Champ électrostatique. Champ électrostatique Champ électromagnétique autour de nous

Le champ électrique, selon les concepts physiques élémentaires, n'est rien de plus qu'un type particulier d'environnement matériel qui se forme autour des corps chargés et affecte l'organisation de l'interaction entre ces corps avec une certaine vitesse finale et dans un espace strictement limité.

Il est prouvé depuis longtemps qu'un champ électrique peut apparaître à la fois dans des corps immobiles et en mouvement. Le signe principal de cette présence est son effet sur

L'un des principaux quantitatifs est le concept d'« intensité de champ ». En termes numériques, ce terme désigne le rapport de la force qui agit sur une charge d'essai, directement à l'expression quantitative de cette charge.

Le fait que la charge soit test signifie qu'elle ne participe pas elle-même à la création de ce champ, et sa valeur est si faible qu'elle n'entraîne aucune distorsion des données initiales. L'intensité du champ est mesurée en V/m, ce qui est classiquement égal à N/C.

Le célèbre chercheur anglais M. Faraday a introduit la méthode de représentation graphique d'un champ électrique dans la circulation scientifique. À son avis, ce type particulier de matière dans le dessin devrait être représenté sous la forme de lignes continues. Ils ont ensuite commencé à être appelés "lignes d'intensité de champ électrique", et leur direction, basée sur les lois physiques de base, coïncide avec la direction de la tension.

Des lignes de force sont nécessaires pour montrer des caractéristiques de qualité de tension telles que la densité ou la densité. Dans ce cas, la densité des lignes de tension dépend de leur nombre par unité de surface. L'image créée des lignes de force vous permet de déterminer l'expression quantitative de l'intensité du champ dans ses sections individuelles, ainsi que de découvrir comment elle change.

Le champ électrique des diélectriques a des propriétés assez intéressantes. Comme vous le savez, les diélectriques sont des substances dans lesquelles il n'y a pratiquement pas de particules chargées libres, par conséquent, elles ne sont pas capables de conduire.Ces substances devraient inclure, tout d'abord, tous les gaz, céramiques, porcelaine, eau distillée, mica , etc.

Afin de déterminer l'intensité du champ dans un diélectrique, un champ électrique doit le traverser. Sous son action, les charges liées dans le diélectrique commencent à se déplacer, mais elles ne sont pas capables de quitter les limites de leurs molécules. La direction du déplacement implique que ceux chargés positivement sont déplacés le long de la direction du champ électrique, et ceux chargés négativement sont déplacés contre. A la suite de ces manipulations, un nouveau champ électrique apparaît à l'intérieur du diélectrique, dont la direction est directement opposée à celle externe. Ce champ interne affaiblit sensiblement le champ externe, par conséquent, l'intensité de ce dernier diminue.

L'intensité du champ est sa caractéristique quantitative la plus importante, qui est directement proportionnelle à la force avec laquelle ce type particulier de matière agit sur une charge électrique externe. Malgré le fait qu'il soit impossible de voir cette valeur, en utilisant le dessin des lignes de force de force, vous pouvez vous faire une idée de sa densité et de sa directionnalité dans l'espace.

L'action de certains corps chargés sur d'autres corps chargés s'effectue sans leur contact direct, au moyen d'un champ électrique.

Le champ électrique est matériel. Elle existe indépendamment de nous et de nos connaissances à son sujet.

Un champ électrique est créé par des charges électriques et est détecté à l'aide de charges électriques par l'action d'une certaine force sur celles-ci.

Le champ électrique se propage à une vitesse finale de 300 000 km/s dans le vide.

Etant donné que l'une des propriétés principales d'un champ électrique est son action sur des particules chargées d'une certaine force, alors pour introduire les caractéristiques quantitatives du champ, il est nécessaire de placer un petit corps avec une charge q (charge d'essai) à l'endroit étudié. point dans l'espace. Une force va agir sur ce corps du côté du champ

Si vous modifiez la valeur de la charge de test, par exemple, deux fois, la force agissant sur elle changera également deux fois.

Lorsque la valeur de la charge d'essai change n fois, la force agissant sur la charge change également de n fois.

Le rapport de la force agissant sur une charge d'essai placée en un point donné du champ à la valeur de cette charge est une valeur constante et ne dépend ni de cette force, ni de l'amplitude de la charge, ni du fait qu'il y ait aucun frais. Ce rapport est désigné par une lettre et est pris comme la caractéristique d'intensité du champ électrique. La grandeur physique correspondante est appelée intensité du champ électrique .

