q1, то модули сил F21 и F31 также равны:

Расстояние между зарядами q1 и q4 равно . Модуль силы F41:

Чтобы найти результирующую всех сил, надо сложить векторы:

Обозначим:

Модуль силы равен: ,

Силы  и   действуют на одной прямой и направлены в одну сторону, поэтому модуль F1рез найдем:

Результирующая сила  направлена по диагонали квадрата.

Проверим размерность.

Аналогично можно определить силы, действующие на каждый из зарядов q2, q3, q4. Нетрудно показать, что результирующие силы , , ,  равны по величине.

Пример 2. Два одинаковых заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол a. Шарики погружаются в масло, плотностью rм = 8×102кг/м3. Какова диэлектрическая проницаемость масла eм, если угол расхождения нитей пр и погружении шариков в масло остается неизменным? Плотность материала шариков rш = 1,6×103кг/м3.

 Дано:

rм = 8×102кг/м3

rш = 1,6×103кг/м3

Решение:

а) на каждый шарик, когда они находятся в воздухе (рис. 3а), действуют силы: сила тяжести , кулоновская сила отталкивания , сила натяжения

Найти : eм.

нитей . Шарики будут находиться в равновесии при условии равенства равнодействующей всех сил нулю. А это возможно, если численное значение силы  () будет равно численному значению силы натяжения нити Fн, т.е., когда .

Из рисунка видно, что ; модуль силы  r-расстояние между центрами шаров.

Модуль силы тяжести  (с учетом того, что масса шарика ).

Таким образом, для  получим:

б) При погружении шариков в масло кроме сил, указанных выше, на каждый шарик действует сила Архимеда  (рис. 3б), численно равная весу жидкости, вытесненной шариком, т.е.

 где 

В этом случае 

Модуль силы Кулона F2: 

Модуль силы P2: 

Таким образом:

а) шарики в воздухе:  

в) шарики погружены в масло:

По условию задачи угол расхождения нитей остается неизменным, следовательно:

Подставив числовые данные, получим:

2. Взаимодействие точечного заряда с распределенным зарядом

Заряд, сообщенный телу, может распределяться по его поверхности (металл) или по объему (диэлектрик).

Характеристиками распределенного заряда служат:

Линейная плотность заряда (t).

Поверхностная плотность заряда (s).

Объемная плотность заряда (r).

Здесь DQ – заряд, находящийся соответственно на элементе длины Dl, поверхности DS, объема DV заряженного тела.

Электромагнитная индукция

Пример 3. Скат плывет горизонтально со скоростью 2 м/с. Определить разность потенциалов, возникающую между концами боковых плавников рыбы, если вертикальная составляющая индукции магнитного поля Земли равна 5×10–5 Тл. Ширина рыбы 30 см.

Геометрическая оптика

ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ

Фотоны. Квантовые свойства света