Білім беру бағдарламасы 6В01505 Физика-информатика
Тақырып: Электр өрісінің потенциалы Дәрістің мақсаты:Электростатикалық өрісті сипаттайтын шамалармен таныстыру Дәріс мазмұны
жүктеу/скачать 2.12 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Нүктелік заряд өрістің потенциалы: Потенциалы болатын өрістің нүктесіндегі зарядтың потенциалдық энергиясы
- Электр өрісі кернеулігі мен потенциал арасындағы байланыс
- Эквипотенциал беттер
| Тақырып: Электр өрісінің потенциалы
Дәрістің мақсаты:Электростатикалық өрісті сипаттайтын шамалармен таныстыру Дәріс мазмұны: Электростатикалық өріс күштерінің жұмысы. Потенциал Электростатикалық өріс (яғни қозғалмайтын зарядтар туғызатын) күштерінің потенциалдығына тікелей көз жеткізейік. Бұл үшін қозғалмайтын нүктелік q зарядтың өрісіндегі күштердің осы өрістегі нүктелік зарядтың орын ауыстыруда істеген жұмысын есептейік. Сонда элементар dl жолдағы істелген жұмыс мынаған тең: мұндағы, . Бұдан 1-2 жолдағыжұмыс үшін мынадай өрнек шығады: Осыдан q зарядтың өрісіндегі зарядтың потенциалдық энергиясы: . Өрістің берілген нүктесіндегі түрліше сынақ зарядтардың т.б. энергиялары түрліше , т.б. болады. Алайда, /q қатынасы барлық зарядтар үшін бірдей болады: Нүктелік заряд өрістің потенциалы: Потенциалы болатын өрістің нүктесіндегі зарядтың потенциалдық энергиясы: Өріс күштерінің зарядқа істеген жұмысы зарядшамасын бастапқы және ақырғы нүктелердегі потенциалдар айырмасына көбейткенге тең: Егер q заряды потенциалы болып келген нүктеден шексіздікке қашықтатылса (потенциалы нөлге тең жерде), өріс күшінің жұмысы мынаған тең: Потенциалдың вольт (В) деп аталатын СИ бірлігі үшін 1 кулонға тең зарядты шексіздіктен осындай нүктеге алып келгенде 1дж жұмыс істеу қажет болатын потенциалы алынады: 1дж=1к*1 В бұдан 1 В = . 1эв=1.60*10-19к*1в=1.60*10-19дж=1.60*10-12эрг Сондай-ақ электронвольтке еселік бірліктер пайдаланылады: 1кэв(килоэлектронвольт)=103эв 1мэв(мегаэлектронвольт)=106эв 1гэв(гигаэлектронвольт)=109эв Электр өрісі кернеулігі мен потенциал арасындағы байланыс Электр өрісін не векторлық шама Е арқылы, не скаляр шама арқылы сипаттауға болады. Шынында, өріс күштерінің q зарядқа жол кесіндісіне істеген жұмысы бір жағынан q , екінші жағынан зарядтың потенциялық энергиясының кемуі түрінде, яғни -d(q )=-q түрінде көрсетілуі мүмкін. Бұл өрнектерді теңестіру ақылы мынаны аламыз: . мұндағы арқылы кеңістікте еркін таңдап алынған бағыт белгіленген. Дербес жағдайда, , , . Осыдан: Е=i Жақшаның ішіндегі өрнек скалярдың градиенті (grad ) деп аталады. Градиенттің белгілеуін пайдаланып, былай жазуға болады: Е=-grad . Сөйтіп, электр өрісінің кернеулігі кері таңбамен алынған потенциалдың градиентіне тең. Эквипотенциал беттер Өрісті көрнекті кескіндеу үшін кернеуліктер сызығының орнына потенциалдары бірдей беттерді немесе эквипотенциал беттерді пайдалануға болады.Атының өзі айтып тұрғандай, эквипотенциал бет-бұл барлық нүктелерінің потенциалы бірдей бет. Егер бет х,у,z функциясы түрінде берілсе,онда эквипотенциал беттің теңдеуі мына түрде болады: Эквипотенциал бетке жүргізілген нормальдің бағыты сол нүктедегі Е векторының бағытымен дәл келеді. Эквипотенциал бетті өрістің кез келген нүктесі арқылы жүргізуге болады. Өзін - өзі тексеру сұрақтары: - Өріс жұмысы, потенциалдар айырымы, электростатикалық өрістің потенциалды сипаты жүктеу/скачать 2.12 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|