La tension montre quelle force agit du côté du champ électrique sur une charge unitaire placée en un point donné du champ.

Pour trouver l'unité de tension, il est nécessaire de substituer les unités de force - 1 N et de charge - 1 C dans l'équation directrice de la tension. On obtient : [E] = 1 N / 1 Cl = 1 N / Cl.

Pour plus de clarté, les champs électriques dans les dessins sont représentés à l'aide de lignes de force.

Un champ électrique peut faire le travail de déplacer une charge d'un point à un autre. D'où, une charge placée en un point donné du champ possède une réserve d'énergie potentielle.

Les caractéristiques énergétiques du champ peuvent être saisies de la même manière que l'introduction de la caractéristique de force.

Lorsque la valeur de la charge d'essai change, non seulement la force agissant sur elle change, mais aussi l'énergie potentielle de cette charge. Le rapport de l'énergie de la charge d'essai située en un point donné du champ à la valeur de cette charge est une valeur constante et ne dépend ni de l'énergie ni de la charge.

Pour obtenir une unité de potentiel, il est nécessaire de substituer des unités d'énergie - 1 J et une charge - 1 C dans l'équation gouvernante du potentiel. On obtient : [φ] = 1 J / 1 C = 1 V.

Cette unité a son propre nom de 1 volt.

Le potentiel du champ d'une charge ponctuelle est directement proportionnel à l'amplitude de la charge qui crée le champ et est inversement proportionnel à la distance de la charge à un point donné du champ :

Les champs électriques dans les dessins peuvent également être représentés à l'aide de surfaces de potentiel égal, appelées surfaces équipotentielles .

Lorsqu'une charge électrique se déplace d'un point avec un potentiel à un point avec un potentiel différent, le travail est effectué.

Une quantité physique égale au rapport du travail de déplacement d'une charge d'un point du champ à un autre, à la valeur de cette charge, est appelée tension électrique :

La tension montre à quoi est égal le travail effectué par le champ électrique lorsqu'une charge de 1 C est déplacée d'un point du champ à un autre.

L'unité de tension, ainsi que de potentiel, est 1 V.

La tension entre deux points du champ situés à une distance d l'un de l'autre est liée à l'intensité du champ :

Dans un champ électrique uniforme, le travail de déplacement d'une charge d'un point du champ à un autre ne dépend pas de la forme de la trajectoire et n'est déterminé que par l'amplitude de la charge et la différence de potentiel entre les points du champ.

TYPE DE LEÇON : Leçon d'apprentissage de nouveau matériel.

OBJECTIFS DE LA LEÇON:

Éducatif:

1. Former l'un des concepts de base de l'électrodynamique - un champ électrique.
2. Se former une idée de la matière sous deux formes : matière et champ.
3. Montrez comment détecter un champ électrique.

Développement:

1. Développer la capacité des étudiants à analyser, comparer, mettre en évidence des caractéristiques essentielles, tirer des conclusions.
2. Développer la pensée abstraite et logique des élèves.

Éduquer :

1. En utilisant l'exemple de la lutte entre les théories de l'action à courte et à longue portée, montrez la complexité du processus de cognition.
2. Continuez à former une vision du monde sur l'exemple de la connaissance de la structure de la matière.
3. Pour cultiver la capacité de prouver, défendez votre point de vue.

ÉQUIPEMENT:

• rétroprojecteur;
• un dispositif de démonstration des spectres de champs électriques ;
• convertisseur haute tension « Décharge » ;
• source actuelle;
• fils de connexion;
• électromètre;
• fourrure, bâton de plexiglas;
• figurines en papier;
• un morceau de coton, des fils;
• transformateur;
• une bobine de fil avec une lampe 3.5V.

Moment didactique : prise en compte des savoirs, capacités, compétences.

Réception : enquête frontale.

