Металлические опилки между обкладками конденсатора Опции

[Guest_Мехмед Каптан_*]

Между обкладками конденсатора помещаем опилки электропроводящего материала (металла). Между обкладками даем электростатическое поле - будут ли опилки упорядочиваться в пространстве и образовывать линии?

Сообщение отредактировал Мехмед Каптан - Nov 13 2009, 10:59

[тау]

нет
не диполи ни разу

[Tanya]

нет
не диполи ни разу

Диполи-диполи... Индуцированные.

[тау]

Диполи-диполи...

Tanya, этот индуцированный диполь, повернётся в равномерном электрическом поле или нет? Если повернётся, то за счет чего?

[Oldring]

Tanya, этот индуцированный диполь, повернётся в равномерном электрическом поле или нет? Если повернётся, то за счет чего?

Рассмотрите на пальцах.

В однородном внешнем электростатическом поле закреплена на перпендикулярной оси иголка под углом 45 градусов к направлению внешнего поля. Возникнет ли вращательный момент относительно этой оси?

Во-первых, электрончики перераспределятся вдоль иголки. С одной стороны от оси их окажется избыток, с другой - недостаток. Во-вторых, на эти электрончики действует внешнее электростатическое поле с некоторой силой. Собственное поле иголки никакого результирующего момента давать не может, так как действие равно противодействию. Так как с одной стороны от оси электрончиков больше, чем с другой, а внешнее поле однородно, возникает вращательный момент в этом поле. Иголка пытается провернуться вдоль поля.

[wim]

Рассмотрите на пальцах.

В однородном внешнем электростатическом поле закреплена на перпендикулярной оси иголка под углом 45 градусов к направлению внешнего поля. Возникнет ли вращательный момент относительно этой оси?

Во-первых, электрончики перераспределятся вдоль иголки. С одной стороны от иголки их окажется избыток, с другой - недостаток. Во-вторых, на эти электрончики действует внешнее электростатическое поле с некоторой силой. Собственное поле иголки никакого результирующего момента давать не может, так как действие равно противодействию. Так как с одной стороны от оси электрончиков больше, чем с другой, а внешнее поле однородно, возникает вращательный момент в этом поле. Иголка пытается провернуться вдоль поля.

Не получится. В металле свободные электроны не связаны с атомами вещества, потому и называются свободными. Под действием электростатического поля они распределятся по поверхности так, чтобы эта поверхность стала эквипотенциальной. И даже в случае заряженной опилки вращательного момента не будет - на нее будет действовать сила, перепендикулярная эквипотенциальной поверхности. Поскольку напряженность поля во всех точках поверхности одинакова, давление также будет одинаковым во всех точках поверхности.
Вот если бы это был диэлектрик, тогда бы в нем появился бы индуцированный диполь за счет деформации молекул вещества. И в этом случае момент сил был бы приложен к оным молекулам, тесно связанным друг с другом.

[Oldring]

Не получится. В металле свободные электроны не связаны с атомами вещества, потому и называются свободными. Под действием электростатического поля они распределятся по поверхности так, чтобы эта поверхность стала эквипотенциальной. И даже в случае заряженной опилки вращательного момента не будет - на нее будет действовать сила, перепендикулярная эквипотенциальной поверхности. Поскольку напряженность поля во всех точках поверхности одинакова, давление также будет одинаковым во всех точках поверхности.
Вот если бы это был диэлектрик, тогда бы в нем появился бы индуцированный диполь за счет деформации молекул вещества. И в этом случае момент сил был бы приложен к оным молекулам, тесно связанным друг с другом.

Чушь.

В электростатике сила действует только на заряды и равна произведению заряда на напряженность поля. Точка. Ваше "давление на поверхность" равно всего лишь плотности поверхностного заряда умноженной на напряженность поля. Напряженность поля вблизи поверхности равна сумме напряженности внешнего поля и поля перераспределенных зарядов на иголке. Соответственно, и сила, действующая на поверхность металла, равна сумме сил на поверхностные заряды от этих двух полей. Причём внешнее поле однородно, а собственное поле зарядов иголки не создаёт вращающие моменты, поэтому при рассмотрении действующего на иголку вращающего момента нужно рассматривать только внешнее поле, которое однородно, но не перпендикулярно поверхности и даже ненулевое внутри металла, действующее на перераспределенные под действием этого внешнего поля заряды на поверхности иголки.

Но главная ваша выдумка - "напряженность поля во всех точках поверхности одинакова". Даже школьникам известно, что напряженность электростатического поля возле острия выше. Да и даже вблизи плоской металлической поверхности напряженность электростатического поля совершенно не обязана быть однородной. Рассмотрите для примера поле точечного заряда вблизи бесконечной металлической плоскости.

PS Уж извините за резкость, но если не понимаете ничего в электростатике - лучше помолчите и подумайте над смыслом написанного собеседниками. Собеседники потратят меньше времени на опровержение бреда.

[wim]

... Уж извините за резкость ...

Извиняться необязательно, я уже привык к тому, что вежливость у здешних млекопитающих - это рудимент и атавизм.
Еще раз, медленно и по буквам, любой проводник - эквипотенциальная поверхность. Это означает, что напряженность поля в любой точке поверхности одинакова. Но это вовсе не означает, что заряды распределены по этой поверхности ... э-э-э ... "эквизарядово". Наоборот, заряды могут распределяться неравномерно, дабы уравнять потенциалы на поверхности. В противном случае, если разные точки поверхности проводника в электростатическом поле имели бы разные потенциалы, между ними непременно потек бы электрический ток - и в итоге потенциалы все равно бы уравнялись.
Ошибка в том, что Вы упорно путаете напряженность поля с поверхностной плотностью заряда.

Вы упорно путаете силу и момент. Во внешнем однородном поле суммарная сила, действующая на незаряженный куска металла, всегда равна нулю, а вот вращательный момент может быть ненулевым. Суммарный заряд железяки остаётся нулевым, однако заряды перераспределяются по поверхности, и у железяки образуется ненулевой дипольный момент.

И вращательный момент тоже будет нулевым - под действием поля свободные электроны переместятся по поверхности так, чтобы минимизировать потенциальную энергию системы. Это и есть эквипотенциальная поверхность. А поскольку свободные электроны не связаны с атомами металла, оные атомы так и останутся неподвижными.