PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

• 1 Учебники
• 2 Механика
  • 2.1 Кинематика
  • 2.2 Динамика
  • 2.3 Законы сохранения
  • 2.4 Статика
  • 2.5 Механические колебания и волны
• 3 Термодинамика и МКТ
  • 3.1 МКТ
  • 3. 2 Термодинамика
• 4 Электродинамика
  • 4.1 Электростатика
  • 4.2 Электрический ток
  • 4.3 Магнетизм
  • 4.4 Электромагнитные колебания и волны
• 5 Оптика. СТО
  • 5.1 Геометрическая оптика
  • 5.2 Волновая оптика
  • 5. 3 Фотометрия
  • 5.4 Квантовая оптика
  • 5.5 Излучение и спектры
  • 5.6 СТО
• 6 Атомная и ядерная
  • 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
  • 6.2 Ядерная физика
• 7 Общие темы
• 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
2. разработки уроков, тем;
3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны

---

Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение

---

Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны

---

Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО

---

Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы

---

Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

Земля электрическое поле

Электрическое состояние облаков, обусловленное зарядами отдельных «облачных элементов и распределением зарядов внутри облака. Заряд отдельных облачных капель в основном обусловлен свойством воды избирательно захватывать из воздуха отрицательные ионы и неодинаковостью захвата ионов разного знака падающей каплей, поляризованной в электрическом поле Земли. Известное значение имеет соударение поляризованных капель, при котором отрыв мелких капель может сопровождаться уносом электричества того или иного знака. Облачная частичка может изменить полученный первичный заряд также и под влиянием электрического поля, создавшегося внутри облака.[ …]

Электрические аппараты устанавливаются на ОРУ на минимально возможном расстоянии друг от друга. Поэтому ЭМП на территории ОРУ могут быть значительно интенсивнее, чем под ВЛ. Так, напряженность электрического поля согласно проводившимся измерениям может достигать у поверхности земли 20, а в отдельных местах 30 кВ/м. Дело осложняется тем, что оперативный и ремонтный персонал могут не только находиться на земле, но и, например в процессе ремонта, подниматься на оборудование. При этом аппараты в соседней ячейке могут оставаться под напряжением. Вследствие этого на рабочем месте напряженность электрического поля может превосходить 30 кВ/м.[ …]

Электрическое поле «хорошей» погоды направлено сверху вниз, т. е. земля заряжена отрицательно, а атмосфера — положительно. Это направление поля принято считать нормальным, а вертикальный градиент потенциала — положительным1. Градиент потенциала у поверхности земли в среднем равен 130 В/м, несколько выше на материках и несколько ниже на океанах. Для Советского Союза приведем следующие значения среднего годового градиента потенциала: Слуцк (Ленинград) 171 В/м, Свердловск 149, Ташкент 120 [179], Зуй (вблизи Иркутска) 119 [20], Якутск 86, Алма-Ата 116, Тбилиси 126 В/м. Среднее значение градиента потенциала «хорошей» погоды для Советского Союза равно 126 В/м [155].[ …]

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ АТМОСФЕРЫ. Электрическое поле, постоянно существующее в атмосфере и обусловленное зарядами Земли и атмосферы. Напряженность поля в среднем составляет 130 В/м и убывает с высотой по экспоненциальному закону; на высоте порядка 10 км она практически равна нулю. Расположение изопотенциальных поверхностей вблизи земной поверхности зависит от рельефа местности; поэтому для сравнимости данных делают приведение к равнине. [ …]

Электрическое поле Земли направлено нормально к земной поверхности, заряженной отрицательно относительно верхних слоев атмосферы. В/м и убывает с высотой примерно экспоненциально. Годовые изменения электрического поля сходны по характеру на всем земном шаре: напряженности максимальны (до 150…250 В/м) в январе-феврале и минимальны (100…120 В/м) в июне-июле. Суточные вариации электрического поля в атмосфере определяются главным образом грозовой деятельностью.[ …]

Если электрическое поле около поверхности земли не превышает 300 В/см, энерговыделение будет на два порядка меньше и достигнет десятков джоулей, что соответствует сильному «хлопку», не сопровождающемуся какими-либо серьезными повреждениями. Это и имеет место в подавляющем большинстве случаев. Заряд, рассеиваемый шаровой молнией, и электрический ток, вызываемый ею, уменьшаются при этом на порядок, и она становится безопасной.[ …]

Если бы электрическое поле было направлено к земле, то электрогидродинамическая сила могла бы заставить положительно заряженный шар двигаться вниз или против ветра. Пространственный заряд положительных ионов мог бы притягиваться к расположенным поблизости проводникам, вызывая движение шара и, возможно, его проникновение в отверстия или окна. Взрывное разрушение могло бы быть результатом резкого нагрева малой части шара, обусловленного внезапным возрастанием электронного тока при контакте с проводником.[ …]

Влияние электрического поля. Пусть человек находится в однородном поле и имеет хороший контакт с землей. Расчетные модели для этого случая приведены на рис. 7.4.[ …]

Атмосфера Земли представляет собой совместно вращающуюся газовую оболочку с циркуляцией из-за неравномерного нагрева, обладает электрическим полем. На высоте 10—15 км, максимально 22—25 км располагается озоновый слой, который препятствует прохождению коротковолнового ультрафиолетового излучения.[ …]

Аппаратурно-электрический потенциал на поверхности кожи человека достаточно четко фиксируется в частотном диапазоне Ю-2—10“5 Гц при амплитуде сигнала 10—5—10“1 В. Отработан также биологически активный диапазон доз лечебно-профилактических воздействий, который по амплитуде составляет 0,5—50 мА в частотном диапазоне 0—200 Гц. Измерение магнитной составляющей биополя значительно сложнее в связи с тем, что это очень слабое поле. Так, например, индукция магнитного поля Земли (постоянная составляющая) — 10-3 Тл, в то время как индукция био-магнитных полей мозга, сердца, глаз, мышц находится в пределах 10 13—10 10 Тл.[ …]

Воздействие электрических полей налитосферное пространство изучено далеко не исчерпывающе. Это объясняется тем обстоятельством, что горные породы литосферы в большинстве случаев рассматриваются, как упоминалось выше, как среда — носитель по отношению к электромагнитным и электрическим полям любого происхождения. Основанием для такого подхода служит отсутствие сведений о каких-либо заметных изменениях в литосфере, напрямую или опосредованным образом связанных с воздействием электромагнитных полей. Возможно, например, говорить об изменениях, происходящих в породах в связи с ударами молний, поскольку ток при разряде молнии достигает десятков или даже сотен тысяч ампер и локализуется на очень небольшом пространстве, исчисляемом квадратными сантиметрами. За счет выделения большого количества тепловой энергии (до 107-+109 Дж) происходит спекание горных пород в месте удара молнии в поверхность Земли, что представляет собой, однако, довольно редкое явление, т.к. молнии, как правило, «выбирают» в качестве мишеней высокие деревья, заводские трубы, антенны и т.д.[ …]

Магнитосфера Земли обладает собственным магнитным полем [9, 12]. Напряженность магнитного поля Земли на полюсах больше напряженности магнитного поля на экваторе. Причем магнитные полюса Земли не совпадают с географическими полюсами и со временем изменяют свое положение. Энергия магнитного поля Земли весьма значительна из-за ее размеров. Наша планета имеет примерно такое же магнитное поле, каким обладает высококачественный стальной шарообразный магнит диаметром 600 км. Для создания такого потока магнитной индукции, каким обладает Земля, необходимо охватить земной шар по экватору проводником и пропускать по нему электрический ток величиной в 600 миллионов ампер.[ …]

Электромагнитное поле Земли служит для биосферы своеобразным щитом и является важным экологическим фактором. Опыты над животными показали, что заметное уменьшение геомагнитного поля так же, как и экранировка от электрических полей, вызывают изменения процессов жизнедеятельности. Если естественное поле Земли необходимо для живого мира, то сильные электромагнитные излучения от искусственных источников способны оказать губительное воздействие на человека, растения, животных и привести к значительным функциональным нарушениям. Всемирная организация здравоохранения включила электромагнитное загрязнение среды обитания в число наиболее важных экологических проблем.[ …]

Градиент потенциала электрического поля земли претерпевает резкие искажения благодаря разным неровностям на земной поверхности. Эквипотенциальные поверхности огибают препятствия и сгущаются над возвышенными предметам о (рис. 7). Внутри зданий градиент потенциала электрического поля равен нулю, электрическое поле внутри зданий отсутствует даже при сильных атмосферно-электрических явлениях.[ …]

Наибольшая напряженность поля наблюдается в месте максимального провисания проводов, в точке проекции крайних проводов на землю и в 5 м от нее кнаружи от продольной оси трассы: для ЛЭП 330 кВ — 3,5—5,0 кВ/м, для ЛЭП 500 кВ — 7,6—8 кВ/ми для ЛЭП 750 кВ — 10,0—15,0 кВ/м. При удалении от проекции крайнего провода на землю напряженность электрического поля заметно снижается (Ю.Д. Думанский и др., 1976).[ …]