Enseignant : Rappelez-vous ce qu'est une charge électrique.
Étudiant: La charge électrique est la propriété des corps à effectuer une interaction électromagnétique les uns avec les autres avec des forces qui diminuent avec l'augmentation de la distance de la même manière que les forces de gravitation universelle, mais dépassent de plusieurs fois les forces de gravité.
Prof: Est-il possible de dire: "Une charge gratuite a volé."
Étudiant: Non. La charge électrique est toujours sur la particule, les charges électriques libres n'existent pas.
Prof: Quels types de charges électriques connaissez-vous et comment elles interagissent.
Étudiant: Dans la nature, il existe des particules avec des charges positives et négatives. Deux particules chargées positivement ou deux particules chargées négativement sont repoussées, tandis que les particules chargées positivement et négativement sont attirées.
Prof: En effet, les charges ont tout comme dans la vie des gens. Deux personnes énergiques et actives ne peuvent pas être ensemble pendant longtemps, la même chose est repoussée. Énergique et calme s'entendent bien, différentes choses sont attirées.
Prof: En électrostatique, vous et moi connaissons la loi de Coulomb pour l'interaction des charges. Écrivez et formez cette loi.
Étudiant: F = k | q1 | | q2 | / rІ (écrit au tableau, prononce la loi à haute voix).

La force d'interaction de deux corps chargés stationnaires dans le vide est directement proportionnelle au produit des modules de charge et inversement proportionnelle au carré des distances qui les séparent. Si au moins une charge est augmentée, alors la force d'interaction augmentera, si la distance entre les charges est augmentée, la force diminuera.

Moment didactique : propédeutique de l'apprentissage de nouvelles matières.
Accueil: situation problématique.

Enseignant : D'accord, nous nous sommes souvenus des principales choses que nous avons traversées. Vous êtes-vous déjà demandé comment une charge agit sur une autre ?

Expérience : j'ai mis un morceau de coton sur le pôle négatif du convertisseur haute tension. Il acquiert un signe moins. Du côté du pôle positif, une force électrique agit sur la toison. Sous son influence, le coton saute au pôle positif, acquiert un signe plus, etc.

Enseignant : Comment une charge agit-elle sur une autre ? Comment s'effectuent les interactions électriques ? La loi de Coulomb n'y répond pas. Problème ... Écartons-nous des interactions électriques. Et comment interagissez-vous les uns avec les autres, comment, par exemple, Anya attirera-t-elle l'attention de Katya sur elle-même ?
Étudiant: Je peux lui prendre la main, pousser, lancer un mot, demander à quelqu'un de l'appeler, crier, siffler.
Prof: Dans toutes vos actions du point de vue de la physique, il y a une chose commune : qui a remarqué cette chose commune ?
Étudiant: L'interaction s'effectue par des liaisons intermédiaires (bras, épaules, notes), ou par le médium (le son se propage dans l'air).
Prof: Quelle est la conclusion?
Étudiant: Pour l'interaction des corps, un certain processus physique est requis dans l'espace entre les corps en interaction.
Prof: Donc, nous avons compris l'interaction des gens. Mais comment interagissent les charges électriques ? Quels sont les maillons intermédiaires, le médium qui réalise les interactions électriques ?

Moment didactique : apprentissage de nouvelles matières.
Réceptions : explication basée sur les connaissances des élèves, éléments d'une dispute, éléments d'un jeu, présentation de la théorie en vers, expérience de démonstration.
Prof:À cet égard, il y a eu une longue dispute en physique entre les partisans des théories de l'action à courte et à longue portée. Maintenant, nous allons devenir des partisans de ces théories et essayer d'argumenter ..
(Je divise la salle de classe et le tableau en deux moitiés. Sur le côté droit du tableau, j'écris : « Théorie de l'action à courte portée. » Un jeu de mots croisés est également dessiné ici, Figure 1).

(Sur le côté gauche du tableau j'écris : « Théorie de l'action à distance. » Voici un jeu de mots croisés, Figure 2).

Enseignant : Donc, le côté droit de la classe - les partisans de la théorie de l'action à courte portée. Accord?
Le côté gauche - les partisans de la théorie de l'action à distance. Accord?
(Je vais à droite de la classe).

Enseignant : Eh bien, commençons à discuter. J'explique l'essence de la théorie de l'action à courte portée, et vous m'aidez à deviner les mots écrits au tableau.

Nous sommes partisans de l'action rapprochée

Entre les corps, il devrait y avoir Mercredi.
Liens de communication, non vide.
Les processus dans cet environnement sont éphémères,
Mais pas instantanément. leur vitesse est fini.
(Puis je le répète, sans pause, je demande à tous les partisans de la théorie de l'action à courte portée de prononcer les mots surlignés).

Enseignant : Donnez des exemples pour prouver votre théorie.
Étudiant: 1. Le son voyage dans l'air ou dans un autre milieu à une vitesse de 330 m/s.

