Физические законы механики Законы Кеплера Первое начало термодинамики Электромагнетизм Колебание и волны Геометрическая оптика Квантовые явления в оптике

Потенциал и работа электростатического поля.

Связь между напряженностью и потенциалом

Работа по перемещению заряда  из точки 1 в точку 2:

  .

Теорема циркуляции вектора напряженности : циркуляция вектора напряженности электростатического поля равна нулю:

.

Связь между контурным и поверхностным интегралами:

.

Потенциальная энергия взаимодействия зарядов:

.

Потенциал электростатического поля φ – физическая величина, численно равная потенциальной энергии единичного положительного точечного заряда, переносимого из бесконечности в данную точку поля:

,

где А∞ – работа перемещения заряда q0 из данной точки поля в бесконечность.

Потенциал точечного заряда:

.

2_15cСиловые линии электростатического поля – это линии, касательная к которым в любой точке поля совпадает с направлением вектора напряженности .

Эквипотенциальная поверхность – вооброжаемая поверхность, все точки которой имеют одинаковый потенциал.

φ = φ(x,y,z) = const.

Потенциал системы зарядов равен алгебраической сумме потенциалов, создаваемых каждым из зарядов в отдельности (принцип суперпозиции):

.

Связь между потенциалом электростатического поля и его напряженностью:

.

Потенциал поля диполя:

.

Потенциальная энергия диполя:

.

Механический момент, действующий на диполь в электростатическом поле:

  или .

Работа в потенциальном поле:

.

Безвихревой характер электростатического поля:

.

Поэтому работа по перемещению заряда по любому замкнутому пути в электростатическом поле равна нулю:

Потенциал поля между заряженными плоскостями:

 .

Потенциал нити (цилиндра):

Потенциал поля цилиндрического конденсатора:

Потенциал поля сферы:

Потенциал поля шара:

Диэлектрики в электростатическом поле

Проводники в электростатическом поле Электростатическое экранирование – внутрь проводника поле не проникает Электрическая емкость уединенного проводника – физическая величина, численно равная заряду, который необходимо сообщить проводнику для того, чтобы изменить его потенциал на единицу

Постоянный электрический ток Электрический ток – упорядоченное движение электрически заряженных частиц. За направление тока принимают направление движения положительных зарядов

Электрический ток в газах, металах и электролитах Удельная электропроводность – физическая величина, равная электропроводности цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади поперечного сечения

Что такое соотношения неопределенностей Гейзенберга?

Де Бройль предложил, что каждая частица, обладающая в данной системе отсчета энергией Е и импульсом , может быть описана плоской волной, характеризуемой частотой  и длиной волны . Шредингер создал математическую теорию, описывающую поведение этой волны в зависимости от параметров частицы и начальных условий. Чем же является эта волна? Наиболее распространенной является вероятностная интерпретация: волна определяет вероятность нахождения частицы в различных точках пространства.

Рассмотрим, в соответствии с этой интерпретацией, частицу, двигающуюся прямолинейно и равноверно. Зная массу и скорость частицы можно рассчитать ее импульс, а значит и длину соответствующей ей волны. Но плоская волна определенной длины «не может иметь конца» - она «занимает все пространство», а это значит, что частицу с одинаковой вероятностью можно встретить в любом месте пространства. Или, иными словами, если импульс частицы задан точно, то ее местоположение совершенно неопределенно. Можно показать, что верно и обратное утверждение.

Подобные этому количественные соотношения (соотношения неопределенностей) были установлены Гейзенбергом, например:

где Dx и Dpx – неопределенности в задании координаты и проекции импульса частицы соответственно.

Таким образом, эти соотношения устанавливают связь между неопределенностями в задании механических параметров частиц, ярко демонстрируя своеобразие описания микромира квантовой физикой.

Как изменился характер описываемых причинно-следственных связей при переходе от классической механики к квантовой?

- В рамках классической механики знание начальных условий (положения и скорости частиц при t=0) для системы частиц дает возможность рассчитать состояние системы в любой другой момент времени, причем это состояние определяется начальными условиями совершенно однозначно: будущее мира полностью определено его прошлым. Квантовая механика дает возможность однозначно определить лишь вероятность того или иного состояния системы в любой момент времени: прошлое лишь создает предрасположенность к тому или иному будущему.


На главную