Понятие о формах материи: вещество и поле. Элементарные частицы и их электромагнитное поле. Тема 1

Тема занятия:
Понятие о формах материи: вещество и поле. Элементарные частицы и их электромагнитное поле.
Основные свойства и характеристики электрического поля. Проводники и диэлектрики.
Вещество и поле проницаемы друг для друга: вещество может находиться в
поле, а поле проникает в вещество.
Вещество принимает различные формы и состояния. Существуют также и
различные виды полей. Среди них гравитационное поле, ЭМП, поле
внутриядерных сил.
Вещество и поле имеют общие черты. Они обладают массой, энергией,
импульсом
(количеством
движения),
моментом
импульса.
Процессы,
происходящие как в поле, так и в веществе, протекают с соблюдением закона
сохранения и превращения энергии, закона взаимной связи массы и энергии,
законов сохранения импульса и момента импульса.
Вещество и поле имеют и существенные отличия. В одном и том же объеме
одновременно могут присутствовать различные поля и только одно вещество.
При этом в одних случаях обнаруживается взаимодействие между полем и
веществом, а в других случаях взаимодействие проявляется крайне слабо.
Плотности энергий и массы у поля на много порядков меньше, чем у вещества.
В отличие от частиц вещества, имеющих дискретный характер и отстоящих друг
от друга на значительные относительно их размеров расстояния, поля
непрерывны от точки к точке. Все поля, за исключением ЭМП, неподвижны
относительно создающих их источников. Только ЭМП распространяется в
пространстве со скоростью с = 3 • 108 м/с. Вещество не может достигнуть этой
скорости.

6.

Тема занятия:
Понятие о формах материи: вещество и поле. Элементарные частицы и их электромагнитное поле.
Основные свойства и характеристики электрического поля. Проводники и диэлектрики.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
В современной науке утвердилось представление о поле как о
физической реальности, существующей наряду с веществом.
Электромагнитное поле как вид материи характеризуется тем, что
оказывает силовое воздействие на заряженные частицы, степень
которого зависит от скорости движения частиц и величины их
электрического заряда.
В зависимости от условий наблюдения электромагнитное поле
проявляется в целом или как одна из двух его сторон: электрическое
поле или магнитное поле.

7.

Тема занятия:
Понятие о формах материи: вещество и поле. Элементарные частицы и их электромагнитное поле.
Основные свойства и характеристики электрического поля. Проводники и диэлектрики.
Элементарные частицы и их электромагнитное поле
В структуру атомов вещества входят элементарные частицы.
Некоторые из них обладают электрическим зарядом.
Элементарные частицы, обладающие электрическим зарядом
(например, электроны и протоны), окружены электромагнитным
полем.
Эти
частицы
не
существуют
отдельно
от
их
электромагнитного поля, т. е. между заряженной частицей и ее
электромагнитным полем точной границы нет.
Однако полагают, что электрический заряд сосредоточен в
весьма малой области пространства, и тогда говорят о частице,
обладающей электрическим зарядом. Вне этой области существует
электромагнитное поле, а объемная плотность электрического
заряда равна нулю.
Электрон и протон имеют равный по величине (1,6-10 Кл), но
противоположный по знаку заряд, который считается элементарным
(наименьшим известным).

8.

Тема занятия:
Понятие о формах материи: вещество и поле. Элементарные частицы и их электромагнитное поле.
Основные свойства и характеристики электрического поля. Проводники и диэлектрики.
Элементарный
электрический
заряд
— это свойство
электрона или протона, характеризующее их взаимосвязь с
собственным электрическим полем и их взаимодействие с
внешним электрическим полем.
Электромагнитное поле может существовать отдельно от
электрически заряженных частиц. Подтверждением этому
являются
электромагнитные
волны,
которые
распространяются в пространстве (радиоволны).

9.