Под действием существующего электрического поля, направленного поперек хвоста, и магнитного поля хвоста плазма дрейфует от плазменной мантии к плазменному слою и из плазменного слоя по направлению к Земле. Такое движение плазмы называется магнитосферной конвекцией. Электрическое поле поперек хвоста обусловлено магнитным пересоединением и вязким трением между солнечным ветром и магнитосферой. Благодаря крупномасштабной конвекции плазма способна покидать магнитосферу через дневную магнитопаузу, при этом концентрация холодной плазмы за пределами плазмосферы резко уменьшается (по сравнению с концентрацией плазмы в плазмосфере, в которую конвекция не проникает). Плазмосферой называется область с повышенной концентрацией ( 103 см-3) плазмы ионосферного происхождения и тепловой энергией 1,0 эВ. Образование плазмосферы обусловлено суточным вращением Земли вместе с геомагнитным полем, увлекающим за собой плазму вплоть до высот 3 • 104 км. На высоких широтах вдоль силовых линий линий из ионосферы в магнитосферу движется поток плазмы, называемый полярным ветром. Полярный ветер переносит нагретую плазму в удаленные области хвоста, пополняя магнитосферу ионами из верхней атмосферы.[ …]

Распределение напряженности электрического поля у земли (заметим, что до высоты около 2 м поле практически является равномерным) имеет характерную «трехгорбую» форму с максимумами под средним проводом и почти под крайними (рис. 7.2).[ …]

Огни Эльма. При напряженности электрического поля Ё более 500 — 1000 В/м у поверхности Земли в атмосфере возникает свечение, впервые увиденное в районе выступающих острых частей собора святого Эльма и получившее название огни Эльма [19]. При этих значениях Ё начинается электрический разряд с острых, вытянутых вверх конструкций и предметов (труб, куполов, мачт и т. п.), который сопровождается характерным шумом.[ …]

Изменения напряженности электрического поля при разрядах внутри облаков (а) и на землю (б) для разных расстояний По Смиту [526].

Зависимость времени релаксации электрического поля для грозовых разрядов на землю от расстояния, по даииым наблюдений в Йоханнесбурге.[ …]

Молекулы озона, как и кислорода, электрически нейтральны, т. е. не несут электрического заряда. Поэтому само по себе магнитное поле Земли не влияет на распределение озона в атмосфере. Верхние слои атмосферы, где под воздействием космических и солнечных лучей образуются ионы различных газов (аэроионы), называют ионосферой. Она практически совпадает с озоновым слоем.[ …]

Биологически значимыми являются электрические и магнитные поля частотой 50 Гц, создаваемые воздушными линиями и трансформаторными подстанциями. ЭМП промышленной частоты в основном поглощаются землей, поэтому на небольшом расстоянии от ЛЭП напряженность этого поля быстро падает. Тем не менее под проводами ЛЭП с напряжением 750 кВ на уровне 1,8 м от поверхности земли создается магнитное поле напряженностью порядка 24-100 А/м. В местах провисания проводов эти значения увеличиваются в 3—5 раз, а напряженность электрического поля составляет от 10 до 100 кВ/м, что многократно превышает предельно допустимый уровень. Несмотря на это, в непосредственной близости и даже прямо под высоковольтными ЛЭП размещается большое количество садово-огородных участков населения.[ …]

В атмосфере постоянно присутствует электрическое поле. Частицы воды (туманы, облака и осадки) и пыли имеют электрический заряд. Принято называть зонами «хорошей погоды» зоны, где отсутствуют источники сильной ионизации и значительные скопления аэрозолей. Наоборот, зоны «плохой погоды» характеризуются присутствием названных локальных факторов (грозы, пыльные бури, осадки и др.). В зонах «хорошей погоды» у поверхности Земли существует стационарное электрическое поле с напряженностью Е в среднем около 130 В/м. Земля при этом имеет отрицательный заряд около 3 • 106 Кл, а атмосфера в целом заряжена положительно. Поле Е больше в средних широтах, а к полюсам и экватору убывает. Как правило, с высотой поле Е монотонно убывает и на высоте 10 км не превышает нескольких В/м. Электрическое поле может с высотой возрастать при скоплении аэрозолей в слое перемешивания толщиной 300-3000 м. Закон убывания с высотой, за исключением слоя перемешивания, близок к экспоненциальному закону (рис. 16.1). Разность потенциалов между Землей и ионосферой составляет 200-250 кВ. Электрическое поле атмосферы нестационарно, вместе с локальными суточными и годовыми вариациями Е отмечаются так называемые унитарные вариации — синхронные для всех пунктов суточные и годовые вариации поля. Локальные вариации связаны с изменениями величины и распределения электрических зарядов в данном районе. Глобальные унитарные вариации связаны с изменением электрического заряда Земли в целом [58].[ …]

Андерсон и др. [212] по данным наблюдений за электрическим полем гроз и торнадо у поверхности земли в Миннесоте (США) получили Т/т=1,2±0,5 и /Р//З« 0,43. Так что в активных грозовых облаках полный ток заряжения примерно в 2 раза превышает полный ток разряжения в интервалах между разрядами.[ …]

Ионы из атмосферы вытягиваются продольным электрическим полем в плазменный слой геомагнитного хвоста. В результате крупномасштабной магнитосферной конвекции ионы попадают во внутреннюю магнитосферу и составляют основную часть ионов магнитосферного кольцевого тока. Заряженные частицы, движущиеся вокруг Земли на расстояниях (3-4) образуют магнитосферный кольцевой ток. Кольцевой ток состоит в основном из ионов Н+, 0+ с добавкой Не+,-0++, Не++. Результирующий ток течет вокруг Земли в западном направлении и понижает горизонтальную составляющую геомагнитного поля Земли. Потоки энергичных частиц с энергией свыше 1 МэВ образуют радиационный пояс в области замкнутых геомагнитных линий, который является магнитной ловушкой для частиц. Во время суббурь происходит инжекция частиц из плазменного слоя в радиационный пояс. Потоки в радиационном поясе заметно увеличиваются в периоды магнитных бурь [136].[ …]

Осциллограмма изменения напряженности электрического поля при удаленных ударах молнии, переносящих на землю отрицательный заряд.

Между высокими слоями атмосферы и поверхностью земли происходит постоянное взаимодействие, своеобразный электрический круговорот, подобный круговороту воды в атмосфере. Электрическое поле атмосферы подвержено многолетним периодическим, годовым, суточным и апериодическим колебаниям, связанным с космическими, геофизическими и метеорологическими явлениями. Ввиду того что Земля в обычных условиях по отношению к атмосфере заряжена отрицательно, то положительное электричество устремляется сверху вниз, к поверхности Земли, а отрицательное — снизу вверх, образуя так называемый “вертикальный ток проводимости”.[ …]

Отрицательные аэроионы кислорода приобретают в постоянном электрическом поле направленное движение к противоположному полюсу — земле, находящейся под положительным потенциалом. У земли происходит отдача электронов (рис. 24). Через землю и сеть аэро-ионификации электроны возвращаются снова в острия. При положительной аэроионизации молекул воздуха отдают электроны остриям. У острий и ниже в воздухе образуются слои с преобладанием молекул, у которых не достает одного или двух электронов, т.е. слои положительных аэроионов.[ …]

Ионная теория атмосферного электричества позволила понять природу электрического поля атмосферы, хотя все же причину сохранения электрического поля между Землей и атмосферой еще нельзя считать окончательно выясненной. Различные теории пытаются объяснить наличие этого поля различными причинами. Экснер в свое время полагал, что причиной отрицательного заряда земной поверхности являются осадки, приносящие к Земле, как предполагали ранее, преимущественно отрицательные заряды. Это предположение оказалось не соответствующим действительности. Осадки несут к Земле как отрицательные, так и положительные заряды. Г. Эберту удалось показать, что в почвенном воздухе, в момент его выхода из земли, действительно преобладают положительные аэроионы.[ …]

Разделение биосферы на геосферы. Строение биосферы и проявление в ней диссимметрия (§ 145). Тропосфера, деление ее на геосферы, постоянство ее химического состава (§ 146). Электрическое поле Земли и ионизация тропосферы (§ 147). Кислородная поверхность. Подземная и подводная тропосферы (§ 148—152), Химический состав тропосферы (§ 153). Таблица 19 химического состава тропосферы (§ 154). Биогенное происхождение тропосферы (§ 155—157).[ …]

Основным прибором, при помощи которого велись наблюдения за атмосферным электричеством, был так называемый коллектор, устанавливаемый на более или менее высокой штанге, изолированной от земли. Коллектор соединялся с листочками электроскопа. Обкладка, или кожух, электроскопа заземлялись. По величине расхождения листочков можно бы ло судить о градиенте потенциала на метр высоты. Теперь мы знаем, что падение потенциала выражается в среднем у поверхности земли величиною 1 вольт на сантиметр, 100 вольт на метр и т. д. Во время грозы величина падения потенциала доходит до 40 тыс. вольт на метр. Силовые линии электрического поля атмосферы направлены сверху от положительно заряженного слоя вниз к отрицательно заряженной земле, а изопотенциальные поверхности идут параллельно поверхности земли. Таким образом, электрическое поле является обязательным фактором свободной атмосферы.[ …]

