В каком случае электрическое поле увеличивает скорость частицы?

14 ответов на вопрос “В каком случае электрическое поле увеличивает скорость частицы?”

  1. Gnommes Ответить

    2. его невозможно увидеть или потрогать.

    3. перечислите основные свойства электрического поля.

    3. 1) электрическое поле действует на заряженные тела с некоторой силой.
    2) вблизи заряженных тел электрическое поле сильнее, а вдали -слабее.

    4. что указывают силовые линии электрического поля?

    4. силовые линии электрического поля – линии, указывающее направление силы, действующей в поле на положительно заряженную частицу.

    5. как находится ускорение заряженной частицы, движущейся в электрическом поле?

    5.

    6. в каком случае электрическое поле увеличивает скорость частицы и в каком уменьшает ее?

    6. если положительная заряженная частица движется вдоль силовых линий, то ее скорость увеличивается, если против, то уменьшается; для отрицательно заряженных частиц – наоборот.

    7. почему нейтральные кусочки бумаги притягиваются к наэлектризованному телу?

    7. из-за перераспределения зарядов в кусочек бумаги под действием электрического поля тела.

    8. объясните, почему после сообщения электрическому султану заряда его бумажные полоски расходятся в разные стороны.

    8. они обладают зарядом одного знака и отталкиваются друг от друга.

  2. nndmitry Ответить

    Электрическое поле неразрывно связано с магнитным полем, и возникает в результате его изменения. Эти два вида материи являются компонентами электромагнитных полей, заполняющих пространство вокруг заряженных частиц или заряженных тел.
    Таким образом, данный термин означает особый вид материи, обладающий собственной энергией, являющийся составным компонентом векторного электромагнитного поля. У электрического поля нет границ, однако его силовое воздействие стремится к нулю, при удалении от источника – заряженного тела или точечных зарядов [1].
    Важным свойством полевой формы материи является способность электрического поля поддерживать упорядоченное перемещение носителей зарядов.
    Рис. 1. Определение понятия «электрическое поле»
    Энергия электрического поля подчиняется действию закона сохранения. Её можно преобразовать в другие виды или направить на выполнение работы.
    Силовой характеристикой полей выступает их напряжённость – векторная величина, численное значение которой определяется как отношение силы, действующей на пробный положительный заряд, к величине этого заряда.
    Характерные физические свойства:
    реагирует на присутствие заряженных частиц;
    взаимодействует с магнитными полями;
    является движущей силой по перемещению зарядов – как положительных ионов, таки отрицательных зарядов в металлических проводниках;
    поддаётся определению только по результатам наблюдения за проявлением действия.
    Оно всегда окружает неподвижные статичные (не меняющиеся со временем) заряды, поэтому получило название – электростатическое. Опыты подтверждают, что в  электростатическом поле действуют такие же силы, как и в электрическом.
    Электростатическое взаимодействие поля на заряженные тела можно наблюдать при поднесении наэлектризованной эбонитовой палочки к мелким предметам. В зависимости от полярности наэлектризованных частиц, они будут либо притягиваться, либо отталкиваться от палочки.
    Сильные электростатические поля образуются вблизи мощных электрических разрядов. На поверхности проводника, оказавшегося в зоне действия разряда, происходит перераспределение зарядов.
    Вследствие распределения зарядов проводник становится заряженным, что является признаком влияния электрического поля.

    Классификация

    Электрические поля бывают двух видов: однородные и неоднородные.

    Однородное
    электрическое поле

    Состояние поля определяется пространственным расположением линий напряжённости. Если векторы напряжённости идентичны по модулю и они при этом сонаправлены во всех точках пространства, то электрическое поле – однородно. В нём линии напряжённости расположены параллельно.
    В качестве примера является электрическое поле, образованное разноимёнными зарядами на участке плоских металлических пластин (см. рис. 2).
    Рис. 2. Пример однородности

    Неоднородное электрическое поле

    Чаще встречаются поля, напряжённости которых в разных точках отличаются. Линии напряжённости у них имеют сложную конфигурацию. Простейшим примером неоднородности является электрический диполь, то есть система из двух разноимённых зарядов, влияющих друг на друга (см. рис. 3). Несмотря на то, что векторы напряжённости электрического диполя образуют красивые линии, но поскольку они не равны, то такое поле неоднородно. Более сложную конфигурацию имеют вихревые поля (рис 4).  Их неоднородность очевидна.
    Рис. 3. Электрический диполь
    Рис. 4. Вихревые поля

    Характеристики

    Основными характеристиками являются:
    потенциал;
    напряжённость;
    напряжение.

    Потенциал

    Термин означает отношение потенциальной энергии W, которой обладает пробный заряд q′ в данной точке к его величине. Выражение φ =W/q′. называется потенциалом электрического поля в этой точке.
    Другими словами: количество накопленной энергии, которая потенциально может быть потрачена на выполнение работы, направленной на перемещение единичного заряда в бесконечность, или в другую точку с условно нулевой энергией,  называется потенциалом рассматриваемого электрического поля в данной точке.
    Энергия поля учитывается по отношению к данной точке. Её ещё называют потенциалом в данной точке. Общий потенциал системы равен сумме потенциалов отдельных зарядов. Это одна из важнейших характеристик поля. Потенциал можно сравнить с энергией сжатой пружины, которая при высвобождении способна выполнить определённую работу.
    Единица измерения потенциала – 1 вольт. При бесконечном удалении точки от наэлектризованного тела, потенциал в этой точке уменьшается до 0: φ∞=0.

