Электрическое поле в проводнике с током, сторонние силы. Циркуляция вектора напряженность электрического поля сторонних сил. ЭДС.

Области применимости геометрической оптики, метода зон Френеля и дифракции Фраунгофера. Предельный переход от волновой оптики к геометрической.

Границы применения:

Законы геометрической оптики выполняются достаточно точно лишь в том случае, если размеры препятствий на пути распространения света много больше длины световой волны.

Основной принцип:

Основным принципом геометрической оптики является понятие светового луча. В этом определении подразумевается, что направление потока лучистой энергии (ход светового луча) не зависит от поперечных размеров пучка света.

В силу того, что свет представляет собой волновое явление, имеет место интерференция, в результате которой ограниченный пучок света распространяется не в каком-то одном направлении, а имеет конечное угловое распределение т.е имеет место дифракция. Однако в тех случаях, когда характерные поперечные размеры пучков света достаточно велики по сравнению с длиной волны, можно пренебречь расходимостью пучка света и считать, что он распространяется в одном единственном направлении: вдоль светового луча.

Различают два случая дифракции света:

Дифракция Френеля или дифракция в сходящихся лучах, когда на препятствие падает плоская или сферическая волна, и дифракционная картина наблюдается на экране, находящемся на конечном расстоянии от него.

Дифракция Фраунгофера или дифракция в параллельных лучах, когда на препятствие падает плоская волна, и дифракционная картина наблюдается на экране, который находится в фокальной плоскости собирающей линзы, установленной на пути прошедшего через препятствие света.

Вычисление интеграла в пункте в общем случае - трудная задача.

В случаях, если в задаче существует симметрия, амплитуду результирующего колебания можно найти методом зон Френеля, не прибегая к вычислению интеграла – область применения.

Дифракция Фраунгофера

ЗАДАЧА

Билет

18.1 См. билет 13 + связь вектора поляризованности с плотностью связанных (поляризационных) зарядов. Теорема Гаусса для вектора поляризованности.

Вещества неспособные проводить электрический ток называют диэлектриками. В отличие от проводников в идеальных диэлектриках отсутствуют свободные заряды. Заряды, входящие в состав атомов и молекул диэлектрика тесно связаны между собой и могут освободиться только под действием очень сильных полей. Такие заряды называются связанными. В реальных диэлектриках на их поверхности, а в некоторых и внутри в небольшом количестве могут присутствовать и свободные заряды.

Внесенные во внешнее электрическое поле, диэлектрики испытывают изменение, называемое поляризацией. Если к заряженному электрометру поднести толстую диэлектрическую пластину, то его показания уменьшатся. Объяснить явление можно возникновением на нижней части пластины заряда противоположного заряду электрометра. Соответственно, на верхней части пластины появиться заряд одного знака с зарядом электрометра.

Диэлектрик, помещенный во внешнее электрическое поле, поляризуется под действием этого поля, т.е. приобретает результирующий электрический момент.

Связь вектора поляризации и поверхностной плотности связанных (поляризационных) зарядов :

Р ассмотрим диэлектрик во внешнем электрическом поле напряженностью . Пусть S - площадь поляризованной поверхности.

Поляризованный однородный диэлектрик можно рассматривать как макроскопический диполь, электрический момент которого:

Вектор поляризации диэлектрика - это электрический момент единицы объёма, т. е.

Следовательно:

Если вектор составляет с нормалью к поверхности S диэлектрика угол α (Рис.), то поверхностная плотность связанных зарядов σ’ равна нормальной составляющей вектора поляризации:

Поляризуемость численно равна величине поляризационных зарядов на единицу площади, перпендикулярной вектору поляризации.