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Electrostatics (part 2) : Electric Fields
相關課程
- 讓我們先忘記二種電荷
- 想像只有一個電荷存在
- 獨自在
- 一個空間
- 這個電荷，我們假設它的電荷是 Q
- 這個假定只是方便說明，不管真正是什麼
- 就先假設它的電荷是 Q
- 我們想要知道，如果有另一個電荷接近
- 到此 Q 電荷的勢力範圍
- Q 電荷會對此接近的電荷
- 發生什麼影響？
- 我們知道如果這有一些電荷，如果我們把另一
- 些電荷放在這裡，假設這是 1 庫侖，我們把另一
- 些電荷放進來，也是 1 庫侖，他們都正電荷
- 他們會相互排斥，所以會有一些
- 作用力將另一個電荷推開
- 如果它是一種負電荷，把它放在這裡，它就會
- 被更大的拉力所牽引，因為距離更接近
- 所以，一般情況下，有情形我們稱為
- 這個電荷的周圍有一些電場
- 那什麼是電場？
- 我們可以辯論電場是否真的存在？
- 先讓我們想像一下
- 這個電荷以某種方式影響了它週圍的空間
- 這個電荷形成了一個電場，只要我們放了另一個
- 電荷到此電場，我們可以預測這個電場將如何
- 影響這個電荷
- 所以讓我們說的更仔細
- 不要把你們搞混了
- 庫侖定律告訴我們：兩個電荷之間的電場力
- 會等於庫侖常數 乘以
- 以這個例子而言，第一電荷是大寫 Q。
- 讓我們假設第二電荷
- 在這個位置的是小 q，然後你
- 除以它們之間的距離。
- 有時它是因為你可以種視圖稱為 r
- 這個距離稱為半徑
- 在這二個電荷之間
- 所以有時候它說 r 平方，但它是距離
- 之間他們。
- 如果我們想要計算此電場，
- 我們想要知道這些任何一個電荷在此
- 電場中任何一個距離點
- 所受的電場作用力
- 在這個距離上，我們想要知道，對於一個給定的 Q，是什麼
- 作用力會是多少？
- 計算的方式如下：
- 除以這個小 1
- 我先換個顏色。
- 這個點 每一個電荷所受的作用力 — 讓我們先稱為 d1
- 等於 電荷庫侖常數 乘以 電荷 Q
- 除以
- 這個例子是 d1 的平方
- 我們可以看出 這就是定義的
- 電場 對嗎？
- 好了，這是電場在點 d1，如果
- 我們想要更為普遍的 電場定義
- 我們 設一個變數，所以不用
- 一個特定的距離 我們將定義
- 所有位置 此 Q 電荷 的距離
- 所以電場可以被定義為 庫侖常數
- 乘以 電荷
- 除以距離的平方
- 所以實際上，我們已經定義 — — 如果你給我
- 電荷 和 距離它周圍任何一點
- 我們可以知道 它所受的電場作用力。
- 例如，如果我告訴你，有負電荷 1 庫侖的
- 電荷和距離等於 ...
- 設一個簡單好計算的距離
- 假設是 2 公尺
- 所以首先，我們可以說
- 電場 2 米距離呢？
- 那麼什麼是電場在這裡？
- 這是 2，對吧？
- 它要走 2 米。
- 它是半徑 2 公尺的區域
- 電場作用力是多少？
- 嗯，電場在此時將會
- 等於什麼？
- 和它也是一個向量量，正確嗎？
- 因為我們一個向量數除以 距離的單位
- 數量收費。
- 所以該點電場將會 k 倍
- 無論它除以 2 米，所以除以 2 的電荷
- 米的平方，這就是 4，右，距離的平方。
- 所以如果我知道電場在任何給定的點和
- 然後我說，嗯，如果我把負 1 庫侖會發生什麼
- 電荷存在，我要做是說，嗯，是該部隊
- 將會等於我那裡發生的費用
- 時代電氣領域，此時，對吧？
- 所以在這種情況下，我們說電場在此時
- 是等於 — — 和電場的單位是牛頓
- 每庫侖，和，才有意義
- 因為它是 「力」除以 「電荷」，
- 所以單位是：牛頓 / 庫侖。
- 因此，如果我們知道電荷
- 我舉一個實際例字：放一些真實的數字
- 讓我們說這是...