    Напряжённость поля

    Достоверно известно, что электрическое поле отдельно взятого заряда q действует с определённой силой F на точечный пробный заряд, независимо от того, на каком расстоянии он находится. Сила, действующая на изолированный положительный пробный заряд, называется напряжённостью и обозначается символом E.
    Напряжённость – векторная величина. Значение модуля вектора напряжённости: E=F/q′.
    Линиями напряжённости электрического поля (известные как силовые линии), называются касательные, которые в точках касания совпадают с ориентацией векторов напряжённости. Плотность силовых линий определяет величину напряжённости.
    Рис. 5. Электрическое поле положительного и отрицательного вектора напряжённости
    Напряженность вокруг точечного заряда Q на расстоянии r от него, определяется по закону Кулона: E = 14πε0⋅Qr2. Такие поля называют кулоновскими.
    Векторы напряженности положительного точечного заряда направлены от него, а отрицательного – до центра (к заряду). Направления векторов кулоновского поля видно на рис. 6.
    Рис. 6. Направление линий напряжённости положительных и отрицательных зарядов
    Для кулоновских полей справедлив принцип суперпозиции. Суть принципа в следующем:вектор напряжённости нескольких зарядов может быть представлен в виде геометрической суммы напряжённостей, создаваемых каждым отдельно взятым зарядом, входящих в эту систему.
    Для общего случая распределения зарядов имеем:

    Линии напряжённости схематически изображены на рисунке 7. На картинке видно линии, характерные для полей:
    электростатического;
    дипольного;
    системы и одноимённых зарядов;
    однородного поля.
    Рис. 7. Линии напряжённости различных полей

    Напряжение

    Поскольку силы электрического поля способны выполнять работу по перемещению носителей элементарных зарядов, то наличие поля является условием для существования электрического тока. Электроны и другие элементарные заряды всегда двигаются от точки, обладающей более высоким потенциалом, к точке с низшим потенциалом. При этом часть энергии расходуется на выполнение работы по перемещению.
    Для поддержания постоянного тока (упорядоченного движения носителей элементарных зарядов) необходимо на концах проводника поддерживать разницу потенциалов, которую ещё называют напряжением. Чем больше эта разница, тем активнее выполняется работа, тем мощнее ток на этом участке. Функции по поддержанию разницы потенциалов возложены на источники тока.

    Методы обнаружения

    Органы чувств человека не воспринимают электрических полей. Поэтому мы не можем их увидеть, попробовать на вкус или определить по запаху. Единственное, что может ощутить человек – это выпрямление волос вдоль линий напряжённости. Наличие слабых воздействий мы просто не замечаем.
    Обнаружить их можно через воздействие на мелкие кусочки бумаги, бузиновые шарики и т.п. Электрическое поле воздействует на электроскоп – его лепестки реагируют на такие воздействия.
    Очень простой и эффективный метод обнаружения с помощью стрелки компаса. Она всегда располагается вдоль линий напряжённости.
    Существуют очень чувствительные электронные приборы, с лёгкостью определяющие наличие электростатических полей.

    Методы расчета электрического поля

    Для расчётов параметров используются различные аналитические или численные методы:
    метод сеток или конечных разностей;
    метод эквивалентных зарядов;
    вариационные методы;
    расчёты с использованием интегральных уравнений и другие.
    Выбор конкретного метода зависит от сложности задачи, но в основном используются численные методы, приведённые в списке.

    Использование

    Изучение свойств электрического поля открыло перед человечеством огромные возможности. Способность поля перемещать электроны в проводнике позволила создавать источники тока.
    На свойствах электрических полей создано различное оборудование, применяемое в медицине, химической промышленности, в электротехнике. Разрабатываются приборы, применяемые в сфере беспроводной передачи энергии к потребителю. Примером могут послужить устройства беспроводной зарядки гаджетов. Это пока только первые шаги на пути к передачи электричества на большие расстояния.
    Сегодня, благодаря знаниям о свойствах полевой формы материи, разработаны уникальные фильтры для очистки воды. Этот способ оказался дешевле, чем использование традиционных сменных картриджей.
    К сожалению, иногда приходится нейтрализовать силы полей. Обладая способностью электризации предметов, оказавшихся в зоне действия, электрические поля создают серьёзные препятствия для нормальной работы радиоэлектронной аппаратуры. Накопленное статическое электричество часто является причиной выхода из строя интегральных микросхем и полевых транзисторов.