2. Appuyez sur la pédale de frein, la pression du liquide de frein à la vitesse finale est transmise aux plaquettes de frein.
(Je me déplace vers le côté gauche de la classe)

Enseignant : Adeptes de la théorie de l'action à distance. Je présente l'essentiel de la théorie de l'action à distance, et vous m'aidez, à deviner les mots écrits au tableau.

Nous sommes partisans de l'action à long terme
Approuver : pour l'interaction
Il en faut un vide,
Et pas certains liens, Mercredi.
L'interaction des corps est indéniable
Dans ce vide se produit immédiatement.

(Ensuite je le répète, sans pause, je vous demande de prononcer les mots choisis à tous les partisans de la théorie de l'action à distance)

Enseignant : Donnez des exemples pour prouver votre théorie ?
Étudiant: 1. J'appuie sur l'interrupteur, la lumière s'allume instantanément. 2. J'électrifie la tige sur la fourrure, l'apporte à l'électromètre, l'aiguille de l'électromètre dévie instantanément (montre une expérience avec un électromètre).
Prof: Prenons des notes dans un cahier :

Théorie à courte portée :

1. L'interaction électrique s'effectue par l'intermédiaire des liaisons intermédiaires.
2. L'interaction électrique est transmise à une vitesse finie.

Théorie à longue portée :

1. L'interaction électrique se produit à travers le vide.
2. Les interactions électriques sont transmises instantanément.

Enseignant : Comment être ? Qui a raison? Pour résoudre le différend, nous avons besoin de ...?

Classe : Idée.

Enseignant : Oui, l'idée est un jeu rare dans la forêt des mots. / V.Hyugo /

La polémique a été complétée par le générateur d'idées -
Le scientifique anglais Michael Faraday.

Quelle est l'idée de Faraday ? Allez à la page 102 paragraphe 38, point 1.

Laissez-moi vous donner 3 minutes pour saisir l'idée géniale de Faraday. ( La classe lit, le professeur change la position des instruments).

Disciple : Selon l'idée de Faraday, les charges électriques n'agissent pas directement les unes sur les autres. Chacun d'eux crée dans l'espace environnant électrique champ. Le champ d'une charge agit sur une autre charge, et vice versa. Au fur et à mesure que la distance à la charge augmente, le champ s'affaiblit.

Enseignant : Alors qui a raison : les partisans des théories de l'action à longue portée ou de l'action à courte portée ?

Disciple : partisans de la théorie de l'action à courte portée.

Enseignant : Et quel est le lien intermédiaire qui réalise l'interaction électrique ?

Étudiant: Champ électrique.

Enseignant : Alors pourquoi un coton chargé interagit-il avec une balle chargée à distance, rappelez-vous l'expérience ?

Disciple : Le champ électrique d'une balle chargée agit sur une boule de coton.

Enseignant : Champ électrique... C'est facile à dire, mais difficile à imaginer. Nos sens ne sont pas capables de voir, fixez ce champ. Alors, qu'est-ce qu'un champ électrique ? (La formulation des points 1) - 4) nous créons ensemble, les élèves prennent des notes dans un cahier).

Champ électrique: ( écrire dans un cahier). Commentaires oraux de l'enseignant ou des élèves.

1). Un type de matière qui existe dans l'espace autour des corps chargés.	1) La matière peut exister sous deux formes : matière et champ. Nous ressentons la substance directement avec les sens, le champ - indirectement, à travers quelque chose.
2). Le champ est matériel, il existe indépendamment de nous.	2) (a) Ondes radio - champs électromagnétiques. Ils se propagent dans l'espace même lorsque leur source (comme une station de radio) ne fonctionne pas. (b) Un four à micro-ondes chauffe les aliments en utilisant l'énergie d'un champ électrique. Cela signifie que le champ électrique existe. C'est matériel, parce que possède de l'énergie.
3). Le champ électrique se propage avec une vitesse finale c = 3 * 10 8 m/s.	3) Maintenant, cela a été prouvé : lors du contrôle du rover lunaire depuis la Terre, il est pris en compte que le signal radio voyage jusqu'à la Lune pendant 1,3 seconde ; contrôlant la station sur Vénus, tenez compte du fait que le champ électrique y parcourt pendant 3,5 minutes.
4). La propriété principale d'un champ électrique est son action sur charge avec une certaine force.	4) Une expérience: le champ électrique d'une plaque de plexiglas agit avec force sur les personnages en papier, les faisant bouger, "danser".

Enseignant : Aimeriez-vous « voir » un champ électrique ?

Ce n'est pas possible avec nos sens. De petites particules (semoule) versées dans de l'huile de machine et placées dans un champ électrique puissant nous aideront.