Оценим энергию, которая может выделиться при разряде через шаровую молнию. Предельную электростатическую энергию, которая накапливается проводниками во время грозы, можно найти, исходя из максимальной напряженности поля при пробое в воздухе—30 кВ/см. Если принять, что напряженность электрического поля £, наведенного некомпенсированными при разряде молнии зарядами, составляет 3 103—3-104 В/см, то плотность заряда на поверхности проводников будет составлять в этом случае 0,3—3-10 9 К/см2 и на участке поверхности земли радиусом около 10 м накапливается заряд 10 3—10 2 К. Плотность энергии поля этого заряда Е2/8я равна (4-М00) • 10 7 Дж/см3, а полная энергия слоя толщиной 10 м составляет 103—105 Дж. Это примерно соответствует максимальному энерговыделению, связанному со взрывом шаровой молнии. Рассеяние заряда в течение 10 3 с приводит к появлению среднего тока 1 —10 А, а максимальное значение тока, вероятно, будет в несколько раз больше. Поражение таким током может привести к смертельному исходу.[ …]

Механизм действия отрицательных аэроионов на взвешенные в воздухе частицы состоит в следующем. Отрицательные ионы воздуха заряжают (или перезаряжают) пыль и микрофлору, находящиеся в воздухе, до определенного потенциала, пропорционально их радиусу. Заряженные пылевые частицы или микроорганизмы начинают двигаться вдоль силовых линий электрического поля по направлению к противоположно (положительно) заряженному полюсу, т. е. к земле, к стенам и к потолку. Если выразить в динах силы гравитации и силы электрические, действующие на тонкодиоперсную пыль, то легко увидеть, что электрические силы превосходят силы гравитации в тысячи раз. Это дает возможность по желанию строго направлять движение облака тонкодисперсной пыли и очищать таким образом воздух в данном месте. При отсутствии электрического поля и диффузном движении отрицательных аэроионов между каждым движущимся аэроионом и положительно заряженной землей (полом) возникают силовые линии, вдоль которых движется данный аэроион вместе с частичкой пыли или бактерией. Осевшие на поверхность пола, потолка и стен микроорганизмы могут периодически удаляться. Как видим из изложенного, разработанный автором метод электрической преципитации имеет мало общего с современным методом фильтрации, или воздействия электрическим полем (электрофильтры). Наш метод позволяет очищать воздух в помещениях любой кубатуры в присутствии человека, что отличает его от предложенных до настоящего времени способов.[ …]

Под лазерным понимают монохроматический, т.е. одной определенной частоты, когерентный (согласованный во времени) и уэконаправ-ленный поток электромагнитных волн оптического диапазона, излучаемый квантовым генератором. От других источников света его отличает ряд существенных особенностей. Так, узконаправленный лазерный пучок имеет весьма малый угол раскрытия (около 10 рад). При испускании с Земли на Луну он дает пятно диаметром всего 3 км. Кроме того, лазеры — наиболее мощные источники энергии в оптическом диапазоне. За кратчайший период (до 10″ с) мощность их излучения достигает 5-10 Вт/см2. У Солнца она равна только 7107 Вт/см2, причем суммарно по всему оптическому спектру. В узком же интервале, соответствующем излучению светового диапазона, мощность излучения Солнца составляет лишь 0,2 Вт/см2. И наконец, напряженность электрического поля в лазерной волне достигает 10 -1012 В/см, что превышает ее внутриатомные значения. В общем случае лазерное излучение может быть создано в диапазоне волн от 0,2 до 1000 мкм, т.е. охватывает ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области.[ …]

Из-за разных ускорений продольной и поперечной составляющих скоростей заряженных частиц при крупномасштабной конвекции плазмы образуется анизотропное распределение частиц по скоростям. Это приводит к возникновению волн в плазме с последующим рассеиванием частиц на этих волнах (волны «свистов») и попаданием частиц в магнитные ловушки. Затем заряженные частицы из этих ловушек попадают в атмосферу, вызывая ее свечение. Крупномасштабная конвекция расслаивается на мелкомасштабные неоднородности. Дуги полярных сияний являются проявлением мелкомасштабного расслоения. Образование дуг полярных сияний происходит от локального усиления продольного тока в результате внутримагнитосферных процессов. В продольном электрическом поле происходит ускорение электронов и по мере их продвижения к Земле и вторжения в атмосферу возникают дискретные формы полярных сияний. Для частиц высоких энергий, превышающих тепловую, области замкнутых геомагнитных линий являются геомагнитными ловушками. В них существуют потоки электронов и протонов с энергиями более 1 МэВ, которые образуют радиационный пояс. Во время магнитных бурь опасность этих радиационных поясов возрастает.[ …]

Динамика главного максимума ионизации в области / 2 существенно сложнее динамики областей Е и /[ . ..]

АТМОСФЕРНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО • Большая российская энциклопедия

Авторы: В. М. Березин

АТМОСФЕ́РНОЕ ЭЛЕКТРИ́ЧЕСТВО, 1)со­во­куп­ность элек­трич. яв­ле­ний и про­цессов в ат­мо­сфе­ре; 2) раз­дел фи­зики ат­мо­сфе­ры, изу­чаю­щий элек­трич. яв­ле­ния в ат­мо­сфе­ре и её элек­трич. свой­ст­ва; в А. э. ис­сле­ду­ют­ся элек­трич. по­ле в ат­мо­сфе­ре, её про­во­ди­мость, элек­трич. то­ки и объ­ём­ные за­ря­ды в ней, за­ря­ды об­ла­ков и осад­ков, гро­зо­вые раз­ря­ды и др. А. э. влия­ет на ор­га­нич. жизнь на Зем­ле и её эко­ло­гию.

Нау­ка об А. э. за­ро­ди­лась в 18 в. Нача­ло бы­ло по­ло­же­но амер. учё­ным Б. Франк­ли­ном, экс­пе­ри­мен­таль­но до­ка­зав­шим элек­трич. при­ро­ду мол­нии, и М. В. Ло­мо­но­со­вым, объ­яс­нив­шим элек­три­за­цию гро­зо­вых об­ла­ков.

А. э. тес­но свя­за­но с ме­тео­ро­ло­гич. фак­то­ра­ми – об­ла­ка­ми, осад­ка­ми, ме­теля­ми, пыль­ны­ми бу­ря­ми и др. К об­лас­ти А. э. от­но­сят про­цес­сы, про­ис­хо­дя­щие в тро­по­сфе­ре и стра­то­сфе­ре, и их за­ви­си­мость от ло­каль­ных и гло­баль­ных фак­то­ров. Тер­ри­то­рии, где от­сут­ст­ву­ют ско­п­ле­ния аэ­ро­зо­лей и др. ис­точ­ни­ки силь­ной ио­ни­за­ции, рас­смат­ри­ва­ют­ся как зо­ны «хо­ро­шей» по­го­ды с пре­об­ла­да­ни­ем гло­баль­ных фак­то­ров. В зо­нах «на­ру­шен­ной» по­го­ды пре­об­лада­ют ло­каль­ные ме­тео­ро­ло­гич. фак­то­ры.

Электрическое поле атмосферы

В тро­по­сфе­ре все об­ла­ка и осад­ки, ту­ма­ны, пыль обыч­но элек­три­че­ски за­ря­же­ны. В чис­той ат­мо­сфе­ре по­сто­ян­но су­ще­ст­ву­ет элек­трич. по­ле, на­пря­жён­ность ко­то­ро­го $\boldsymbol E$ на­прав­ле­на свер­ху вниз. Это на­прав­ле­ние $\boldsymbol E$ при­ня­то счи­тать нор­маль­ным, а вер­ти­каль­ный гра­ди­ент элек­трич. по­тен­циа­ла – по­ло­жи­тель­ным. У зем­ной по­верх­но­сти су­ще­ст­ву­ет ста­цио­нар­ное элек­трич. по­ле с $ E$, в сред­нем рав­ной ок. 130 В/м. Зем­ля име­ет от­ри­цат. за­ряд, рав­ный ок. 3·10⁵ Кл, а ат­мо­сфе­ра в це­лом за­ря­же­на по­ло­жи­тель­но. При гро­зах, осад­ках, пыль­ных бу­рях, ме­те­лях и др. на­пря­жён­ность $\boldsymbol E$ мо­жет рез­ко ме­нять на­прав­ле­ние и зна­че­ние, дос­ти­гая ино­гда 1000 В/м. Наи­боль­шую величи­ну $ E$ име­ет в сред­них ши­ро­тах, а к по­лю­су и эк­ва­то­ру убы­ва­ет. Над ма­те­ри­ка­ми $ E$ не­сколь­ко вы­ше ср. зна­че­ния, а над океа­на­ми не­сколь­ко ни­же. С вы­со­той $ E$ в це­лом умень­ша­ет­ся. В слое пе­ре­ме­ши­ва­ния (300–3000 м), где ска­п­ли­ва­ют­ся аэ­ро­зо­ли, $E$ мо­жет воз­рас­тать с вы­со­той, вы­ше это­го слоя убы­ва­ет по экс­по­нен­ци­аль­но­му за­ко­ну.