- 大的數字...
- 還是選一個小一點的數字...
- 讓我們說這是對 1 X 10 ^ -6
- 庫倫
- 1 X 10 ^ -6 庫倫
- 在這點會受多少力？
- 讓我再換個顏色。
- 該點的 靜電力 是什麼？
- 嗯，靜電力 在此時 將會
- 等於庫侖常數 ，就是 9 X 10 ^ 9
- 等於 1 乘以 庫侖常數 (9 X 10 ^ 9) 再乘以 1 X 10 ^ -6 庫倫
- 等於 1 乘以 庫侖常數 (9 X 10 ^ 9) 再乘以 1 X 10 ^ -6 庫倫
- 然後我們 2 公尺，所以 2 平方。
- 這樣，等於 (9 x 10 ^3) / 4
- 所以答案是...
- 2.5 x 10^3 牛頓/庫侖 或是 2,500 牛頓/庫侖
- 因此，我們知道這生成一個欄位
- 當我們是 2 米以外的地方，在半徑 2 米，所以大致
- 它周圍的圓圈，這生成一個欄位，如果我
- 被付諸表決 — — 我們放置 1 庫侖的電荷
- 在這裡，該力施加 1 庫侖的電荷去
- 要等於 1 庫侖電場，倍
- 2,500 牛頓/庫侖。
- 所以 把庫倫消掉 ，和你 2,500 牛頓，
- 這是很多，這是因為 1 庫侖是非常，
- 非常大的電荷。
- 然後問題你應該問你自己： 如果這是 1
- 時間為 10 負 6 coulombs 和這是 1
- 庫侖，力將往哪個方向是嗎？
- 嗯，他們都是積極的因此，力將會
- 向外，對嗎？
- 所以我們採取這種想法，看看是否我們可以以某種方式繪製
- 周圍的粒子，只是為了得到電場
- 當我們後來把電荷任意位置時，會發生什麼的直覺
- 附近的粒子。
- 所以有幾種方法進行視覺化電場。
- 視覺化的一種方法，它是如果我有一個 — — 讓我們說我有
- 點這裡收取 Q。
- 如果我把它放，會的正電荷的路徑
- 地方對此 Q 嗎？
- 好吧，如果我在這裡把正電荷和這 Q 是
- 積極、 正面的收費只是加速
- 外向，正確嗎？
- 它只是直就出去了，但它去
- 加快速度過慢，對嗎？
- 因為在這裡，當你真正靠近，外向
- 力很強，然後你離它越來越遠
- 這項力的靜電力將變為
- 越來越弱，或可以說，該欄位將變成
- 越來越弱。
- 但這就是路徑的一個 — — 它只會徑向
- 外向 — — 以一個正電荷的例子來說。
- 然後如果我把它在這裡，它就會徑向
- 這種方式外向。
- 它不會曲線畫下它的方式。
- 它將是一條直線。
- 我其實應該使用線條工具。
- 如果我在這裡沒了它，它會像這樣，但然後我不能
- 繪製箭頭。
- 如果我站在這裡，它會像這樣出去。
- 我覺得你該圖片。
- 在任何點上，測試陽性電荷會直走
- 走出去的人從我們的電荷 Q。
- 某種程度的--的一項措施，這些是
- 稱為電場線。
- 的欄位是如何強烈，措施之一是如果你
- 其實拿一個單位面積和你鋸如何密
- 在欄位線路。
- 所以在這裡，他們是相對較稀疏，同時如果是我做的
- 同一地區在這裡 — — 我知道不是那麼明顯。
- 我得到更多的欄位行。
- 但實際上，這不是很好的方式查看它，因為
- 我這麼多面積。
- 讓我撤銷這兩個面積。
- 你可以想像是否我有更多的行，如果做了這
- 我我捕獲的兩個領域，例如，在這一領域，
- 這些欄位的行。
- 嗯，如果我沒在確切的同一地區，在這裡，我只是
- 雖然也可以捕獲欄位行之一
- 更多在這裡的一群。
- 和是有道理，正確嗎？
- 因為當你接近的源
- 電場，電荷獲取更強大。
- 另一種方式你可以做這，，這會
- 其實更多清楚地顯示的嚴重程度
- 在欄位的任一點，是你可以做了 — — 你可以說，
- 好吧，如果這就是我的電荷 Q，你可以說，嗯，真正關閉，
- 該欄位是強有力的。
