Физика. Лекция 454.Проводники в электрическом поле.

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. На сегодняшней лекции мы поговорим о том как ведут себя в электрическом поле проводники. И так проводники в электрическом поле...давайте вспомним, что такое проводники. Проводниками называются вещества в которых возможно направленное движение заряженных частиц. Давайте еще раз повторим строгое определение проводников.

Проводниками называются вещества в которых возможно направленное движение заряженных частиц.

Что это за заряженные частицы? В различных проводниках это могут быть заряженные частицы разных видов. Например, если речь идет о металле, а как мы помним, что металлы - это наиболее ярко выраженные проводники. В металлах такими заряженными частицами являются свободные электроны. Они могут перемещаться от одного проводника до другого. Есть, конечно, электроны которые находятся на внутренних слоях атомов из которых состоят металлы, но об этих электронах в данном случае речи не идет. Бывают проводники в которых носителями зарядов являются ионы. И к таким проводникам, например, водные растворы солей, кислот, щелочей. А бывают проводники, в которых носителя заряда являются как электроны, так и ионы - это газы, которые можно определенным образом подготовить к тому чтобы они стали проводниками. Если другими словами, то необходимо там создать ионы и свободные электроны. И на этой лекции мы сегодня тоже будем немного говорить. И так для простоты и конкретности будем считать, что мы имеем дело с металлом, но все что говорится сейчас распространяется и на другие проводники. Электрическое поле мы будем создавать с помощью устройства с которым мы познакомились на прошлой лекции - с помощью конденсатора.

Электростатическое поле в проводнике существовать не может

А теперь давайте запишем из этого утверждения еще несколько важных выводов, которые мы сформулируем на этой лекции.

Если проводник заряжен, то будет ли в нем существовать электростатическое поле в его объеме? Только что мы поместили незаряженный кусок проводника в электрическое поле и поле в нем исчезло. А если, просто, взять кусок металла и зарядить его с помощью электрофорной машины и эбонитовой палочки. Понятно, что он будет обладать каким-то зарядом, но поле внутри проводника по прежнему будет отсутствовать, потому что если бы поле внутри проводника при этом если он заряжен, существовало бы, то поскольку это проводник и в нем заряды тут же пришли в движение и поле которое они создали скомпенсировало бы заряды, которыми мы зарядили наш проводник. И так не имеет ни какого значения заряжен ли проводник или он электрически нейтрален. В его объеме поля нет, но в таком случае если мы зарядили проводник где же находятся те заряды, которые мы сообщили проводнику? Вывод: заряды в заряженном проводнике располагаются на его поверхности.

Если проводник, например, имеет форму шара, то понятно, если он заряжен, то заряды расположатся на поверхности проводника поскольку все точки шара равноправны, то они разместятся равномерно по поверхности проводника. При этом поверхностная плотность заряда будет постоянной во всех точках проводника. И этим, кстати следует пользоваться при решении задач. А что если проводник не имеет сферическую форму.

И теперь давайте поговорим о таком понятии, как ионный ветер.

Еще один важный факт, который мы должны знать. Возле поверхности проводника силовые линии всегда перпендикулярны поверхности. И давайте докажем этот факт методом от противного.

И последнее...давайте представим себе как ведет себя проводник, находящийся во внешнем электрическом поле исходя из того, что мы уже знаем и для интереса допустим, что проводник внутри уже пустой.

И одна из разновидностей электростатической защиты - это клетка Фарадея.

На этом мы эту лекцию закончим.

Если тебе понравилось, подпишись на канал и поддержи автора