На вы­со­те 10 км $E$ не пре­вы­ша­ет не­сколь­ких В/м. Это убы­ва­ние $E$ свя­за­но с на­ли­чи­ем в ат­мо­сфе­ре по­ло­жит. объ­ём­ных за­ря­дов, плот­ность ко­то­рых умень­ша­ет­ся с вы­со­той. Из­ме­не­ние ве­ли­чи­ны объ­ём­но­го за­ря­да ат­мо­сфе­ры по вы­со­те зна­чи­тель­но влия­ет на су­ще­ст­во­ва­ние гло­баль­ных ва­риа­ций $E$. Раз­ность по­тен­циа­лов ме­ж­ду Зем­лёй и ио­но­сфе­рой со­став­ля­ет 200–250 кВ.

Суточный ход унитарной вариации напряжённости Е электрического поля атмосферы (Еср – среднее значение напряжённости): 1 – над океанами; 2 – в полярных областях. 3 – Изменение площади S, занятой грозам…

На­пря­жён­ность элек­трич. по­ля $E$ ме­ня­ет­ся во вре­ме­ни и име­ет су­точ­ный и го­до­вой ход. От­ме­ча­ют­ся син­хрон­ные для всех пунк­тов су­точ­ные (рис., кри­вые 1 и 2) и го­до­вые ва­риа­ции $E$ – т. н. уни­тар­ные ва­риа­ции. Их су­точ­ный ход над по­ляр­ны­ми об­лас­тя­ми и океа­на­ми име­ет вид про­стой вол­ны, над кон­ти­нен­та­ми – вид слож­ной вол­ны с дву­мя мак­си­му­ма­ми. Гра­ди­ент элек­трич. по­ля ат­мо­сфе­ры для уме­рен­ных ши­рот Сев. по­лу­ша­рия наи­боль­ший зи­мой и наи­мень­ший в на­ча­ле ле­та. Уни­тар­ные ва­риа­ции свя­за­ны с из­ме­не­ни­ем элек­трич. за­ря­да Зем­ли в це­лом, ло­каль­ные – с из­ме­не­ния­ми ве­ли­чи­ны и рас­пре­де­ле­ния по вы­со­те объ­ём­ных элек­трич. за­ря­дов в ат­мо­сфе­ре в дан­ном ре­гио­не. Ве­ли­чи­на гра­ди­ен­та элек­трич. по­ля ат­мо­сфе­ры за­ви­сит от ко­ле­ба­ний ме­ж­ду мак­си­му­мом и ми­ни­му­мом сол­неч­ной ак­тив­но­сти.

Электрическая проводимость атмосферы

Элек­трич. со­стоя­ние ат­мо­сфе­ры в зна­чительной сте­пе­ни оп­ре­де­ля­ется её элек­трич. про­во­ди­мо­стью $λ$, ко­то­рая соз­да­ёт­ся ио­на­ми, на­хо­дя­щи­ми­ся в ат­мо­сфе­ре. Кон­цен­тра­ция и под­виж­ность ио­нов в ат­мо­сфе­ре оп­ре­де­ля­ет зна­че­ние $λ$. Основной вклад в $λ$ вно­сят лёг­кие ио­ны, под­виж­ность ко­то­рых $u>$ 10^–5м²/(с·В). У по­верх­но­сти Зем­ли в среднем $λ=$ (1–2)·10^–18 (Ом·м)^–1 и уве­ли­чи­ва­ет­ся с вы­со­той при­мер­но по экс­по­нен­ци­аль­но­му за­ко­ну. На вы­со­те ок. 30 км $λ$ поч­ти в 150 раз боль­ше, чем у зем­ной по­верх­но­сти.

Ос­нов­ные ио­ни­за­то­ры ат­мо­сфе­ры: 1) кос­мич. лу­чи, дей­ст­вую­щие во всей тол­ще ат­мо­сфе­ры; 2) из­лу­че­ние ра­дио­ак­тив­ных ве­ществ, на­хо­дя­щих­ся в зем­ле и воз­ду­хе; 3) ульт­ра­фио­ле­то­вое, кор­пус­ку­ляр­ное и рент­ге­нов­ское из­лу­че­ния Солн­ца, ио­ни­зи­рую­щее дей­ст­вие ко­то­рых за­мет­но про­яв­ля­ет­ся на вы­со­тах бо­лее 60 км. Кон­цен­тра­ция лёг­ких ио­нов рас­тёт с вы­со­той вслед­ст­вие уве­ли­че­ния ин­тен­сив­но­сти ио­ни­за­ции, что в со­че­тании с на­рас­та­ни­ем под­виж­но­сти ио­нов при умень­ше­нии плот­но­сти воз­ду­ха объ­яс­ня­ет ха­рак­тер из­ме­не­ния $λ$ и $E$ с вы­со­той.

Электрический ток и объёмный заряд в атмосфере

В ус­ло­ви­ях «хо­ро­шей» по­го­ды в ат­мо­сфе­ре те­чёт вер­тикаль­ный элек­трич. ток, пред­став­ляю­щий со­бой сум­му то­ков про­во­ди­мо­сти, диф­фу­зии и кон­век­ции. На Зем­лю не­пре­рыв­но сте­ка­ет элек­трич. ток си­лой ок. 1800 А. По­сколь­ку за­ряд Зем­ли в сред­нем не ме­ня­ет­ся, су­ще­ст­ву­ют, оче­вид­но, «ге­не­ра­то­ры» А. э., за­ря­жаю­щие Зем­лю. Та­ки­ми «ге­не­ра­то­ра­ми» яв­ля­ют­ся пыль­ные бу­ри, из­вер­же­ния вул­ка­нов, ме­те­ли, раз­брыз­ги­ва­ние ка­пель во­ды при­боем и во­до­па­да­ми, пар и дым пром. источ­ни­ков. Элек­три­за­ция, про­яв­ляю­щая­ся при пе­ре­чис­лен­ных яв­ле­ни­ях, мо­жет при­вес­ти к об­ра­зо­ва­нию мол­ний. Наи­боль­ший вклад в элек­три­за­цию ат­мо­сфе­ры вно­сят об­ла­ка и осад­ки. Элек­три­за­ция об­ла­ка уве­ли­чи­ва­ет­ся с ук­руп­не­ни­ем его час­тиц, уве­ли­че­ни­ем тол­щи­ны, уси­ле­ни­ем осад­ков. В слои­стых и слои­сто-ку­че­вых об­ла­ках плот­ность объ­ём­ных за­ря­дов в 10 раз пре­вы­ша­ет их плот­ность в чис­той ат­мо­сфе­ре. Об­ла­ка за­ря­же­ны по­ло­жи­тель­но в верх­ней час­ти и от­ри­ца­тель­но в ниж­ней, но мо­гут иметь и про­ти­во­по­лож­ную по­ляр­ность или иметь за­ряд пре­иму­ще­ст­вен­но од­но­го зна­ка.

На плот­ность объ­ём­ных за­ря­дов влия­ет тур­бу­лент­ность ат­мо­сфе­ры. Плот­ность то­ков осад­ков, вы­па­даю­щих на Зем­лю из слои­сто-ку­че­вых об­ла­ков, по­ряд­ка 10^–12 А/м², из гро­зо­вых об­ла­ков – по­ряд­ка 10^–8 А/м². Пол­ная си­ла то­ка, те­ку­ще­го на Зем­лю от гро­зо­во­го об­ла­ка в сред­них ши­ро­тах, ок. 0,01–0,1 А, бли­же к эк­ва­то­ру – до 0,5–1,0 А. Си­ла ­токов, те­ку­щих в са­мих этих об­ла­ках, в 10–100 раз боль­ше то­ков, при­те­каю­щих к Зем­ле, т. е. гро­за в элек­трич. отно­ше­нии по­доб­на ко­рот­ко­замк­ну­то­му ге­не­ра­то­ру. На зем­ном ша­ре од­но­вре­мен­но про­ис­хо­дят ок. 1800 гроз (рис., кри­вая 3). Об­ла­ка слои­стых форм, по­кры­ваю­щие ок. по­ло­ви­ны зем­ной по­верх­но­сти, так­же вно­сят су­ще­ст­вен­ный вклад в элек­трич. по­ле Зем­ли.

Ис­сле­до­ва­ния А. э. по­зво­ля­ют вы­яс­нить при­ро­ду про­цес­сов элек­три­за­ции гро­зо­вых об­ла­ков и его роль в об­ра­зо­ва­нии об­ла­ков и осад­ков. В чис­ле при­клад­ных за­дач – сни­же­ние элек­три­за­ции са­мо­лё­тов с це­лью по­вы­ше­ния безо­пас­но­сти по­лё­тов, учёт А. э. при за­пус­ке ра­кет, оцен­ка его влия­ния на здо­ро­вье че­ло­ве­ка. Не­ко­то­рые ха­рак­те­ри­сти­ки А. э. мо­гут слу­жить ин­ди­ка­то­ра­ми ан­тро­по­ген­но­го воз­дей­ст­вия на ат­мо­сфе­ру.

Истощение магнитного поля Земли

С планетой связаны три важных силовых поля Земля,

гравитационное поле, электрическое поле , и магнитное поле . Гравитационное поле притягивает нас к землю, не давая нам улететь в космос, как земля вращается. Электрическое поле Земли очень нестабильно, производя электрические бури с места на место и в непредсказуемое время.