  3. c0rish Ответить

    Ответы на вопросы. Глава 1. Электрические явления → номер 6 1. Что такое электрическое поле?
    1. Электрическое поле — особый вид материи, вокруг заряженных тел, отличающийся от вещества.
    2. Чем отличается поле от вещества?
    2. Его невозможно увидеть или потрогать.
    3. Перечислите основные свойства электрического поля.
    3. 1) Электрическое поле действует на заряженные тела с некоторой силой.
    2) Вблизи заряженных тел электрическое поле сильнее, а вдали — слабее.
    4. Что указывают силовые линии электрического поля?
    4. Силовые линии электрического поля — линии, указывающее направление силы, действующей в поле на положительно заряженную частицу.
    5. Как находится ускорение заряженной частицы, движущейся в электрическом поле?
    5.

    6. В каком случае электрическое поле увеличивает скорость частицы и в каком уменьшает ее?
    6. Если положительная заряженная частица движется вдоль силовых линий, то ее скорость увеличивается, если против, то уменьшается; для отрицательно заряженных частиц — наоборот.
    7. Почему нейтральные кусочки бумаги притягиваются к наэлектризованному телу?
    7. Из-за перераспределения зарядов в кусочек бумаги под действием электрического поля тела.
    8. Объясните, почему после сообщения электрическому султану заряда его бумажные полоски расходятся в разные стороны.
    8. Они обладают зарядом одного знака и отталкиваются друг от друга.

  4. Vertal13 Ответить

    Исследование взаимодействия заряженных легких алюминиевых гильз и электрических султанов.

    Каким образом осуществляется взаимодействие зарядов?

    Идея электрического поля была введена М. Фарадеем и теоретически обоснована Дж. Максвеллом.
    Электрическое поле это вид материи посредством которого осуществляется взаимодействие электрических зарядов.
    Электрическое поле неподвижных зарядов не меняется со временем и называется электростатическим полем.
    Свойства электрического поля:
    Порождается электрическим зарядом.
    Обнаруживается по действию на заряд.
    Действует на заряд с некоторой силой.
    Распространяется в пространстве с конечной скоростью с=3·108 м/с.
    Силовой характеристикой электрического поля является напряженность.
    Напряженность электрического поля – векторная физическая величина, равная отношению силы , действующей на пробный точечный заряд q, к этому заряду:

    Направление вектора напряженности совпадает с направлением вектора кулоновской силы.
    Напряженность поля не зависит от значения пробного заряда q; определяется зарядами – источниками поля, является силовой характеристикой этого поля.
    Единица в СИ – Н/Кл или В/м.
    Поле, напряженность которого в любой точке одинакова (E = const), называют однородным.
    Напряженность точечного электрического заряда в данной точке зависит от модуля заряда Q и от расстояния до этого заряда R.

    Каждый электрический заряд создает в пространстве электрическое поле независимо от наличия других электрических зарядов. В этом заключается принцип суперпозиции электрических полей.

    Электрические поля изображаются графически с помощью линий напряженности.
    Неоднородное электрическое поле

    Силовая линия (линия напряженности) электрического поля – линия, в каждой точке которой напряженность поля направлена по касательной. Силовые линии поля в электростатике начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных. Густота силовых линий пропорциональна модулю вектора напряженности.
    Однородное электрическое поле

    На электрический заряд помещенный в однородное электрическое поле действует кулоновская сила способная совершать работу по перемещению электрического заряда.

    Работа электрического поля не зависит от формы траектории и на замкнутой траектории равна нулю. Такие поля называются потенциальными. Для этих поле характерна незамкнутость линий напряженности.
    Энергетической характеристикой электрического поля является потенциал (разность потенциалов), скалярная физическая величина, выражаемая в вольтах (В); 1В = 1 Дж / 1 Кл.

    Потенциал поля в данной точке, находящейся на расстоянии R от заряда Q:

    Потенциал поля может быть как положительным, так и отрицательным. Следуя принципу суперпозиции полей, можно утверждать, что если в данной точке пространства известен потенциал поля, созданного отдельно каждым из N зарядов (тел), то потенциал суммарного поля равен алгебраической сумме потенциалов каждого из полей
    На практике используют разность потенциалов:

    В электрическом поле разность потенциалов между двумя любыми точками равна напряжению между этими точками.
    Эквипотенциальная поверхность – поверхность, во всех точках которой потенциал имеет одно и то же значение.

    На рисунке показаны эквипотенциальные поверхности точечных положительного и отрицательного зарядов и системы двух положительных зарядов.
    Связь между напряженностью электрического поля и напряжением:

    Опорный конспект:

  5. Winnfield Ответить

    Пусть частица массой m и с зарядом e влетает со скоростью v в электрическое поле плоского конденсатора. Длина конденсатора x, напряженность поля равна Е. Смещаясь в электрическом поле вверх, электрон пролетит через конденсатор по криволинейной траектории и вылетит из него, отклонившись от первоначального направления на y. Под действием силы поля, F=eE=ma частица движется ускоренно по вертикали, поэтому

    Время движения частицы вдоль оси ох с постоянной скоростью . Тогда . А это есть уравнение параболы. Т.о. заряженная частица движется в электрическом поле по параболе.
    3. Частица в магнитном поле Рассмотрим движение заряженной частицы в магнитном поле напряженностью Н. Силовые линии поля изображены точками и направлены перпендикулярно к плоскости рисунка (к нам).

