27. Энергия электрического плоля:

Плотность энергии – энергия, приходящаяся на единицу объема поля.

 = W/V – в однородном поле;

 = dW/dV - в неоднородном поле.

[] = Дж/м³;

Определим  в поле плоского конденсатора:

W = CU²/2 = (₀SU²)/(2d), где U – разность потенциалов на обкладках конденсатора;

d – расстояние между обкладками;

V = S_*d;

 = W/V =(₀SU²)/(2d_*Sd) = = (₀U²)/(2d²);

U/d = E;

 = (₀E²)/2 = EД/2 = Д²/(2₀)

В сегнетоэлектриках  = 1/2 S петли гистерезиса.

Очевидно, что  характеризует поле в конкретной точке, как Е и Д.

W = _VdV – энергия поля.

Энергия взаимодействия двух точечных зарядов:

W = q_1*₂ = (q₁q₂)/(4₀r) – энергия взаимодействия, она делится поровну между зарядами.

Энергия одного заряда:

W_i = 1/2 q_i_i;

Энергия поля из N зарядов:

W = 1/2 _i=1^Nq_i_i, при этом i  2.

28. Классическая теория электропроводности металлов:

Существует предположение, что электроны проводимости в металле ведут себя подобно молекулам идеального газа. В промежутках между соударениями они движуться совершенно свободно, пробегая в среднем некоторый путь . Но в отличии от газа, электроны в металле сталкиваются приемущественно не сами с собой, а с ионами, образующими кристаллическую решетку металла.

Оценку средней скорости теплового движения электронов можно произвести по формуле:

<> = (8kT)/(m), для комнатной темпиратуры <>  10⁵ м/с.

При включении поля на хаотическое тепловое движение, происходящее с <>, накладывается упорядоченное движение электронов с <u>:

j = ne<u>, где j – плотность тока; для меди <u>  10^-3 м/с.

Вызываемое полем изменение среднего значения кинетической энергии электронов.

<( + u)²> = <² + 2u + u²> = = <²> + 2<u> + <u²> 

 <( + u)²> = <²> + <u²>, значит упорядоченное движение увеличивает кинетическую энергию в среднем на <k> = (m<u²>)/2.

29. Природа носителей зарядов металла:

В результате проведения ряда опытов /трамвайная линия/ было доказано, что заря в металлах переносится не атомами, а другими частицами, предположительно электронами. Если это так, то при резком торможении частицы должны продолжить свое движение и перенести некоторый заряд.

] проводник движется со скоростью v₀ и резко затормаживается с ускорением w. Продолжая двигаться по инерции, носители приобретут ускорение –w. Такое же ускорение можно создать, подействовав на проводник электрическим полем с E = -mw/e’, т.е. приложив к концам проводника разность потенциалов:

1 - 2 = ₁²Edl = -₁²(mw)/e’dl = = -mwl/e’, где l – длина проводника. В этом случае по проводнику потечет ток I = (1 - 2)/R.

Таким образом за время торможения прошел заряд

q = dq = -_0⁰ml/(e’R)d = = (m/e’)_*(l₀/R), заряд положителен, если он переносится в направлении движения проводника.

Существование в металлах свободных электронов можно объяснить тем, что при образовании кристаллической решетки, от атомов отщепляются слабее всего связанные электроны.