Магнитное поле Земли обусловлено огромным электрическим током, миллиарды ампер, циркулирующие в ядре земли. Но основная сложность заключается в том, что существует множество посторонних источников, вносящих искажения в магнитную поле. Как следствие, магнитное поле Земли очень сложное. Нестабильность иногда проявляется в виде мощных магнитных бурь. блокирование трансокеанских радиопередач. Есть все виды аномалий, возникающих из-за искажений магнитного поля. Существует множество непредсказуемых изменений магнитного поля. со временем и местом.

Навигаторы теперь меньше зависят от своего магнитного компаса как в первые дни. Когда мореплаватели используют магнитный компас у них есть обновленные магнитные карты для внесения поправок на грубые отклонения магнитного поля Земли от места к месту над земным шаром. Это помогает им скорректировать свою ориентацию на «ложные» направления указаны по компасу, но карты не могут исправить на все искажения.

Несмотря на все искажения магнитного поля, современные методы обработки данных для взятия эпохи во всем мире данные и «вымывание» «шума» (искажений) и получение основного поля. Основное поле – это поле, созданное током, циркулирующим в ядре земли. Это основное поле называется дипольным полем

. Похоже на магнитное поле одиночного магнита, расположенного вблизи центра земля и имеющий северный и южный полюс, отсюда и название диполь. Иногда его называют главным магнитным полем Земли . поле. Магнитное поле диполя – это магнитное поле интерес к этой газете.

БЫСТРОЕ ЗАТУХАНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ

Известно, что магнитное поле Земли затухает быстрее чем любое другое всемирное геофизическое явление. Комплексный Технический отчет ЕССА ¹ дает значения земной магнитный дипольный момент (вектор, который дает силу и направление магнита) с тех пор, как Карл Гаусс сделал первый оценка в 1835 году.

Оценки были сделаны о каждом 10 или 15 лет с тех пор. Каждая оценка требует точности во всем мире показания за эпоху (год или около того) и специальные математические сокращение, чтобы «смыть» «шум». Эти надежные данные ясно показывают это относительно быстрое затухание. Отчет заявил, что на основе прямой линии магнитное поле Земли исчезнет в 39 году91 г. н.э. Но распад экспоненциальный и в этом случае имеет период полураспада 1400 лет.

Относительно недавний предварительный отчет спутника НАСА показывает быстрое затухание магнитного поля Земли. Ни один знающий ученый обсуждает факт быстрого уменьшения магнитного поля Земли. поле, и при этом он не сомневается, что связанный электрический ток в ядре земли расходуется энергия. Текущая ставка потерь составляет семь миллиардов киловатт-часов в год. Земля израсходовав ту первоначальную энергию, которую он имел в своем первоначальном магнитном поле.

ПРЕДСКАЗУЕМОЕ ИСКЛЮЧЕНИЕ
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ

Первоначальным источником магнитного поля Земли был первоначальный электрический ток, циркулирующий в ядре земли. Никто знает, как появился этот электрический ток, не более одного знает, почему Земля изначально вращалась вокруг своей оси. Два не связаны между собой, но оба они являются изначальными состояниями земли.

Электрический ток и связанное с ним магнитное поле были распадается с момента возникновения земли. Можно спросить, почему ток быстрее не затухал? Закон индукции Фарадея предотвратил это от вымирания быстрее. Когда магнитное поле ослабевает индуцирует напряжение, которое противостоит распаду, продлевая срок его службы.

Масштабы этого явления объясняют столь продолжительное жизнь. Радиус ядра Земли равен 3,473 х 10 ⁶ метров. Общая физика этой проблемы огромна, но она было решено. ^2,3 Решение предсказывает распад. Это дает уравнение периода полураспада:

Период полураспада =

2,88 x 10 ^-15 (Электропроводность) (Радиус)

где период полураспада в годах, радиус в метрах и проводимость в мОм/метр.

Сэр Гораций Лэмб придумал эквивалент этого уравнения в 1833 г. Как упоминалось в предыдущем разделе, статистический анализ данных дает период полураспада 1400 лет. у агнца не было хорошее значение для проводимости и, следовательно, не мог сделать хорошее предсказание, но он знал, что оно продлится тысячи лет, и что это правдоподобное объяснение магнитное поле. Это по-прежнему единственный хороший теоретический/математический объяснение. Теперь его можно использовать для оценки электропроводности ядра земли, потому что данные показывают период полураспада 1400 лет. Величина электропроводности сердечника равна, из этого уравнение, равное 4,04 х 10 ⁴ МГц/метр. Это очень разумное значение для расплавленного железа при расчетных температурах для земного ядра. Это единственный хороший способ сделать это оценка проводимости земного ядра.

Возвращаясь назад во времени на многие тысячи лет, это уравнение дает неправдоподобно большое значение магнитного поля и генерируемое электричеством тепло, хранящееся в ядре Земли. (Видеть Техническая монография ICR: Происхождение и судьба Земли Магнитное поле ⁴ ) Был показан разумный постулат таким образом, чтобы получить верхний возрастной предел в 10 000 лет.

ОПРОВЕРЖЕНИЕ ОБРАТНОЙ ГИПОТЕЗЫ

Чтобы защитить свою долговременную хронологию, эволюционисты придерживаются обратная гипотеза. Говорят, что магнитное поле осталось практически на одном и том же уровне в течение геологического времени, за исключением интервалы, в которых он проходил разворот, затухая до нуля и снова восходит с обратной полярностью. Последний разворот предположительно произошло 700 000 лет назад.

Гипотеза обращения не имеет достоверной теоретической поддержки. Что подтверждается в недавней статье в журнале Scientific American: « Нет один из них разработал объяснение того, почему смена знака занимает место. Кажущиеся случайные инверсии дипольного поля Земли остались непостижимыми .» ⁵ любые надежные данные, подтверждающие гипотезу об обратном. Ссылка уже было сделано множество магнитных возмущений, «шум», из-за которого так трудно оценить магнитный дипольный момент, даже при использовании абсолютных измерений по всей земле. И все же совершенно необходимо, чтобы один оценить магнитный момент Земли, если он хочет утверждать, что знает состояние земного магнита в это время.

Огромное количество данных о магнитных аномалиях важно в разведке, потому что они являются свидетельством неравномерности где можно было бы ожидать полезных ископаемых и т. д. Но они бесполезны, поскольку что касается истории земного дипольного магнита.

В отношении утверждений о том, что образцы намагничивания на морское дно связано с историей магнитного поля Земли и континентальный дрейф, А.А. и Говард Мейерхофф дают пространный опровержение и очень твердо заключают: « Так называемый магнитный аномалии — это не то, чем они должны быть — «запись на пленку». магнитных событий при создании нового дна океана между континентами .» ⁶

Один из факторов, который делает намагниченность горных пород совершенно ненадежной свидетельством так называемых разворотов является самообращение процесс, который, как известно, существует в горных породах, полностью независимый от магнитное поле Земли. Ричард Доэлл и Алан Кокс заявляют, что: Теперь известна обратная намагниченность некоторых горных пород. быть связано с механизмом самовозврата. Более того, многие теоретические были предложены механизмы самообращения… Однако для того, чтобы однозначно отвергнуть гипотезу обращения поля необходимо чтобы показать, что все обратно намагниченные породы возникают из-за самообращения. Это было бы очень трудной задачей, так как некоторые из самообращений механизмы трудно обнаружить и не воспроизводимы в лаборатория . » ⁷ Интересно отметить что эти авторы пытаются переложить бремя доказывания на противники гипотезы обращения, но при этом они разрушают надежность самих данных, от которых они зависят.

Дж.А. Джейкобс утверждает, что: « Такие результаты показывают, что один следует с осторожностью интерпретировать все развороты как вызванные обращение поля и проблема определения того, какие обращенные породы указывают, что изменение направления поля может в некоторых случаях быть чрезвычайно сложно. Чтобы доказать, что перевернутый образец горной породы был намагничен обращением земного поля необходимо показать, что его нельзя было обратить вспять физико-химическим процессом. Этот является практически невыполнимой задачей, поскольку физические изменения могут произошло с момента первоначального намагничивания или может произойти в течение определенного лабораторные анализы . » ⁸

При прямом сравнении обнаруживается сильный конфликт между 1) оценками магнитного дипольного поля в реальном времени Гауссом и др., и 2) оценки магнитного «поля». выведены из эволюционных предположений о намагниченности в камнях и артефактах.

За последние два столетия работа Гаусса и др. показала постоянное истощение магнитного поля Земли. То есть общепринятым фактом, тогда как намагниченный камень-артефакт метод не может показать никаких следов этой тенденции. ⁹

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Единственное достоверное теоретическое математическое объяснение и единственное достоверные данные подтверждают вывод о том, что магнитное поле Земли поле было создано со значительным количеством исходной магнитной энергии и с тех пор постоянно разрушается, и что он возглавляет на вымирание через несколько тысяч лет. Оглядываясь назад во времени существует предельный возраст, потому что существует предел того, сколько магнитная энергия, которой Земля могла обладать изначально. Разумный постулаты о максимальном магнитном поле Земли. пришлось ограничить свой возраст несколькими тысячами лет.

Гипотеза обращения, которая была предложена для расширения магнитное поле на миллиарды лет назад не имеет ни обоснованного теоретического/математического основе, ни наблюдательной поддержки. Палеомагнитные данные, на основании которых это зависит от поддержки не коррелирует с состоянием магнитное поле Земли, а именно ее магнитный момент.