    Движущаяся заряженная частица представляет собой электрический ток. Поэтому магнитное поле отклоняет частицу вверх от ее первоначального направления движения (направление движения электрона противоположно направлению тока)
    Согласно формуле Ампера сила, отклоняющая частицу на любом участке траектории равна
    , ток , где t-время, за которое заряд e проходит по участку l. Поэтому

    Учитывая, что , получим

    Сила F называется лоренцевой силой. Направления F, v и H взаимно перпендикулярны. Направление F можно определить по правилу левой руки.
    Будучи перпендикулярна скорости , лоренцева сила изменяет только направление скорости движения частицы, не изменяя величины этой скорости. Отсюда следует, что:
    1. Работа силы Лоренца равна нулю, т.е. постоянное магнитное поле не совершает работы над движущейся в нем заряженной частицей (не изменяет кинетической энергии частицы)
    Напомним, что в отличие от магнитного поля электрическое поле изменяет энергию и величину скорости движущейся частицы.
    2. Траектория частицы является окружностью, на которой частицу удерживает лоренцева сила, играющая роль центростремительной силы.
    Радиус r этой окружности определим, приравнивая между собой лоренцеву и центростремительную силы:
    откуда
    Т.о. радиус окружности, по которой движется частица, пропорционален скорости частицы и обратно пропорционален напряженности магнитного поля.
    Период обращения частицы T равен отношению длины окружности S к скорости частицы v:6

    Учитывая выражение для r, получим Следовательно, период обращения частицы в магнитном поле не зависит от ее скорости.
    Если в пространстве, где движется заряженная частица, создать магнитное поле, направленное под углом к ее скорости , то дальнейшее движение частицы представит собой геометрическую сумму двух одновременных движений: вращения по окружности со скоростью в плоскости, перпендикулярной силовым линиям, и перемещения вдоль поля со скоростью . Очевидно, что результирующая траектория частицы окажется винтовой линией

  6. Pavel20104 Ответить

    Подвесим на нити заряженную гильзу и поднесем к ней наэлектризованную стеклянную палочку. Даже при отсутствии непосредственного контакта гильза на нити отклоняется от вертикального положения, притягиваясь к палочке (рис. 13).

    Заряженные тела, как видим, способны взаимодействовать друг с другом на расстоянии. Как при этом передается действие от одного из этих тел к другому? Может быть, все дело в воздухе, находящемся между ними? Выясним это на опыте.
    Поместим заряженный электроскоп (с вынутыми стеклами) под колокол воздушного насоса, после чего выкачаем из-под него воздух. Мы увидим, что и в безвоздушном пространстве листочки электроскопа по-прежнему будут отталкиваться друг от друга (рис. 14). Значит, в передаче электрического взаимодействия воздух не участвует. Тогда посредством чего все-таки осуществляется взаимодействие заряженных тел? Ответ на этот вопрос дали в своих работах английские ученые М. Фарадей (1791-1867) и Дж. Максвелл (1831-1879).

    Согласно учению Фарадея и Максвелла, пространство, окружающее заряженное тело, отличается от пространства, находящегося вокруг ненаэлектризованных тел. Вокруг заряженных тел существует электрическое поле. С помощью этого поля и осуществляется электрическое взаимодействие.
    Электрическое поле представляет собой особый вид материи, отличающийся от вещества и существующий вокруг любых заряженных тел.
    Ни увидеть его, ни потрогать невозможно. О существовании электрического поля можно судить лишь по его действиям.

    Основные свойства электрического поля

    Простые опыты позволяют установить основные свойства электрического поля.
    1. Электрическое поле заряженного тела действует с некоторой силой на всякое другое заряженное тело, оказавшееся в этом поле.
    Об этом свидетельствуют все опыты по взаимодействию заряженных тел. Так, например, заряженная гильза, оказавшаяся в электрическом поле наэлектризованной палочки (см. рис. 13), подверглась действию силы притяжения к ней.
    2. Вблизи заряженных тел создаваемое ими поле сильнее, а вдали слабее.
    Чтобы убедиться в этом, снова обратимся к опыту с заряженной гильзой (см. рис. 13). Начнем приближать подставку с гильзой к заряженной палочке. Мы увидим, что по мере приближения гильзы к палочке угол отклонения нити от вертикали будет становиться все больше и больше (рис. 15). Увеличение этого угла свидетельствует о том, что, чем ближе гильза к источнику электрического поля (наэлектризованной палочке), тем с большей силой действует на нее это поле. Это и означает, что вблизи заряженного тела создаваемое им поле сильнее, чем вдали.

    Следует иметь в виду, что не только заряженная палочка своим электрическим полем действует на заряженную гильзу, но и гильза, в свою очередь, своим электрическим полем действует на палочку. В таком взаимном действии друг на друга и проявляется электрическое взаимодействие заряженных тел.
    Электрическое поле проявляется и в опытах с диэлектриками. Когда диэлектрик оказывается в электрическом поле, положительно заряженные части его молекул (атомные ядра) под действием поля смещаются в одну сторону, а отрицательно заряженные части (электроны) – в другую сторону. Это явление называют поляризацией диэлектрика. Именно поляризацией объясняются простейшие опыты по притяжению наэлектризованным телом легких кусочков бумаги. Эти кусочки в целом нейтральны. Однако в электрическом поле наэлектризованного тела (например, стеклянной палочки) они поляризуются. На той поверхности кусочка, что ближе к палочке, появляется заряд, противоположный по знаку заряду палочки. Взаимодействие с ним и приводит к притяжению кусочков бумаги к наэлектризованному телу.