Une expérience. (Un appareil est utilisé pour démontrer les spectres des champs électriques).

Je prends une cuvette avec de l'huile et de la semoule, la remue sur le rétroprojecteur, amène la tension de la « Décharge » aux électrodes. Les charges opposées sont apparues sur les électrodes. Que voit-on, comment l'expliquer ?

Disciple : Il y a un champ électrique autour des électrodes ; le champ agit sur les grains avec force.

Enseignant : Les grains s'alignent les lignes électriques champ électrique, réfléchissant sa "photo". Là où les lignes sont plus denses - le champ est plus fort, moins souvent - plus faible. Les lignes s'étendent l'une vers l'autre, ce qui signifie que les champs sont opposés.

Le champ des deux plaques est différent. Les lignes de champ sont parallèles. Un tel champ est le même en tous points et est dit uniforme.

Je vais placer un anneau métallique dans le champ de deux plaques, « les grains ne sont pas réarrangés à l'intérieur de l'anneau. Qu'est-ce que cela signifie ?

Disciple : Il n'y a pas de champ électrique à l'intérieur de l'anneau métallique.

Moment didactique : généralisation ; bref compte rendu des connaissances.
Réceptions : enquête express à l'aide de cartes de signal ; expérience de devinette.

Enseignant : Alors qu'avons-nous appris aujourd'hui, que reste-t-il dans nos têtes ? Allons vérifier. Il y a 5 cartes de couleurs différentes sur vos tables. Je pose une question, vous soulevez la carte sur laquelle, de votre point de vue, la bonne réponse est : la face colorée - vers moi, le texte - vers vous. Par couleur, je vais vite savoir qui a appris quoi. (L'enseignant enregistre le résultat de l'enquête express).

Sondage express.

Question 1. L'essence de la théorie est-elle proche de l'action ? (Carte rouge).

Question 2. L'essence de la théorie de l'action à distance ? (Carte bleu).
Question 3. Quelle est l'essence de l'idée de Faraday ? (Carte verte).
Question 4. Qu'est-ce qu'un champ électrique ? (Carte blanche).

(La cinquième carte (orange) ne correspond à aucune des questions.)

Textes de cartes.

1. Carton rouge : les corps interagissent par des liens intermédiaires avec la finale
   la vitesse.
2. Carte bleue : les corps interagissent instantanément à travers le vide.
3. Carte verte : L'interaction électrique est due à
   champ électrique.
4. Carton blanc : une sorte de matière qui existe dans l'espace autour des corps chargés. Le champ est indépendant de nous, se propage à une vitesse finie et agit avec une certaine force sur la charge.

Conclusion : l'enseignant dit combien de personnes de la classe ont répondu correctement aux questions, nomme les couleurs correctes des cartes. Bien fait!

Enseignant : Et maintenant - l'expérience sous la cloche.

Expérience : je connecte un transformateur au réseau. Des charges se déplacent dans ses enroulements, autour desquels, comme vous le savez, un champ électrique est créé. Je prends une bobine de fil et une lampe. La bobine n'est pas connectée au réseau. Je l'apporte au transformateur. Pourquoi la lampe s'allume-t-elle lorsqu'elle n'est pas branchée sur le réseau électrique ?

Disciple : Il y a un champ électrique autour des enroulements du transformateur, qui agit sur les charges dans la bobine par la force, met les charges en mouvement, le courant traverse la lampe, la lampe brille. Le terrain est matériel. Le champ électrique existe !

Moment didactique : devoirs.
Accueil:écrire des paragraphes dans le journal à partir du tableau noir.

§37, questions page 102, §38, questions page 104. (Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B. Manuel pour les établissements d'enseignement de 10e année. - 8e éd. - M.: Prosv., 2000 ).

VI ÉTAPE

Moment didactique : résumé.

Réception : prise en compte des bonnes réponses des élèves pour la leçon avec généralisation ultérieure ; classement.

Détails Catégorie : Électricité et magnétisme Publié le 05.06.2015 20:46 Affichages : 13114

Des champs électriques et magnétiques alternatifs dans certaines conditions peuvent se générer mutuellement. Ils forment un champ électromagnétique, ce qui n'est pas du tout leur combinaison. C'est un tout unique, dans lequel ces deux domaines ne peuvent exister l'un sans l'autre.