Тема занятия:
Понятие о формах материи: вещество и поле. Элементарные частицы и их электромагнитное поле.
Основные свойства и характеристики электрического поля. Проводники и диэлектрики.
Электростатическое поле
Как электромагнитное поле, так и обе его стороны характеризуются силовым
воздействием на заряженные частицы.
Электрическое поле характеризуются воздействием на электрически заряженную
частицу с силой, пропорциональной заряду частицы и не зависящей от ее скорости.
Электрический заряд тела (системы тел) всегда равен алгебраической сумме
элементарных электрических зарядов.
Электризация тел может быть осуществлена трением, электростатической индукцией
или в результате других физических и химических процессов.
Неподвижное тело, обладающее электрическим зарядом, так же как и неподвижная
элементарная заряженная частица, окружено электрическим полем.
Электростатическим называется электрическое поле неподвижных заряженных тел в
отсутствие в них электрических токов.
Напряженность- это силовая характеристика электрического поля является, с
помощью которой можно оценивать интенсивность электрического поля и определять силу,
действующую со стороны поля на заряженную частицу.
Напряженность электростатического поля не изменяется с течением времени.

10.

Тема занятия:
Понятие о формах материи: вещество и поле. Элементарные частицы и их электромагнитное поле.
Основные свойства и характеристики электрического поля. Проводники и диэлектрики.
Закон Кулона
Величина силы, с которой на каждое из двух точечных
заряженных тел, расположенных в среде, действует их общее
электрическое поле, пропорциональна произведению зарядов этих тел
и
обратно
пропорциональна
квадрату
расстояния
между ними:

11.

Тема занятия:
Понятие о формах материи: вещество и поле. Элементарные частицы и их электромагнитное поле.
Основные свойства и характеристики электрического поля. Проводники и диэлектрики.
Напряженность электрического поля это показатель, равный отношению силы, действующей на заряд в
электрическом поле, к величине этого заряда.
Напряженность является силовой характеристикой поля. Она говорит о
том, как сильно влияние поля в данной точке не только на другой заряд, но также на
живые и неживые объекты.
В численном выражении напряженность электрического поля равна отношению силы,
действующей на заряженную частицу (пробное тело), к ее заряду:
Направление напряженности электрического поля совпадает с направлением силы,
действующей на частицу (пробное тело) с положительным зарядом.
Единица напряженности электрического поля [E]= Н/Кл = В/м.
Эта единица напряженности электрического поля названия не имеет.
Электрическое поле называется однородным (равномерным), если напряженность
его во всех точках одинакова по величине и направлению.

12.

Тема занятия:
Понятие о формах материи: вещество и поле. Элементарные частицы и их электромагнитное поле.
Основные свойства и характеристики электрического поля. Проводники и диэлектрики.
Электрическое напряжение. Потенциал
Количество работы зависит не только от величин, относящихся к полю E,l , но и от заряда
частицы Q . Поэтому с энергетической точки зрения поле вдоль рассматриваемого пути
характеризуется работой, приходящейся на единицу заряда:
Это отношение называется электрическим напряжением.
Электрическое напряжение есть энергетическая характеристика поля вдоль
рассматриваемого пути из одной точки в другую, которой оценивается возможность
совершения работы при перемещении заряженных частиц между этими точками.
Единица электрического напряжения
[U] = [A/Q]=Джоуль/кулон = вольт(В)

13.

Тема занятия:
Понятие о формах материи: вещество и поле. Элементарные частицы и их электромагнитное поле.
Основные свойства и характеристики электрического поля. Проводники и диэлектрики.
Проводники и диэлектрики
По электрическим свойствам все вещества разделяют на два больших класса - вещества,
которые проводят электрический ток (проводники) и вещества, которые не проводят
электрический ток (диэлектрики, или изоляторы).
Проводник - это тело или материал, в котором электрические заряды
начинают перемещаться под действием сколь угодно малой силы. Поэтому эти
заряды называют свободными.
В металлах свободными зарядами являются электроны, в растворах и
расплавах солей (кислот и щелочей) - ионы.
Диэлектрик - это тело или материал, в котором под действием сколь угодно
больших сил заряды смещаются лишь на малое, не превышающее размеров атома
расстояние относительно своего положения равновесия. Такие заряды
называются связанными.

14.

15.

English Русский Правила