    Электрическая сила

    Силу, с которой электрическое поле действует на заряженное тело (или частицу), называют электрической силой:
    Fэл – электрическая сила.
    Под действием этой силы частица, оказавшаяся в электрическом поле, приобретает ускорение а, которое можно определить с помощью второго закона Ньютона:

    где m – масса данной частицы.
    Со времен Фарадея для графического изображения электрического поля принято использовать силовые линии.

    Силовые линии электрического поля

    Силовые линии электрического поля – это линии, указывающие направление силы, действующей в этом поле на помещаемую в него положительно заряженную частицу. Силовые линии поля, создаваемого положительно заряженным телом, показаны на рисунке 16, а. На рисунке 16, б изображены силовые линии поля, создаваемого отрицательно заряженным телом.

    Подобную картину можно наблюдать с помощью простого устройства, называемого электрическим султаном. Сообщив ему заряд, мы увидим, как все его бумажные полоски разойдутся в разные стороны и расположатся вдоль силовых линий электрического поля (рис. 17).

    Когда заряженная частица попадает в электрическое поле, ее скорость в этом поле может как увеличиться, так и уменьшиться. Если заряд частицы q>0, то при движении вдоль силовых линий она будет разгоняться, а при движении в противоположном направлении тормозить. Если же заряд частицы q<0, то все будет наоборот ее скорость будет уменьшаться при движении в направлении силовых линий и увеличиваться при движении в противоположном направлении.

    Это интересно знать

    Из сегодняшней темы об электрическом поле мы с вами узнали, что оно существует в пространстве, которое находится вокруг электрического заряда.
    Давайте посмотрим, как с помощью силовых линий, имеющих направление можно изобразить это электрическое поле с помощью графиков:

    Вам, наверное, будет интересно узнать, что в нашей атмосфере функционируют различной силы электрические поля. Если рассматривать электрическое поле с точки зрения вселенной, то обычно Земля имеет отрицательный заряд, а вот низ облаков положительный. А такие заряженные частицы, как ионы, содержаться в воздухе и его содержание меняется в зависимости от различных факторов. Эти факторы зависят , как от времени года, так и от метеоусловий и частоты атмосферы.
    А так как атмосфера пронизана этими частицами, которые находясь в непрерывном движении и которым свойственны изменения то на положительные, то на отрицательные ионы, имеют свойство влиять на самочувствие и здоровье человека. А самое интересное то, что большое преобладание положительных ионов в атмосфере способны вызывать неприятные ощущения в нашем организме.

    Биологическое действие электромагнитного поля

    А сейчас давайте с вами поговорим о биологическом действии ЭМП на здоровье человека и его влияние на живые организмы. Оказывается, что живые организмы, которые находятся в зоне воздействия электромагнитного поля, подвержены сильным факторам его влияния.
    Негативно сказывается на здоровье и самочувствии человека его длительное пребывание в области электромагнитного поля. Так, например, у человека с аллергическими заболеваниями, такое воздействие ЭМП может вызвать приступ эпилепсии. А в случае пребывания человека в электромагнитном поле более длительного времени, могут развиться заболевания не только сердечнососудистой и нервной системы, но и вызвать
    онкологические заболевания.
    Ученые доказали, что там, где имеется сильное действие электрического поля, можно наблюдать изменения поведения и у насекомых. Это негативное воздействие может проявляться в виде агрессии, беспокойства и снижения работоспособности.
    Под таким воздействием аномальное развитие можно наблюдать и среди растений. Под влиянием электромагнитного поля у растений могут измениться размеры, его форма и количество лепестков.

    Интересные факты, связанные с электричеством

    Открытия в области электричества является одним из важнейших достижений человека, ведь современную жизнь без этого открытия сейчас даже трудно представить.
    А известно ли вам, что в некоторых районах Африки и Южной Америки есть селения, где электричество отсутствует до сих пор. И знаете, как люди выходят из этого положения? Оказывается, они освещают свои жилища с помощью таких насекомых, как светлячки. Они наполняют стеклянные банки этими насекомыми и с помощью светлячков получают свет.
    Знаете ли вы, о способности пчел во время полета накапливать положительный заряд электричества? А вот у цветов электрический заряд отрицательный и благодаря этому их пыльца сама притягивается на тело пчелы. Но самое интересное, что поле такого контакта пчелы с цветком, у растения меняется электрическое поле и как бы дает сигнал другим пчелиным особям об уже отсутствии пыльцы на этом растении.

    А вот в мире рыб, самыми известными электрическими охотниками, являются скаты. Чтобы обезвредить свою жертву, скат при помощи электрических разрядов парализует ее.
    Известно ли вам, что самым сильным электрическим разрядом обладают электрические угри. Эти пресноводные рыбы обладают напряжение тока при разряде которого он может достигать 800 В.