De l'histoire

L'expérience du scientifique danois Hans Christian Oersted, réalisée en 1821, a montré qu'un courant électrique engendre un champ magnétique. À son tour, le champ magnétique changeant est capable de générer un courant électrique. Cela a été prouvé par le physicien anglais Michael Faraday, qui a découvert le phénomène de l'induction électromagnétique en 1831. Il est également l'auteur du terme "champ électromagnétique".

A cette époque, le concept d'action à longue portée de Newton a été adopté en physique. On croyait que tous les corps agissent les uns sur les autres à travers le vide à une vitesse infiniment élevée (presque instantanément) et à n'importe quelle distance. On a supposé que les charges électriques interagissent de la même manière. Faraday, d'autre part, croyait que la vacuité n'existe pas dans la nature et que l'interaction se produit à une vitesse finie à travers un certain environnement matériel. Ce support pour les charges électriques est Champ électromagnétique... Et il se propage à une vitesse égale à la vitesse de la lumière.

La théorie de Maxwell

En combinant les résultats des études précédentes, Physicien anglais James Clerk Maxwell en 1864 créé théorie des champs électromagnétiques... Selon elle, un champ magnétique changeant génère un champ électrique changeant, et un champ électrique alternatif génère un champ magnétique alternatif. Bien entendu, au départ l'un des champs est créé par une source de charges ou de courants. Mais à l'avenir, ces champs peuvent déjà exister indépendamment de telles sources, faisant apparaître les uns les autres. C'est-à-dire, les champs électriques et magnétiques sont des composants d'un seul champ électromagnétique... Et tout changement dans l'un d'eux provoque l'apparition d'un autre. Cette hypothèse constitue la base de la théorie de Maxwell. Le champ électrique généré par le champ magnétique est un vortex. Ses lignes de force sont fermées.

Cette théorie est phénoménologique. Cela signifie qu'il a été créé sur la base d'hypothèses et d'observations, et ne prend pas en compte la cause de l'apparition de champs électriques et magnétiques.

Propriétés du champ électromagnétique

Un champ électromagnétique est une combinaison de champs électriques et magnétiques, donc, en chaque point de son espace, il est décrit par deux grandeurs principales : la force du champ électrique E et induction magnétique V .

Étant donné que le champ électromagnétique est le processus de conversion d'un champ électrique en un champ magnétique, puis d'un champ magnétique en un champ électrique, son état change constamment. Se propageant dans l'espace et dans le temps, il forme des ondes électromagnétiques. Selon la fréquence et la longueur, ces ondes sont divisées en ondes radio, rayonnement térahertz, rayonnement infrarouge, lumière visible, rayonnement ultraviolet, rayons X et rayonnement gamma.

Les vecteurs de l'intensité et de l'induction du champ électromagnétique sont mutuellement perpendiculaires et le plan dans lequel ils se trouvent est perpendiculaire à la direction de propagation des ondes.

Dans la théorie de l'action à longue portée, la vitesse de propagation des ondes électromagnétiques était considérée comme infiniment grande. Cependant, Maxwell a prouvé que ce n'était pas le cas. Dans une substance, les ondes électromagnétiques se propagent à une vitesse finie, qui dépend de la perméabilité diélectrique et magnétique de la substance. Par conséquent, la théorie de Maxwell s'appelle la théorie de l'action à courte portée.

Expérimentalement, la théorie de Maxwell a été confirmée en 1888 par le physicien allemand Heinrich Rudolf Hertz. Il a prouvé que les ondes électromagnétiques existent. De plus, il a mesuré la vitesse de propagation des ondes électromagnétiques dans le vide, qui s'est avérée égale à la vitesse de la lumière.

Sous forme intégrale, cette loi ressemble à ceci :

La loi de Gauss pour un champ magnétique

Le flux d'induction magnétique à travers une surface fermée est nul.

La signification physique de cette loi est qu'il n'y a pas de charges magnétiques dans la nature. Les pôles d'un aimant ne peuvent pas être séparés. Les lignes de champ magnétique sont fermées.

La loi d'induction de Faraday

Le changement d'induction magnétique provoque l'apparition d'un champ électrique vortex.

,

Théorème de la circulation du champ magnétique

Ce théorème décrit les sources du champ magnétique, ainsi que les champs eux-mêmes créés par celles-ci.

Le courant électrique et le changement d'induction électrique génèrent un champ magnétique vortex.

