Вопрос 13

• Волновым процессом — или волной — называется процесс распространения колебаний в сплошной среде. При распространении волны частицы колеблются около своих положений равновесия, а не перемещаются вслед за волной. Вместе с волной от частицы к частице передается только состояние колебательного движения и его энергия. Основным свойством всех волн является перенос энергии без переноса вещества.

• Длиной волны λ называется расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе. Длина волны равна расстоянию, на которое распространяется гармонич. волна за время, равное периоду колебаний или где частота колебаний, υ — скорость распространения волны. Уравнение колебаний частиц, лежащих в плоскости х, имеет вид Следовательно, волновая функция является не только периодической функцией времени, но периодична и по координате x. Эту волну называют плоской, её волновой фронт представляет собой плоскость (рис., а). Волна такого типа – бегущая, в ней переносится энергия упругих колебаний (различают также стоячие волны  установившиеся колебания, распределённые в замкнутом объёме среды).

Вопрос 14

• Закон Кулона (ЗК). Сила взаимодействия между 2-мя неподвижными точечными ЭЗ q₁ и q₂ в вакууме пропорциональна величинам зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними: (точечные ЭЗ по геометрич. размерам малы по сравнению с расстоянием ; сила F направлена по прямой между ЭЗ (рис. 1  для одинаковых по знаку - отталкивание, для противоположных ЭЗ - притяжение). В СИ коэффициент пропорциональности Здесь ₀ электрическая постоянная (₀ = 8.8510^-12Ф/м). Закон Кулона об электрических взаимодействиях в электростатике является основным.

Формулировка ЗК, т.о., важна для понимания сущности понятия напряжённости ЭП  силовой характеристики, выражающей действие данного поля на единич. заряд в определённой точке r пространства в нек-ром веществе. Вообще, определение напряженности как силы, действующей на единичный ЭЗ в данной точке поля, верно для любого ЭП, не только ЭСП. Выражение для кулоновской силы, действующей на ЭЗ q в поле напряженности называют локальной формулировкой ЗК. Её применяют, напр-р, для расчетов силы Кулона в однородном ЭП, т.е. в поле, напряжённость в к-ром не зависит от координат.

Вопрос 15

• Потенциал ЭП. В механике показано, что любая центральная сила является потенциальной, то есть работа этой силы не зависит от формы траектории, а определяется только начальным и конечным положением тела. Любое электростатическое поле поэтому потенциально.

потенциалом электрич. поля. Это – скалярная величина, выражаемая отношением потенциальной энергии взаимодействия ЭП и пробного точечного заряда к величине заряда Так, очевидно, для точечного заряда Q потенциал ЭСП, создаваемого Q на расстоянии Скалярный потенциал ЭП является размерной физич. величиной, по определению размерность потенциала = 1 Вольт (СИ ).

• Cвязь напряжённости ЭП с потенциалом. ЭП обладает энергией (как и любое силовое поле), за счёт к-рой в нём м-т происходить механическая работа по перемещению заряжённых тел. По своему физич. смыслу потенциал (r) ЭС поля, создаваемого нек-рым ЭЗ выражает работу по перемещению единичного заряда из бесконечности в нек-рую точку r, где напряжённость ЭС поля нельзя считать нулевой. одну из формулировок связи напряжённости и потенциала ЭСП: где проекция вектора на направление перемещения в более общей форме вектор напряжённости поля направлен в сторону, обратную нарастанию потенциала (векторная функция градиент /grad/ указывает направление наибольшего нарастания).