    Домашнее задание

    1. Что такое электрическое поле?
    2. Чем отличается поле от вещества?
    3. Перечислите основные свойства электрического поля.
    4. Что указывают силовые линии электрического поля?
    5. Как находится ускорение заряженной частицы, движущейся в электрическом поле?
    6. В каком случае электрическое поле увеличивает скорость частицы и в каком уменьшает ее?
    7. Почему нейтральные кусочки бумаги притягиваются к наэлектризованному телу?
    8. Объясните, почему после сообщения электрическому султану заряда его бумажные полоски расходятся в разные стороны.
    Экспериментальное задание.
    Наэлектризуйте о волосы расческу, после чего коснитесь ею маленького кусочка ваты (пушинки). Что при этом произойдет с ватой? Стряхните пушинку с расчески и, когда она окажется в воздухе, заставьте ее парить на одной и той же высоте, подставляя снизу на некотором расстоянии наэлектризованную расческу. Почему пушинка перестает падать? Что будет удерживать ее в воздухе?
    С.В. Громов, И.А. Родина, Физика 9 класс
    Источник — «http://edufuture.biz/index.php?title=%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%B5»

  7. bint79 Ответить

    Смотреть что такое “УСКОРЯЮЩЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ” в других словарях:

    ускоряющее устройство — Устройство ускорителя заряженных частиц, в котором формируется электрическое поле, ускоряющее заряженные частицы. [ГОСТ Р 52103 2003] Тематики ускорители заряженных частиц EN accelerating unit … Справочник технического переводчика
    Напряжение луча ускоряющее — Ускоряющее напряжение луча (высокое напряжение) разность потенциалов между катодом и анодом, генерирующая электрическое поле для ускорения электронов… Источник: ГОСТ Р 50014.7 92 (МЭК 519 7 83). Государственный стандарт Российской Федерации.… … Официальная терминология
    Ускорители заряженных частиц —         устройства для получения заряженных частиц (электронов, протонов, атомных ядер, ионов) больших энергий. Ускорение производится с помощью электрического поля, способного изменять энергию частиц, обладающих электрическим зарядом. Магнитное… … Большая советская энциклопедия
    Закон степени трёх вторых — Графическое представление закона степени трёх вторых Закон степени трёх вторых (закон Чайлда … Википедия
    индуктор ускорителя — Ускоряющее устройство линейного индукционного ускорителя, переменное магнитное поле которого возбуждает на оси ускорителя продольное ускоряющее электрическое поле. [ГОСТ Р 52103 2003] Тематики ускорители заряженных частиц EN accelerator inductor … Справочник технического переводчика
    ускоряющий волновод — Ускоряющее устройство в виде волновода, в котором ускоряющее электрическое поле образуется бегущими и/или стоячими электромагнитными волнами. [ГОСТ Р 52103 2003] Тематики ускорители заряженных частиц EN accelerating waveguide … Справочник технического переводчика
    ускоряющий резонатор — Ускоряющее устройство в виде единичного резонатора, в котором ускоряющее электрическое поле образуется стоячими электромагнитными волнами. [ГОСТ Р 52103 2003] Тематики ускорители заряженных частиц EN accelerating cavityaccelerating resonator … Справочник технического переводчика
    Транзистор — (от англ. transfer переносить и resistor сопротивление)         электронный прибор на основе полупроводникового кристалла, имеющий три (или более) вывода, предназначенный для генерирования и преобразования электрических колебаний. Изобретён в… … Большая советская энциклопедия
    диафрагмированный ускоряющий волновод — Ускоряющий волновод, нагруженный по длине дисками с отверстиями, в котором ускоряющее электрическое поле образуется бегущими или стоячими электромагнитными волнами. [ГОСТ Р 52103 2003] Тематики ускорители заряженных частиц EN corrugated… … Справочник технического переводчика
    УСКОРИТЕЛЬ ЧАСТИЦ — установка, в которой с помощью электрических и магнитных полей получаются направленные пучки электронов, протонов, ионов и других заряженных частиц с энергией, значительно превышающей тепловую энергию. В процессе ускорения повышаются скорости… … Энциклопедия Кольера

  8. zertop Ответить

    Макеты страниц

    Задача 41. Ускоряющее электрическое поле

    Пусть металлическая пластина испускает в положительном направлении оси х поток электронов с начальной энергией которые потом ускоряются электрическим полем приложенным в том же направлении. Сопоставить классическую формулу для скорости электронов на расстоянии х от поверхности излучающей пластины,

    с результатами квантовомеханического анализа данной задачи.