,

,

E- l'intensité du champ électrique ;

N- intensité du champ magnétique ;

V- induction magnétique. Il s'agit d'une quantité vectorielle qui montre avec quelle force un champ magnétique agit sur une charge de valeur q se déplaçant à une vitesse v ;

ré- induction électrique, ou déplacement électrique. C'est une quantité vectorielle égale à la somme du vecteur intensité et du vecteur polarisation. La polarisation est provoquée par le déplacement de charges électriques sous l'action d'un champ électrique extérieur par rapport à leur position lorsqu'un tel champ est absent.

Δ - opérateur Nabla. L'action de cet opérateur sur un champ spécifique s'appelle le rotor de ce champ.

Δ x E = pourriture E

ρ - la densité de la charge électrique externe ;

j- densité de courant - une valeur indiquant la force du courant circulant à travers une unité de surface ;

avec- la vitesse de la lumière dans le vide.

L'étude du champ électromagnétique est engagée dans une science appelée électrodynamique... Elle considère son interaction avec des corps qui ont une charge électrique. Cette interaction est appelée électromagnétique... L'électrodynamique classique ne décrit que les propriétés continues du champ électromagnétique en utilisant les équations de Maxwell. L'électrodynamique quantique moderne pense que le champ électromagnétique a également des propriétés discrètes (discontinues). Et une telle interaction électromagnétique se produit à l'aide de particules quantiques indivisibles qui n'ont ni masse ni charge. Le quantum du champ électromagnétique est appelé photon .

Champ électromagnétique autour de nous

Un champ électromagnétique est généré autour de tout conducteur AC. Les sources de champs électromagnétiques sont les lignes électriques, les moteurs électriques, les transformateurs, le transport électrique urbain, le transport ferroviaire, les appareils électroménagers électriques et électroniques - téléviseurs, ordinateurs, réfrigérateurs, fers à repasser, aspirateurs, téléphones sans fil, téléphones portables, rasoirs électriques - bref, tout liés à la consommation ou au transport d'électricité. Les sources puissantes de champs électromagnétiques sont les émetteurs de télévision, les antennes pour les stations de téléphonie cellulaire, les stations radar, les fours à micro-ondes, etc. Et comme il existe de nombreux appareils de ce type autour de nous, les champs électromagnétiques nous entourent partout. Ces champs affectent l'environnement et les humains. Cela ne veut pas dire que cette influence est toujours négative. Les champs électriques et magnétiques existent depuis longtemps autour des humains, mais la puissance de leur rayonnement il y a quelques décennies était des centaines de fois inférieure à celle actuelle.

Jusqu'à un certain niveau, le rayonnement électromagnétique peut être inoffensif pour l'homme. Ainsi, en médecine, à l'aide d'un rayonnement électromagnétique de faible intensité, les tissus guérissent, éliminent les processus inflammatoires et ont un effet analgésique. Les appareils UHF soulagent les spasmes des muscles lisses de l'intestin et de l'estomac, améliorent les processus métaboliques dans les cellules du corps, réduisent le tonus des capillaires et abaissent la pression artérielle.

Mais de forts champs électromagnétiques provoquent des dysfonctionnements dans le travail des systèmes cardiovasculaire, immunitaire, endocrinien et nerveux d'une personne, peuvent provoquer des insomnies, des maux de tête, du stress. Le danger est que leur effet soit presque imperceptible pour l'homme et que des violations surviennent progressivement.

Comment se protéger des rayonnements électromagnétiques qui nous entourent ? Il est impossible de le faire complètement, vous devez donc essayer de minimiser son impact. Tout d'abord, vous devez disposer les appareils électroménagers de manière à ce qu'ils soient éloignés des endroits où nous sommes le plus souvent. Par exemple, vous n'avez pas besoin de vous asseoir trop près du téléviseur. Après tout, plus on s'éloigne de la source du champ électromagnétique, plus il s'affaiblit. Très souvent, nous laissons l'appareil branché. Mais le champ électromagnétique ne disparaît que lorsque l'appareil est déconnecté du réseau électrique.

La santé humaine est également affectée par les champs électromagnétiques naturels - le rayonnement cosmique, le champ magnétique terrestre.

Nous recevons toujours des signaux sur des événements distants en utilisant un support intermédiaire .. Par exemple, la communication téléphonique s'effectue à l'aide de fils électriques, la transmission vocale à distance se fait à l'aide d'ondes sonores se propageant dans l'air

(le son ne peut pas se propager dans un espace sans air). L'émergence d'un signal étant toujours un phénomène matériel, alors sa propagation, associée au transfert d'énergie de point à point dans l'espace, ne peut se produire que dans un environnement matériel.