- 所以在這一點，向量，每庫侖，牛頓
- 直的、直的、 直的、 直的。
- 我們只正在取樣點。
- 可能不能在每一單點在繪製它們。
- 所以此時，這是向量。
- 這是電場向量。
- 但如果我們出去得有點進一步，向量是然後
- 他就會 — — 它越來越弱。
- 這一應較短，然後這一個應均勻
- 較短，對嗎？
- 您可以選取任意點和實際上可以計算
- 電場向量，和你出去進一步，
- 短的電場向量得到。
- 所以，一般情況下，是各種各樣的事情，您可以
- 繪製的電場。
- 讓我們說這是正電荷和，這
- 是一個負電荷。
- 讓我切換顏色，所以我沒有要擦除的事情。
- 如果要繪製的路徑的實證檢驗電荷，它
- 這個力會呈放射狀，對吧？
- 但然後隨著它越來越遠，它就會開始被吸引到這
- 它對負面，獲取一個越接近，然後它會曲線
- 中荷負和這些箭頭轉之像這樣。
- 如果我從這裡去了，將擊退積極的正面和
- 真強，真強，它就會加速快速和它的
- 加速的速度會慢下來，但然後隨著它獲取
- 越接近到負電荷，它就會再加快，然後
- 這將是它的路徑。
- 同樣，如果在這裡，要正電荷
- 路徑會像這樣，對吧？
- 如果就是在這裡，它的路徑是類似的。
- 如果就是在這裡，它的路徑是類似的。
- 如果它在那裡，也許它的路徑是一樣的和在一些
- 點，其路徑永遠不可能獲取到這些---這在這裡
- 可能只是直直的出去。
- 那個只會直出，和在這裡，
- 場線會從這裡進來，對吧？
- 只是將正電荷自然吸引到
- 該負電荷。
- 這樣，一般情況下，什麼電場線顯示，和
- 我們可以用我們小小的面積方法，並看到，在這裡，
- 如果我們拿一個給定的區域，電場是弱得多
- 如果比我們這裡摘在同一地區。
- 我們有比較多的欄位行比我們剛剛做面積的那裡。
- 所以，希望給你一點電場的感覺，
- 所以，希望給你一點電場的感覺，
- 它是只是一種視覺化影響
- 如果它帶正電荷
- 接近到另一個電荷。
- 我們希望你知道一點
- 關於庫侖常數。
- 讓我們只做非常簡單-我得到這出
- AP Physics 的書，但他們說 — — 讓我們做一些
- 簡單的問題： 計算之間的靜態電動力
- 一個 負 6 庫倫 電荷
- 所以 6 次--哦，不，這不是在電場的作用。
- 哦，在這裡它說： 什麼是電子受力
- 放在外電場中的電場
- 是--他們說它 100 牛頓/庫侖
- 點上，電子在哪裡。
- 所以上面的靜電力，靜電力一般情況下，是
- 要電荷(charge)乘以電場(electric field)
- 說它是一個電子，所以什麼了
- 電子帶電量是多少？
- 嗯，我們知道它是負電荷，在前一章節中，
- 我們瞭解到其電荷是 1.6 X 10 ^ -19 X 100 牛頓 / 庫侖
- 我們瞭解到其電荷是 1.6 X 10 ^ -19 X 100 牛頓 / 庫侖
- 庫倫 消去。
- 這是 10 平方
- 1.6 X 10 ^ -19 X 10 ^ 2 = 1.6 x 10 ^ -17
- 1.6 X 10 ^ -19 X 10 ^ 2 = 1.6 x 10 ^ -17
- 1.6 X 10 ^ -19 X 10 ^ 2 = 1.6 x 10 ^ -17
- 1.6 X 10 ^ -19 X 10 ^ 2 = 1.6 x 10 ^ -17
- 這樣的問題是相當簡單的。
- 我認為更重要的是與電場是
- 為了真正理解直覺上，怎麼
- 如果接近他，就是很強的靜電力
- 如果離的很遠，就會越來越弱 ，和場線怎麼畫
- 和場線怎麼畫
- 電場的強度的表示
- 我將在下一個視頻中看到你。
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