    Фиг. 29. Ускорение электронов однородным электрическим полем.
    Решение. Так как то необходимо решить уравнение Шредингера

    в области (фиг. 29), причем нужные нам решения этого уравнения должны представлять собой волны, распространяющиеся в положительном направлении оси х. Как и в предыдущей задаче, введем характерную длину и безразмерный энергетический параметр , определенные соотношениями

    а также безразмерную переменную

    В результате получаем дифференциальное уравнение

    которое требуется решить в области
    Решение, соответствующее расходящимся волнам, имеет вид

    Как следует из формулы

    оно имеет асимптотику

    Чтобы сопоставить выражение (41.1) с нашими результатами, сравним теперь плотность потока частиц

    с плотностью частиц

    отношение этих плотностей даст нам скорость частицы Из формулы (41.7) получаем

    так что соотношение (41.8) теперь дает или

    или

    что с помощью равенств (41.3) можно записать в виде

    в полном согласии с формулой (41.1).
    В наших рассуждениях мы пользовались асимптотикой волновой функции, т. е. считали, что или Характерную длину можно вычислить по формуле (41.3). В случае электрона и для вполне разумного значения напряженности поля В/см (или стат. получаем см. Таким образом, условие как правило, выполняется очень хорошо.

  9. Neroxsen Ответить

    ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
    Удельным зарядом называют отношение заряда частицы к её массе . Заряд и масса частицы являются её важнейшими характеристиками. Благодаря наличию заряда, частица испытывает действие сил со стороны электрического и магнитного полей. Масса является мерой её инерционных свойств. Таким образом, заряд и масса определяют вектор ускорения частицы, приобретаемого в заданных электрическом и магнитном полях, т.е. характер её движения.
    Заряд не зависит от скорости движения и является инвариантом во всех инерциальных системах отсчёта. Масса частицы зависит от скорости её движения. Согласно теории относительности, при скоростях движения частицы близких к скорости света, масса частицы равна

    где – масса покоя, – масса частицы, движущейся со скоростью , – скорость света в вакууме.
    Поэтому удельный заряд также будет зависеть от скорости движения частиц :
    .
    В наших опытах частицы имеют скорости , поэтому релятивистским эффектом вполне можно пренебречь и считать удельный заряд, не зависящим от скорости движения частицы.
    Определение удельного заряда имеет большое практическое значение, в частности, для идентификации и изучения свойств элементарных частиц и изотопов.
    В данной работе определяется удельный заряд электрона на основе исследования его движения в скрещенных электрическом и магнитном полях.
    II. ДВИЖЕНИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ И МАГНИТНОМ ПОЛЯХ
    На движущиеся заряженные частицы могут действовать электрическое и магнитное поля. В общем случае при наличии и электрического и магнитного полей результирующая сила, действующая на частицу, определяется по принципу суперпозиции полей
    , (1)
    где – результирующая сила, сила Лоренца, – заряд частицы; – напряжённость электрического поля; – скорость частицы; – индукция магнитного поля.
    Первое слагаемое определяет воздействие электрической составляющей, второе – воздействие магнитной составляющей электромагнитного поля. Часто именно называется силой Лоренца.
    Сила зависит от величины и знака движущегося заряда и напряжённости электрического поля (рис. 1). Для положительных зарядов действие силы совпадает с направлением напряженности .
    Если заряженная частица движется вдоль силовой линии электрического поля, то электрическое поле влияет на величину скорости движения и, следовательно, изменяет её кинетическую энергию.
    Если скорость направлена под углом к направлению напряженности, то поле изменяет и величину, и направление скорости . В этом случае изменяется не только энергия частицы, но и наблюдается искривление траектории движения частицы .
    Сила со стороны магнитного поля
    зависит от знака и величины заряда час-
    тицы, а также от направления и величины ско-
    рости движения и от величины и направле-
    ния магнитного поля (рисю2). Направле-
    ние силы Лоренца находят по правилу левой
    руки: четыре пальца левой руки располагают по направлению скорости движения положительно заряженной частицы , при этом силовые линии магнитного поля входят в открытую ладонь, тогда как большой отогнутый палец показывает направление действия силы Величина силы определяется как модуль векторного произведения векторов и .
    , (2)
    где – угол между направлением движения частицы и вектором .
    Из уравнения (1) следует, что сила всегда перпендикулярна к скорости движения частицы , поэтому скорость изменяется лишь по направлению, но не по величине. Следовательно, кинетическая энергия частицы в магнитном поле остается постоянной, а импульс частицы изменяется лишь по направлению. Эта сила не совершает работы, а вызывает лишь искривление траектории движения.
    В зависимости от угла между направлением скорости и вектором индукции возможны следующие траектории движения положительных зарядов.
    а) Заряженная частица движется вдоль силовой линии. Скорость совпадает с вектором , т.е. (рис. 3). Как видно из уравнения (2), , т.е. магнитное поле не действует на такие частицы.
    б) Заряженная частица движется перпендикуляр-
    но к силовым линиям. Скорость движе ния перпенди-
    кулярна к вектору , т.е. (рис. 4).
    Из формулы (1) следует, что сила Лоренца всег-
    да направлена перпендикулярно к скорости движения
    частицы и, поэтому, может сообщать ей только центро-
    стремительное ускорение и модуль скорости в процессе
    движения меняться не будет.
    Исходя из второго закона Ньютона, данная сила
    вызывает ускорение , совпадающее с силой по направлению.
    С учётом формулы (1) уравнение второго закона Ньютона запишется:
    . (3)
    Из рис.4 следует, частица, влетающая в однородное магнитное поле перпендикулярно к силовым линия, будет двигаться по окружности радиусом с постоянным периодом обращения .
    Для однородного магнитного поля ( = const) уравнение (3) с учётом формулы (2) примет вид: , (4)
    где – центростремительное ускорение.
    Тогда формула (4) будет выглядеть следующим образом:
    . (5)
    Радиус окружности, по которой движется частица, определяют исходя формулы (5) . (6)
    Период обращения заряда по траектории находят по определению с учетом формулы (6):
    (7)
    где – удельный заряд частицы.
    Из формулы (7) следует, что период обращения частицы по окружности зависит только от удельного заряда частицы и индукции магнитного поля .
    г) Частица движется в магнитном поле под углом (рис. 5). Такое движение может быть рассмотрено как два движения с составляющими скорости и . Движение вдоль оси соответствует рассмотренной ситуации (а), а движение вдоль оси – ситуации (б). В результате частица будет двигаться по сложной кривой – винтовой линии.
    Эта линия характеризуется радиусом и шагом h винтовой линии (шаг винтовой линии h – расстояние между соседними витками).
    Исходя из уравнения (6) и скорости движения , радиус винтовой линии определяют по формуле:
    (8)
    Шаг винтовой линии определяют по формуле :
    . (9)
    С учётом формулы (7) и скорости , формула (9) примет следующий вид:
    . (10)