ССЫЛКИ

1. McDonald, K.L. и Р. Х. Ганст, 9 лет0003 Магнит Земли Поле 1835 по 1965, ESSA Tech. Представитель Департамент связи США, 1967 г., стр. 1 и 5.
2. Лэмб, Х., Фил. Trans., London V. 174, 1883, стр. 519-549.
3. Барнс, Т.Г., Ежеквартальное издание Общества креационных исследований, Том. 9 (1), 1972, стр. 47-50.
4. Барнс, Т.Г., Происхождение и судьба из Магнитное поле Земли. Полевая, ICR Тех. Пн. № 4, 1973.
5. Кэрриган, Ч.Р. и Дэвид Габбинс, «Источник Земли». Magnetic Field, Sci . Amer., Feb. 1979, p. 125.
6. А.А. и Говард Мейерхофф, «Новая глобальная тектоника», амер . доц. Петр. Геоло ., бул. Т. 56 (2), 1972 г., п. 337.
7. Доэлл, Ричард и Аллан Кокс, 9 лет.0003 Горная геофизика, V . 11, Соц. Экспл. Геофизики, 1967, с. 452.
8. Джейкобс, Дж. А., Ядро Земли и геомагнетизм , Макмиллан, стр. 105-106.
9. Бурлацкая С.П. Изменение геомагнитной напряженности в Последние 8500 лет», Ин-т земной физики, СССР АН, , 1969, с. 547.

Процитируйте эту статью: Thomas G. Barnes, D.Sc. 1981. Истощение магнитного поля Земли. Акты и факты . 10 (10).

Миссионерские инструменты: электрические поля

Электрические поля Описание атмосферного электрического поля и его связь с грозовой опасностью Полевые мельницы Mission Instruments имеют множество применений, но наиболее важным из них является их использование для определения вероятности удара молнии поблизости. Молния возникает из-за разделения электрических зарядов в атмосфере. Интенсивность этого разделения зарядов можно определить, измеряя электрическое поле, что осуществляется с помощью полевой мельницы. Таким образом, мониторинг электрического поля может предупредить людей о потенциально опасной ситуации еще до того, как произойдет первая молния. Ниже приводится описание процесса. В ясный день, когда атмосфера свободна от грозовых облаков, первичным источником электрического заряда, создающего электрическое поле на поверхности земли, является ионосфера. Его можно представить как большой куполообразный электрод высоко над землей, который производит положительные заряды, контрастирующие с относительно отрицательно заряженной землей. Этот сценарий создает то, что называется электрическим полем «хорошей погоды» из-за накладных расходов положительного заряда. Когда это «нормальное» поле измеряется полевой мельницей EFS 1001, можно увидеть, что выходное напряжение составляет от 50 до примерно 200 вольт на метр («В/м»). Это значение варьируется в зависимости от условий в атмосфере, а также изменяется из-за «местных эффектов». Такие эффекты вызываются всем, что может нести электрический заряд, включая, помимо прочего, атмосферный пространственный заряд, пыль, дым, мусор и т. д. Однако обычно поле остается в пределах от -50 до -200 В/м при хорошем или неблагоприятном освещении. Бурная погода. Однако при формировании грозовых облаков процессы в их окрестностях вызывают образование отрицательных электрических зарядов (противоположных ионосфере) в основании облака. По мере накопления заряда создается электрическое поле «неблагоприятной погоды», которое растет, а затем начинает нейтрализовать поле «хорошей погоды». По мере дальнейшего роста оно становится во много раз больше, чем поле хорошей погоды. Именно это электрическое поле «непогоды» усиливается до такой степени, что воздух больше не может изолировать противоположные заряды. Наконец, положительные и отрицательные заряды внезапно сближаются через любое подходящее «слабое место», которое встречается в атмосфере. Это энергетический разряд, который мы называем молнией. Электрические поля в ненастную погоду могут достигать значения более 10 000 вольт на метр у земли во время грозы. Именно разделение положительных и отрицательных электрических зарядов на большие группы создает опасность молнии. Эти группы противоположной полярности естественным образом притягиваются друг к другу, но удерживаются изолирующими свойствами атмосферы. По мере того как эти группы увеличиваются во время формирования шторма, сила их притяжения может превышать способность атмосферы удерживать их порознь. Молния — это внезапная интенсивная электрическая рекомбинация этих групп, которая возникает при достижении этой точки. Локальное электрическое поле изменяется пропорционально силе этих групп и их удаленности от измерительного устройства, поэтому его измерение дает представление о вероятности возникновения молнии. Сильное электрическое поле указывает на то, что ситуация способствует образованию молнии. Это слишком упрощенное объяснение того, что на самом деле является очень сложным процессом. Однако ясно, что определение локального электрического поля может сыграть важную роль в определении вероятности возникновения молнии в конкретном районе земли. Военные и другие правительственные учреждения определили, что электрические поля выше 2000 Вольт на метр создают наибольшую угрозу молнии. Во многих операционных центрах есть требования по прекращению и обеспечению безопасности определенных операций, когда электрическое поле достигает этого значения, чтобы уменьшить ущерб или травмы, вызванные молнией. Высокое значение электрического поля не гарантирует возникновения молнии, а только то, что условия благоприятствуют ее возникновению. Эксперименты показали, что из-за относительно большого размера грозовых облаков электрическое поле не испытывает огромных изменений на коротких расстояниях. Если электрическое поле достигло значения 2000 Вольт на метр в одном месте (опасный уровень), будет разумно предположить, что уровень опасен на несколько миль, по крайней мере, в любом направлении. Точно так же, если уровень ниже 500 вольт на метр (относительно безопасный уровень), можно предположить, что опасность невелика, по крайней мере, на несколько миль. Несмотря на то, что предсказать реальный удар молнии сложно, если не невозможно, независимо от того, какой метод используется, мониторинг локального электрического поля вместе с некоторой интерпретацией и опытом может быть одним из лучших способов определить вероятность того, что молния ударит в определенную область. Изменения электрического поля во время типичной грозы показаны на рис. 1. До 22:40 поле низкое и положительное (полярность хорошей погоды), но небольшие «удары» указывают на отдаленные молнии. В настоящее время локальная угроза, вероятно, все еще низка. В 22:40 поле «пересекает ноль» и начинает расти. В этот момент следует подготовиться к укрытию. Около 22:50 поле превышает 2 кВ/м, и угрозу следует считать серьезной. Небольшие «шишки» из-за отдаленной молнии часто отсутствуют, особенно если нарастание прямо над головой и молния еще не началась. Здесь важен средний уровень поля. По мере развития бури физическое расположение заряженных тел (облаков) в сочетании с различными эффектами, которые они оказывают на местную атмосферу, могут создавать различные схемы нарастания электрического поля. Кроме того, когда молния ударяет либо между карманами облачного заряда, либо между этими карманами и землей, это вызывает большое изменение электрического поля, наблюдаемое с помощью полевой мельницы. Эти изменения, часто происходящие быстро и недолговечные, могут перемещать поле туда-сюда между хорошей и плохой полярностью много раз во время шторма, что можно наблюдать между 23:00 и 23:30. После 23:41 молний не происходит. — штормового поведения, хотя значительная угроза все еще существует. Во время этой фазы грозы часто случаются молнии. Для оптимальной безопасности следует подождать, пока спадут высокие поля, возможно, на 20 минут или более. Иногда шторм может «перезапуститься», или второй шторм может прийти, когда другой уходит. Монитор ALB 101 предназначен для поддержания активного предупреждения в течение этого времени, чтобы гарантировать, что угроза миновала. Более подробные описания атмосферных электрических полей на уровне земли во время грозы и вблизи нее можно найти в многочисленных текстах и ​​научных публикациях, посвященных атмосферному электричеству. Рисунок 1.

© 2006 Инструменты миссии | Конфиденциальность

18.

7 Проводники и электрические поля в статическом равновесии – College Physics

Глава 18 Электрический заряд и электрическое поле

Резюме

• Перечислите три свойства проводника, находящегося в электростатическом равновесии.
• Объясните влияние электрического поля на свободные заряды в проводнике.
• Объясните, почему внутри проводника не может быть электрического поля.
• Опишите электрическое поле, окружающее Землю.
• Объясните, что происходит с электрическим полем, приложенным к проводнику неправильной формы.
• Опишите, как работает громоотвод.
• Объясните, как металлический автомобиль может защитить находящихся внутри пассажиров от опасных электрических полей, возникающих в результате касания автомобиля оборванным проводом.

Проводники содержат бесплатных зарядов , которые легко перемещаются. Когда на проводник помещается избыточный заряд или проводник помещается в статическое электрическое поле, заряды в проводнике быстро реагируют, чтобы достичь устойчивого состояния, называемого электростатическим равновесием .

На рис. 1 показано влияние электрического поля на свободные заряды в проводнике. Свободные заряды движутся до тех пор, пока поле не станет перпендикулярным поверхности проводника. В электростатическом равновесии не может быть компоненты поля, параллельной поверхности, поскольку, если бы она была, она вызывала бы дальнейшее движение заряда. Показан положительный свободный заряд, но свободные заряды могут быть как положительными, так и отрицательными, а в металлах они фактически отрицательны. Движение положительного заряда эквивалентно движению отрицательного заряда в противоположном направлении.

Рисунок 1. Когда электрическое поле E воздействует на проводник, свободные заряды внутри проводника перемещаются до тех пор, пока поле не станет перпендикулярным поверхности. (а) Электрическое поле является векторной величиной, имеющей как параллельные, так и перпендикулярные компоненты. Параллельная составляющая ( E _|| ) действует с силой ( F _|| ) на свободный заряд q , которая перемещает заряд до F _|| = 0 . (b) Результирующее поле перпендикулярно поверхности. Свободный заряд переносится на поверхность проводника, оставляя электростатические силы в равновесии.

Проводник, помещенный в электрическое поле , будет поляризован . На рис. 2 показан результат помещения нейтрального проводника в изначально однородное электрическое поле. Поле усиливается вблизи проводника, но полностью исчезает внутри него.

Рис. 2. На этом рисунке показан сферический проводник в статическом равновесии с изначально однородным электрическим полем. Свободные заряды движутся внутри проводника, поляризуя его, пока линии электрического поля не станут перпендикулярны поверхности. Силовые линии заканчиваются на избыточном отрицательном заряде на одном участке поверхности и снова начинаются на избыточном положительном заряде на противоположной стороне. Внутри проводника не существует электрического поля, поскольку свободные заряды в проводнике будут продолжать двигаться в ответ на любое поле, пока оно не будет нейтрализовано.

Предупреждение о неправильном представлении: электрическое поле внутри проводника

Избыточные заряды, размещенные на сферическом проводнике, отталкиваются и перемещаются до тех пор, пока не распределятся равномерно, как показано на рис. 3. Избыточный заряд выталкивается на поверхность до тех пор, пока поле внутри проводника не станет равным нулю. Вне проводника поле точно такое же, как если бы проводник был заменен точечным зарядом в его центре, равным избыточному заряду.

Рис. 3. Взаимное отталкивание избыточных положительных зарядов на сферическом проводнике равномерно распределяет их по его поверхности. Результирующее электрическое поле перпендикулярно поверхности и равно нулю внутри. Вне проводника поле идентично точечному заряду в центре, равному избыточному заряду.

Свойства проводника в электростатическом равновесии

1. Электрическое поле внутри проводника равно нулю.
2. Сразу за пределами проводника силовые линии электрического поля перпендикулярны его поверхности и заканчиваются или начинаются на зарядах на поверхности.
3. Любой избыточный заряд полностью находится на поверхности или поверхностях проводника.

Свойства проводника согласуются с уже рассмотренными ситуациями и могут использоваться для анализа любого проводника в электростатическом равновесии. Это может привести к новым интересным выводам, как описано ниже.

Как можно создать очень однородное электрическое поле? Рассмотрим систему из двух металлических пластин с противоположными зарядами на них, как показано на рис. 4. Свойства проводников, находящихся в электростатическом равновесии, указывают на то, что электрическое поле между пластинами будет однородным по напряженности и направлению. За исключением краев, избыточные заряды распределяются равномерно, создавая силовые линии, которые расположены на одинаковом расстоянии друг от друга (следовательно, одинаковы по силе) и перпендикулярны поверхностям (следовательно, однородны по направлению, поскольку пластины плоские). Краевые эффекты менее важны, когда пластины расположены близко друг к другу.

Рис. 4. Две металлические пластины с равными, но противоположными избыточными зарядами. Поле между ними однородно по силе и направлению, кроме краев. Одним из применений такого поля является создание равномерного ускорения зарядов между пластинами, например, в электронной пушке телевизионной трубки.

Почти однородное электрическое поле напряженностью около 150 Н/Кл, направленное вниз, окружает Землю, величина которого немного увеличивается по мере приближения к поверхности. Что вызывает электрическое поле? На высоте около 100 км над поверхностью Земли у нас есть слой заряженных частиц, называемый 9-м слоем.0229 ионосфера . Ионосфера отвечает за ряд явлений, включая электрическое поле, окружающее Землю. В хорошую погоду ионосфера положительна, а Земля в значительной степени отрицательна, поддерживая электрическое поле (рис. 5(а)).

В условиях шторма образуются облака, а локализованные электрические поля могут быть сильнее и иметь противоположное направление (рис. {6} \;\textbf{N} / \text{C}}[/latex]. Воздух ионизирует ионы, а электроны рекомбинируют, и мы получаем разряд в виде искр молний и коронного разряда.

Рис. 5. Электрическое поле Земли. (a) Поле хорошей погоды. Земля и ионосфера (слой заряженных частиц) являются проводниками. Они создают однородное электрическое поле около 150 Н/Кл. (кредит: DH Parks) (b) Штормовые поля. При наличии грозовых облаков локальные электрические поля могут быть больше. При очень высоких полях изолирующие свойства воздуха нарушаются, и может возникнуть молния. (кредит: Ян-Йост Верхуф)

До сих пор мы рассматривали избыточные заряды на гладкой симметричной поверхности проводника. Что произойдет, если проводник имеет острые углы или заострен? Избыточные заряды на неоднородном проводнике концентрируются в наиболее острых точках. Кроме того, избыточный заряд может перемещаться по проводнику или от него в самых острых точках.

Чтобы понять, как и почему это происходит, рассмотрим заряженный проводник на рис. 6. Электростатическое отталкивание одинаковых зарядов наиболее эффективно раздвигает их на самой плоской поверхности, поэтому там они меньше всего концентрируются. Это связано с тем, что силы между одинаковыми парами зарядов на обоих концах проводника одинаковы, но компоненты сил, параллельных поверхностям, различны. Составляющая, параллельная поверхности, наибольшая на самой плоской поверхности и, следовательно, более эффективна в перемещении заряда.

Такой же эффект оказывает на проводник электрическое поле, приложенное извне, как показано на рис. 6 (с). Поскольку силовые линии должны быть перпендикулярны поверхности, больше их сосредоточено на наиболее искривленных участках.

Рис. 6. Избыточный заряд на неоднородном проводнике больше всего концентрируется в месте наибольшей кривизны. а) Силы между одинаковыми парами зарядов на обоих концах проводника одинаковы, но компоненты сил, параллельных поверхности, различны. это Ф _|| , который раздвигает заряды, как только они достигают поверхности. (б) F _|| наименьший на более остром конце, заряды расположены ближе друг к другу, создавая показанное электрическое поле. (c) Незаряженный проводник в первоначально однородном электрическом поле поляризуется так, что наиболее концентрированный заряд находится на его самом остром конце.

На очень резко искривленной поверхности, такой как показанная на рис. 7, заряды настолько сконцентрированы в точке, что результирующее электрическое поле может быть достаточно сильным, чтобы убрать их с поверхности. Это может быть полезно.

Молниеотводы работают лучше всего, когда они наиболее остроконечные. Большие заряды, образующиеся в грозовых облаках, вызывают противоположный заряд на здании, что может привести к удару молнии в здание. Индуцированный заряд постоянно отводится громоотводом, предотвращая более драматический удар молнии.

Конечно, иногда мы хотим предотвратить передачу заряда, а не облегчить ее. В этом случае проводник должен быть очень гладким и иметь как можно больший радиус кривизны. (См. рис. 8.) Гладкие поверхности используются, например, на высоковольтных линиях электропередачи, чтобы избежать утечки заряда в воздух.

Другим устройством, в котором используются некоторые из этих принципов, является клетка Фарадея . Это металлический щит, ограждающий объем. Все электрические заряды будут находиться на внешней поверхности этого экрана, и внутри не будет электрического поля. Клетка Фарадея используется для того, чтобы паразитные электрические поля в окружающей среде не мешали чувствительным измерениям, таким как электрические сигналы внутри нервной клетки.

Во время грозы, если вы управляете автомобилем, лучше оставаться внутри автомобиля, так как его металлический корпус действует как клетка Фарадея с нулевым электрическим полем внутри. Если в непосредственной близости от удара молнии, его воздействие ощущается снаружи автомобиля, а внутри не затрагивается, при условии, что вы полностью остаетесь внутри. Это актуально и в том случае, если действующий («горячий») электрический провод оборвался (в грозу или аварию) и упал на ваш автомобиль.

Рис. 7. Проводник с очень острым концом имеет большую концентрацию заряда в конце. Электрическое поле в этой точке очень сильное и может создавать силу, достаточную для переноса заряда на проводник или с него. Молниеотводы используются для предотвращения накопления больших избыточных зарядов на конструкциях и, таким образом, имеют остроконечную форму. Рис. 8. (a) Молниеотвод заострен для облегчения передачи заряда. (Фото: Romaine, Wikimedia Commons) (b) Этот генератор Ван де Граафа имеет гладкую поверхность с большим радиусом кривизны, что предотвращает перенос заряда и позволяет генерировать большое напряжение. Взаимное отталкивание одноименных зарядов проявляется в волосах человека при прикосновении к металлическому шару. (кредит: Джон «ShakataGaNai» Дэвис/Wikimedia Commons).

• Проводник позволяет свободно перемещаться в нем зарядам.
• Электрические силы вокруг проводника заставят свободные заряды перемещаться внутри проводника, пока не будет достигнуто статическое равновесие.
• Любой избыточный заряд будет накапливаться на поверхности проводника.
• Проводники с острыми углами или точками будут накапливать больше заряда в этих точках.
• Громоотвод представляет собой проводник с заостренными концами, который собирает избыточный заряд на здании, вызванный грозой, и позволяет ему рассеяться обратно в воздух.
• Электрические бури возникают, когда электрическое поле поверхности Земли в определенных местах становится более сильно заряженным из-за изменения изолирующего эффекта воздуха.
• Клетка Фарадея действует как щит вокруг объекта, предотвращая проникновение электрического заряда внутрь.

Концептуальные вопросы

1: Является ли объект на рисунке 9 проводником или изолятором? Обосновать ответ.

Рисунок 9.

2: Если бы линии электрического поля на рисунке выше были перпендикулярны объекту, обязательно ли он был бы проводником? Объяснять.

3: Обсуждение электрического поля между двумя параллельными проводящими пластинами в этом модуле утверждает, что краевые эффекты менее важны, если пластины расположены близко друг к другу. Что значит близко? То есть имеет ли решающее значение фактическое расстояние между пластинами или отношение расстояния между пластинами к площади пластины?

4: Будет ли электрическое поле, созданное самим собой на конце заостренного проводника, такого как громоотвод, удалять положительный или отрицательный заряд с проводника? Будет ли снят тот же знаковый заряд с нейтрального заостренного проводника приложением такого же электрического поля, созданного извне? (Ответы на оба вопроса имеют значение для передачи заряда с использованием баллов.)

5: Почему игрок в гольф с металлической клюшкой на плече уязвим для молнии на открытом фервее? Будет ли ей безопаснее под деревом?

6: Может ли ремень ускорителя Ван де Граафа быть проводником? Объяснять.

7: Вы в относительной безопасности от молнии внутри автомобиля? Назовите две причины.

8: Обсудите плюсы и минусы заземления громоотвода по сравнению с простым креплением к зданию.

9: Используя симметрию расположения, покажите, что суммарная кулоновская сила, действующая на заряд q в центре квадрата ниже (рис. 10), равна нулю, если заряды в четырех углах точно равны.

Рисунок 10. Четырехточечные заряды Q _A , Q _B , Q _C и Q _D и Q _D и Q _D и Q _D и . в его центре.

10: (a) Используя симметрию расположения, покажите, что электрическое поле в центре квадрата на рисунке 10 равно нулю, если заряды в четырех углах точно равны. (b) Show that this is also true for any combination of charges in which q _a = q _d and q _b = q _c

11: ( а) Как направлена ​​полная кулоновская сила на q на рисунке 10, если q отрицательно, q _a = q _c и оба отрицательны, а q _b = q _c 4 и оба положительны? б) Каково направление электрического поля в центре квадрата в этой ситуации?

12: Учитывая рис. 10, предположим, что Q _A = Q _D и Q _B = Q _C 44449 = Q _C 4444444444444444444444444444444444444444444444. Сначала покажите, что qq размер 12{q} {} находится в статическом равновесии. (Вы можете пренебречь силой гравитации.) Затем обсудите, является ли равновесие устойчивым или неустойчивым, отметив, что это может зависеть от знаков зарядов и направления смещения q от центра квадрата.

13: Если q _a = 0 на рис. 10, при каких условиях не будет чистой кулоновской силы на q ?

14: В регионах с низкой влажностью возникает особая «хватка» при открытии дверей автомобиля или прикосновении к металлическим дверным ручкам. Это предполагает размещение на устройстве как можно большей части руки, а не только кончиков пальцев. Обсудите индуцированный заряд и объясните, почему это сделано.

15: Пункты взимания платы за проезд на дорогах и мостах обычно имеют кусок проволоки, воткнутый в тротуар перед ними, который будет касаться приближающегося автомобиля. Почему это делается?

16: Предположим, женщина несет избыточную плату. Чтобы поддерживать свой заряженный статус, может ли она стоять на земле в любой паре обуви? Как бы вы ее выписали? Каковы последствия, если она просто уйдет?

 

Задачи и упражнения

1: Нарисуйте линии электрического поля вблизи проводника на рисунке 11, учитывая, что изначально поле было однородным и параллельным длинной оси объекта. Является ли результирующее поле малым вблизи длинной стороны объекта?

Рисунок 11.

2: Нарисуйте линии электрического поля вблизи проводника на рисунке 12, учитывая, что изначально поле было однородным и параллельным длинной оси объекта. Является ли результирующее поле малым вблизи длинной стороны объекта?

Рисунок 12.

3: Нарисуйте электрическое поле между двумя проводящими пластинами, показанными на рисунке 13, при условии, что верхняя пластина положительна, а на нижней пластине находится равное количество отрицательных зарядов. Обязательно укажите распределение заряда на пластинах.

Рис. 13.

4: Изобразите силовые линии электрического поля вблизи заряженного изолятора на рис. 14, отметив его неравномерное распределение заряда.

Рис. 14. Заряженный изолирующий стержень, который можно использовать для демонстрации в классе.

5: Какая сила действует на заряд, расположенный в точке x=8,00 см на рис. 15(а), если [латекс]{q = 1,00 \;\mu \text{C}}[/latex] ?

Рис. 15. (а) Точечные заряды, расположенные на расстоянии 3,00, 8,00 и 11,0 см вдоль оси x . (b) Точечные заряды, расположенные на 1,00, 5,00, 8,00 и 14,0 см по оси x .

6: (a) Найдите полное электрическое поле при x=1,00 см x =1,00 см на рис. 15(b) при условии, что [латекс]{q = 5,00 \;\text{нКл}}[/латекс]. (b) Найдите полное электрическое поле в точке [латекс]{х = 11,00 \;\текст{см}}[/латекс] на рисунке 15(б). (в) Если позволить зарядам двигаться и в конечном итоге останавливаться за счет трения, какова будет окончательная конфигурация заряда? (То есть будет ли одинарная плата, двойная плата и т. д., и каковы будут ее значения?)

7: (a) Найдите электрическое поле в точке [латекс]{x = 5,00 \;\text{см}}[/латекс] на рис. 15(а), учитывая, что [латекс]{q = 1,00 \ ;\mu \text{C}}[/latex]. (b) В каком положении между 3,00 и 8,00 см общее электрическое поле такое же, как и у одного только [латекса]{-2q}[/латекса]? в) Может ли электрическое поле быть равным нулю где-то между 0,00 и 8,00 см? (d) При очень больших положительных или отрицательных значениях x , электрическое поле приближается к нулю как в (a), так и в (b). В каком случае он быстрее всего стремится к нулю и почему? (e) В каком положении справа от 11,0 см полное электрическое поле равно нулю, кроме как на бесконечности? (Подсказка: графический калькулятор может помочь в решении этой проблемы. )

8: (a) Найдите полную кулоновскую силу на заряде 2,00 нКл, расположенном в точке [латекс]{x=4,00 \;\text{см}}[/латекс] на рис. 15 (б), учитывая, что [латекс]{q = 1,00 \;\mu \text{C}}[/латекс]. (b) Найдите положение x , в котором электрическое поле равно нулю на рисунке 15 (b).

9: Используя симметрию расположения, определите направление силы на q на рисунке ниже, учитывая, что [латекс]{q_a = q_b = +7,50 \;\mu \text{C}} [/латекс] и [латекс]{q_c = q_d = -7,50 \;\mu \text{C}}[/латекс]. б) Рассчитайте величину силы, действующей на заряд 9.0155 q , учитывая, что сторона квадрата равна 10,0 см, а [латекс]{q = 2,00 \;\mu \text{C}}[/latex].

Рисунок 16.

10: (a) Используя симметрию расположения, определите направление электрического поля в центре квадрата на рисунке 16, учитывая, что [латекс]{q_a = q_b = -1,00 \;\mu \text{C}}[/latex] и [латекс]{q_c = q_d = +1,00 \;\mu \text{C}}[/latex]. (b) Рассчитайте величину электрического поля в точке q , учитывая, что сторона квадрата равна 5,00 см.

11: Найдите электрическое поле в точке q _a на рисунке 16, учитывая, что [латекс]{q_b = q_c = q_d = +2,00 \;\text{nC}}[/latex], [латекс]{q=-1,00 \;\text{nC}}[/латекс], а сторона квадрата составляет 20,0 кубических футов в минуту.

12: Найдите полную кулоновскую силу, действующую на заряд q на рис. 16, учитывая, что [латекс]{q = 1,00 \;\mu \text{C}}[/latex], [латекс]{q_a = 2,00 \;\mu\text{C}}[/latex], [латекс]{q_b = -3,00 \;\mu \text{C}}[/latex], [латекс]{q_c = -4,00 \; \mu \text{C}}[/latex] и [латекс]{q_d = +1,00 \;\mu \text{C}}[/latex]. Сторона квадрата 50,0 см.

13: (a) Найдите электрическое поле в месте расположения qaqa на рисунке 17, учитывая, что [латекс]{q_b = +10,00 \;\mu \text{C}}[/латекс] и [латекс] {q_c = -5,00 \;\mu \text{C}}[/latex]. (b) Какова сила, действующая на q _a , если [латекс]{q_a = +1,50 \;\text{nC}}[/latex]?

Рис.