Физика Дугласа Джанколи

Электрический потенциал на расстоянии r от одиночного точечного заряда Q может быть выведен из выражения для его электрического поля (уравнение 16–4) с использованием математического анализа. В этом случае потенциал обычно принимается равным нулю на бесконечности (r→∞, что означает крайне, неопределенно далеко); это также место, где электрическое поле равно нулю. Результат выражается следующим образом: где под V можно понимать абсолютный потенциал на расстоянии r от заряда Q, при условии, что потенциал...

Джоуль — это очень большая единица для работы с энергиями электронов, атомов или молекул. Для таких целей используется единица, называемая электрон-вольт (эВ). Один электрон-вольт определяется как энергия, которую приобретает частица с зарядом, равным по величине заряду электрона, при прохождении через разность потенциалов в 1 В. Заряд электрона имеет величину 1.6022 x 10^−19 Кл, а изменение потенциальной энергии равно qV. Следовательно, 1 эВ равен: Таким образом, 1эВ ≈ 1.60 x 10^−19 Дж. Электрон,...

Электрический потенциал можно представить, рисуя эквипотенциальные линии или, в трех измерениях, эквипотенциальные поверхности. Эквипотенциальная поверхность — это такая поверхность, на которой все точки имеют одинаковый потенциал. То есть разность потенциалов между любыми двумя точками на поверхности равна нулю, поэтому для перемещения заряда с одной точки поверхности на другую работа не требуется. Эквипотенциальная поверхность должна быть перпендикулярна электрическому полю (вектору напряженности электрического поля) в любой точке...

Эффекты, вызванные любым распределением заряда, могут быть описаны либо в терминах электрического поля, либо в терминах электрического потенциала. Электрический потенциал часто удобнее использовать, поскольку это скалярная величина, тогда как электрическое поле — векторная. Между потенциалом и полем существует тесная связь. Рассмотрим случай однородного электрического поля, такого как между параллельными пластинами на рис. 17–1, разность потенциалов между которыми равна Vba​. Работа, совершаемая...

Чтобы применить закон сохранения энергии, нам нужно определить электрическую потенциальную энергию так же, как мы это делали для других типов потенциальной энергии. Как мы видели в Главе 6, потенциальная энергия может быть определена только для консервативной силы. Работа, совершаемая консервативной силой при перемещении объекта между любыми двумя положениями, не зависит от выбранного пути. Электростатическая сила, действующая между двумя зарядами (Уравнение 16–1): является консервативной, поскольку...

Важным соотношением в электричестве является закон Гаусса, разработанный великим математиком Карлом Фридрихом Гауссом (1777–1855). Этот закон связывает электрический заряд и электрическое поле и представляет собой более общую и элегантную форму закона Кулона. В отечественной терминологии используется понятие Теоремы Остроградского-Гаусса для электростатического поля: поток вектора напряженности электростатического поля через любую замкнутую поверхность равен алгебраической сумме зарядов, охватываемой этой поверхностью, делённой на электрическую постоянную...