  10. asus0712 Ответить




    Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях
    На заряженную частицу в электростатическом поле действует кулоновская сила, которую можно найти, зная напряженность поля в данной точке

    Эта сила сообщает ускорение

    где m — масса заряженной частицы. Как видно, направление ускорения будет совпадать с направлением , если заряд частицы положителен (q > 0), и будет противоположно , если заряд отрицателен (q<0).
    Если электростатическое поле однородное ( = const), то ускорение = const и частица будет совершать равноускоренное движение (разумеется, при отсутствии других сил). Вид траектории частицы зависит от начальных условий. Если вначале заряженная частица покоилась или ее начальная скорость сонаправлена с ускорением , то частица будет совершать равноускоренное прямолинейное движение вдоль поля и ее скорость будет расти. Если , то частица будет тормозиться в этом поле.
    Если угол между начальной скоростью и ускорением острый О < < 90° (или тупой), то заряженная частица в таком электростатическом поле будет двигаться по параболе. Во всех случаях при движении заряженной частицы в электростатическом поле будет изменяться модуль скорости, а следовательно, и кинетическая энергия частицы. Существенное отличие магнитного поля от электростатического состоит, во-первых, в том, что магнитное поле не действует на покоящуюся заряженную частицу. Магнитное поле действует только на движущиеся в поле заряженные частицы. Во-вторых, сила Лоренца, действующая на заряженные частицы в магнитном поле, всегда перпендикулярна скорости их движения. Поэтому модуль скорости в магнитном поле не изменяется. Не изменяется, следовательно, и кинетическая энергия частицы. Вид траектории заряженной частицы в магнитном поле зависит от угла между скоростью влетающей в поле частицы и магнитной индукцией. Возможны три различных случая. Заряженная частица влетает в магнитное поле со скоростью , направленной вдоль поля или противоположно направлению магнитной индукции поля . В этих случаях сила Лоренна и частица будет продолжать двигаться равномерно прямолинейно.
    Заряженная частица движется перпендикулярно линиям магнитной индукции (рис. 1), тогда сила Лоренца , а следовательно, и сообщаемое ускорение будут постоянны по модулю и перпендикулярны к скорости частицы. В результате частица будет двигаться по окружности, радиус которой можно найти на основании второго закона Ньютона:

    Отношение — называют удельным зарядом частицы.

    Рис. 1
    Период вращения частицы

    то есть период вращения не зависит от скорости частицы и радиуса траектории. На этом основано действие циклотрона.
    Скорость заряженной частицы направлена под углом к вектору (рис. 2).

    Рис. 2
    Движение частицы можно представить в виде суперпозиции равномерного прямолинейного движения вдоль поля со скоростью и движения по окружности с постоянной по модулю скоростью в плоскости, перпендикулярной полю. Радиус окружности определяется аналогично предыдущему случаю, только надо заменить на , то есть

    В результате сложения этих движений возникает движение по винтовой линии, ось которой параллельна магнитному полю. Шаг винтовой линии

    Направление, в котором закручивается спираль, зависит от знака заряда частицы.
    Если скорость заряженной частицы составляет угол с направлением вектора неоднородного магнитного поля, индукция которого возрастает в направлении движения частицы, то R и h уменьшаются с ростом B. На этом основана фокусировка заряженных частиц в магнитном поле.
    Если на движущуюся заряженную частицу помимо магнитного поля с индукцией действует одновременно и электростатическое поле с напряженностью , то равнодействующая сила, приложенная к частице, равна векторной сумме электрической силы и силы Лоренца

    Характер движения и вид траектории зависят в данном случае от соотношения этих сил и от направления электростатического и магнитного полей.

Добавить комментарий для asus0712 Отменить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *