Электродинамика. Электр құбылыстары

Презентация қосу

Электродинамика. Электр
құбылыстары
Жоспар:
Кіріспе
а) Электродинамика
Негізгі бөлім
а) Электр заряды. Электрену. Электр
зарядының сақталу заңы
б) Кулон заңы
в) Электр өрісі
Қорытынды
а) Электр өрісінің кернеулігі. Электр өрісінің
күш сызықтары
Электродинамика
Электродинамика – физиканың
зарядталған денелер мен бөлшектердің
арасындағы өзара әрекетті іске асыратын
материяның ерекше түрі – электр өрісінің
заңдылықтарын және қасиеттерін зерттейтін
бөлімі.
Қазіргі кезде жақсы зерттелген, дегенмен
әлі де жұмбақ электрлік құбылыстармен
үнемі кездесіп отырамыз. Ежелгі заманда
янтарьды теріге ысқанда, оның жеңіл
заттарды өзіне тарту қасиетін аңғарған. Осы
құбылысты ежелгі грек философы Фалес
Милетский сипаттаған.
Электрлік құбылыстардың табиғатын түсіну
бірнеше кезеңдерге бөлінеде. Біріншісін,
медициналық деп атауға болады. Бұл кезең XVII
ғасырдың ортасына дейін созылған. Осы кезеңде
денелерді электрлеудің әр түрлі тәсілдері ашылды,
жеңіл нәрселерді тарту қасиеті тек янтарьда ғана
емес, шыны, эбонит, фарфорда да болатыны
анықталды. Емшілер мен тәуіптер денелердің
электрлену қасиетін өз тәжірибелерінде қолдануға
тырысты. Электрленген денелердің әрекетімен
салыстырғанда сезімтал магниттер ерекше құрметке
ие болады. Осы себепті, магниттік және электрлік
материалдарды бірінші болып сипаттау ағылшын
королевасы І Елизаветаның лейб-медигі медицина
докторы У. Гильберттің (1544-1603) қаламұшынан
шыққаны түсінікті. Ол 1600 жылы өзінің «Магнит пен
магниттік денелер және үлкен магнит – Жер туралы»
кітабында ол электрлік деп атаған үйкелісте ерекше
күш пайда болатынын көрсеткен. У. Гильберт
электрлік зарядты байқауға арналған алғашқы
қарапайым құрал – электроскопты құрастырған.
Содан кейін, электрлік және магниттік
құбылыстарды И. Ньютонның тартылыс теориясына
ұқсас түсіндірілетін механикалық кезең басталды.
Француз физигі Ш.О. Кулон (1736 – 1806), осы
уақытқа дейін электростатиканың негізгі заңы
деп аталатын, нүктелік зарядтардың өзара
әрекеттесу заңын ашты. Италияндық физик Л.
Гальвани (1735 – 1798) бақамен тәжірибелер жүргізіп
жануарлардың электрлік қасиетін ашты.
Италияндық физик А. Вольта (1745 – 1827) гальвани
тоғының ұзақ әрекет ететін алғашқы көзі – вольта
бағанасын құрастырды.
XVIII ғасырда орыс оқымыстылары М. В.
Ломоносов (1711 – 1765) және Г. В. Рихман (1711 –
1753) үйде «жайтаратқыш-машина» құрып,
атмосферадағы электрді зерттеді. Тәжірибе кезінде
найзағай соғып Г. В. Рихман қаза тапты. М. В.
Ломоносов зерттеулер жүргізіп, электрлік өзара
әрекеттесудің сандық негізін құрды.
1826 ж. неміс физигі Г. С. Ом (1787 – 1854)
эксперимент арқылы электр тізбегіндегі ток
күші, кернеу және кедергіні байланыстыратын
негізгі заңды ашты.
Француздың ұлы физигі А. М. Ампердің
электродинамика саласындағы еңбектерін
бағалау өте қиын. Ол магнит өрісінің магнит
тіліне әрекет күшін анықтайтын ережені
тұжырымдады (Ампер ережесі). Ток пен
магнит арасындағы өзара әрекеттесуді
бақылайтын көптеген құралдар жасап
шығарды. Электр токтарының өзара әрекет
күштерін ашты (Ампер заңы). А. М. Ампер
магнитизмнің теориясын құрды.
Электрлік құбылыстарды зерттеуде
ағылшынның ұлы физигі М. Фарадейдің еңбегі өте
зор. Ол сол кездегі белгілі электр түрлерінің тепе-
теңдігін дәлелдеді («жануар», «электромагнитизм»,
термоэлектр, гальвани электрі және үйкелістен пайда
болатын электр); ол электролиттен ток өтуін зерттеп,
электролиз заңдарын, электромагниттік индукция
құбылысын ашты, электр өрісі электрлік өзара
әрекеттесуді іске асыратын иатерияның ерекше түрі
электр өрісі ұғымын енгізді.
Ағылшын физигі Д. К. Максвелл (1831 – 1879)
электромагниттік өріс теорясын құрды. Максвелл өз
теориясын электрлік құбылыстардың негізгі
заңдылықтарын өрнектейтін теңдеулер жүйесі
түрінде тұжырымдады. Ол жылдамдығымен бірдей
электромагниттік толқындардың бар екенін болжады.
Электрлік құбылыстарды зерттеген басқа атақты
физиктердің де атап өту қажет. Орыс физигі Э. Х. Ленц (1804 –
1865) индукциялық ток бағытын анықтау ережесін және
токтың жылулық әрекетінің заңын тағайындады.
Токтың жылулық әрекетін Э. Х. Ленцтен тәілсіз ағылшын физигі
Д. П. Джоуль (1818 – 1889) ашты. Орыс физигі Б. С. Якоби (1801
– 1874) жұмыс белдігі (вал) айнымалы элекртқозғалтқышты
ойлап тапты, біқатар телеграф аппарттарын құрастырды.
Орыс физигі А. Г. Столетов (1839 – 1896) заттардың
магниттік қасиетін зерттеп, заттардың магниттік қасиетін және
олардың магниттелуін өлшейтін бірқатар эксперименттер
қойды. Орыс физигі П. Н. Лебедев (1866 – 1912) асқан шебер
экспериментатор ретінде белгілі. Қысқа толқынды 4 және 6 мм
электромагиттік толқындар алу және қабылдау комплексін
құрды. П. Н. Лебедев жарықтың бетке түсіретін қысымын
эксперимент арқылы өлшеп, жарықтың электромагниттік
теориясын тәжірибе жүзінде дәлелдеп, «Ұлы тәжірибе қоюшы
(вертуоз)» деген атақ алды. Неміс физигі Г. Р. Герц (1857 – 1894)
Максвеллдің теория жүзінде болжаған электромагниттік
толқындарын бірінші болып алды. Неміс физигі Г. Р. Крихгоф
(1827 – 1887) тарамдалған электр тізбегінде электр тоғының
өту заңдылығын ашты және өткізгіштердегі ток қозғалысының
жалпы теорясын құрды.
Физиканың барлық бөлімдерінің ішінен электродинамика
барынша толық зерттеген, оған дәлел электродинамиканы ң
заңдары практикада, техникада кеңінен қолданылады. Қазіргі
кезде кванттық электродинамиканың рөлі өте үлкен. Оны ң
теориялық зерттеулері жаңа нәзік электрондық құрылымдары,
микрочин, микропроцессор сияқты құралдарды жасап шы ғару ға
мүмкіндік берді.

Электр заряды. Электрлену. Электр зарядының сақталу
заңы
Протондар мен нейтрондар және электрондарды бір с өзбен
субатомдық бөлшкетер деп атайды. Бұл бөлшектердің өзіне
тән қасиеттері болғандықтан, олар бір-біріне ұқсайды. Осы
қасиеттерді сиппаттау үшін көптеген физикалық шамалар
енгізілген, солардың бірі – масса мен электр заряды. Электрон
зарядына ұқсас зарядтар теріс, ал протон зарядына ұқсас
заттар оң заряд деп аталады. Нейтрон заряды жоқ. Тәжірибе
көрсеткендей, аттас зарядталған бөлшектер тебіледі де,
әраттас зарядталған бөлшектер бір-біріне тартылады.
Электр зарядының сақталу заңының математикалы қ
өрнегі:
q1 + q2 + q3 + …+ qn = const
Тұйық немесе оқшауланған жүйе деп шекарасы арқылы зат
өте алмайтын жүйені атайды.
Кулон заңы
Кулон заңы: вакуумдағы
қозғалмайтын екі нүктелік
зарядтың өзара әрекеттесу күші
зарядтар модулінің көбейтіндісіне
тура пропорционал және олардың
арақашықтарының квадратына
q1 q 2F k
q1 q2
r2

кері пропроционал. Кулон заңы
электростатиканың негізгі заңы, оның F k 2
математикалық өрнегі:
r
Ортаның диэлектрлік
өткізгіштігі – бұл заттың электрлік
қасиетін және зарядтардың берілген
ортадағы өзара әрекеттесу күші
вакуумдағы өзара әрекеттесу күшінен
неше есе аз болатынын көрсететін
физикалық шама. Ол өлшемсіз шама.
Электр өрісі
Заярлталған бөлшектердің өзара әрекеттесуі бос кеңістік арқылы
лезде іске асырылады. Алыстан әрекеттесу принципі осындай.
Ағылшының ұлы физигі М. Фарадей алсытан әрекеттесу
теориясына қарсы шықты. өрістерді сипаттау үшін Фарадей XIX
ғасырдың 30-жылдардарында зарядтарға әрекет ететін күшті
анықтайтын күш сызықтары ұғымын енгізді.

Электр өрісінің кернеулігі. Электр өрісінің күш
сызықтары
Зарядтар жүйесі тудыратын өрістің кернеулігі әрбір жеке зарядтар
тудыратын өріс кернеуліктерінің векторлық қосындысына тең:
Е = E1 + E2 + ...
Күш сызығы деп бағыты өріс нүктесіндегі кернеуліктің бағытымен
сәйкес келетін, осы нүктеге жүргізілген жанаманы айтады.
Күш сызықтарының мынадай қасиеттері белгілі:
1. Күш сызықтары үзіліссіз. Олар оң зарядтан шығады және теріс
зарядқа кіреді немесе шексіздікке кетіп жатады.
2. Күш сызықтары еш жерде қиылыспайды. Егер олар қиылсса,
онда қиылсу нүктесінде кернеулік векторының әр түрлі екі бағыты
болар еді.

Ұқсас жұмыстар

Электродинамика курсындағы пәнаралық байланыс

Есептер жинағынан есептер шығару

Максвелл теңдеулері тәжірибе арқылы алынған заңдардың математикалық модельдері

Электр құбылыстары тұрмыста

Физика табиғат туралы ғылым. “Фюзис” – табиғат

Физикалық теория.Физикалық шамалар

"Ғажайып алаң" ойыны 2 бөлім

Электр құбылыстары

Эйнштейннің арнайы салыстырмалық теориясы

Сабақтың дағдыландыру

Пәндер