Le signe le plus important qu'un milieu intermédiaire est impliqué dans la transmission du signal est la vitesse finale de propagation du signal de la source à l'observateur, qui dépend des propriétés du milieu. Par exemple, le son voyage dans l'air à une vitesse d'environ 330 m/s.

S'il y avait dans la nature des phénomènes dans lesquels la vitesse de propagation des signaux était infiniment grande, c'est-à-dire que le signal serait instantanément transmis d'un corps à un autre à n'importe quelle distance entre eux, alors cela signifierait que les corps peuvent agir les uns sur les autres à une distance et en l'absence de matière entre eux. Une telle action des corps les uns sur les autres en physique est appelée action à longue portée. Lorsque les corps agissent les uns sur les autres avec l'aide de la matière intermédiaire, leur interaction est appelée à courte portée. Par conséquent, avec une action à courte portée, le corps affecte directement l'environnement matériel, et cet environnement affecte déjà un autre corps.

Il faut un certain temps pour transférer l'impact d'un corps à un autre à travers l'environnement intermédiaire, car tous les processus dans l'environnement matériel sont transférés d'un point à un autre avec une vitesse finie et bien définie. La justification mathématique de la théorie de l'action à courte portée a été donnée par l'éminent scientifique anglais D. Maxwell (1831-1879). Étant donné que les signaux qui se propagent instantanément n'existent pas dans la nature, nous adhérerons à l'avenir à la théorie de l'action à courte portée.

Dans certains cas, la propagation des signaux se produit à l'aide d'une substance, par exemple la propagation du son dans l'air. Dans d'autres cas, la matière n'est pas directement impliquée dans la transmission du signal, par exemple, la lumière du Soleil atteint la Terre à travers l'espace sans air. Par conséquent, la matière n'existe pas seulement sous forme de matière.

Dans les cas où l'impact des corps les uns sur les autres peut se produire à travers un espace sans air, le milieu matériel transmettant cet impact est appelé un champ. Ainsi, la matière existe-t-elle sous la forme de la matière et dans la forme ? des champs. Selon le type de forces agissant entre les corps, les champs peuvent être de différents types. Le champ qui transmet l'action d'un corps à un autre conformément à la loi de la gravitation universelle s'appelle le champ gravitationnel. Le champ qui transfère l'effet d'une charge électrique stationnaire à une autre charge stationnaire conformément à la loi de Coulomb est appelé champ électrostatique ou électrique.

L'expérience a montré que les signaux électriques se propagent dans l'espace sans air à une vitesse très élevée, mais finale, qui est d'environ 300 000 km/s (§ 27.7). ce

prouve que le champ électrique est la même réalité physique que la matière. L'étude des propriétés du champ a permis de transférer de l'énergie à distance en utilisant le champ et de l'utiliser pour les besoins de l'humanité. Un exemple est l'action des radiocommunications, de la télévision, des lasers, etc. Cependant, de nombreuses propriétés du domaine sont mal étudiées ou ne sont pas encore connues. L'étude des propriétés physiques du champ et de l'interaction entre le champ et la matière est l'un des problèmes scientifiques les plus importants de la physique moderne.

Toute charge électrique crée un champ électrique dans l'espace, à l'aide duquel elle interagit avec d'autres charges. Un champ électrique n'agit que sur les charges électriques. Par conséquent, il n'y a qu'une seule façon de détecter un tel champ : introduire une charge de test dans le point d'intérêt dans l'espace. S'il y a un champ à ce point, alors une force électrique agira sur lui.

Lorsqu'un champ est investigué avec une charge d'essai, on considère que sa présence ne fausse pas le champ investigué. Cela signifie que l'amplitude de la charge d'essai doit être très faible par rapport aux charges qui créent le champ. Nous avons convenu d'utiliser une charge positive comme charge de test.

Il résulte de la loi de Coulomb que la valeur absolue de la force d'interaction des charges électriques diminue avec l'augmentation de la distance entre elles, mais ne disparaît jamais complètement. Cela signifie que, théoriquement, le champ de charge électrique s'étend à l'infini. Cependant, en pratique, nous pensons que le champ n'existe que lorsqu'une force notable agit sur la charge d'essai.

Notez également que lorsque la charge se déplace, son champ se déplace avec elle. Lorsque la charge est tellement supprimée que la force électrique n'agit pratiquement plus sur la charge d'essai en aucun point de l'espace, on dit que le champ a disparu, bien qu'en réalité il se soit déplacé vers d'autres points de l'espace.