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

при наличии заряда будут притягиваться...

Если опилки касались одной из обкладок - то начнут скакать между ними.

Нет, никто никуда не скачет =)
Опилки просто помещаются в достаточно сильное электростатическое поле, не касаясь обкладок. Упорядочивание произойдет?

нет
не диполи ни разу

Ну, если поместить в поле, скажем, одну металлическую опилку. На ту сторону, что ближе к положительной обкладке, перейдут отрицательные электроны. Соответственно, противоположная сторона опилки окажется положительно заряженной. И в итоге одна сторона, что с электронами и заряжена отрицательно, будет притягиваться к положительной обкладке, а противоположная, без электронов и заряженная положительно, будет притягиваться к отрицательной. Разве нет?

нет , те электроны что расползутся , создадут внутри опилки суперпозицию поля ==0 , энергия в статике не затратится, соответственно энергия внешнего поля не уменьшится, нет движущей силы на разворот , так как нет куда уходить энергии внешнего поля.

Тогда что, тут ошибка?

http://www.critical.ru/calendar/2508faraday.htm

(Фотография линий электрического поля, выложенных опилками)

Упдато. А! Наверное, если опилки будут касаться электродов, то будут образовываться токовые линии. И таким образом будет происходить пространственное упорядочивание. Йес?

Диполи-диполи... Индуцированные.

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

Стало быть, в импульсном должен дернуться...

Даже в однородном. Если не сфера. А эллипсоид.

Дёрнется, только не вдоль электричесих линий а вдоль перпендикулярных им.

Это почему вдруг - поперек?

Это только в неоднородном. В однородном трудно выбрать правильное направления дера.

А почему он должен дергаться не вдоль электрического поля, а поперек?

Фарадей для получения магнитного поля использовал подковообразный электромагнит, поэтому на картинке скорее всего показаны магнитные силовые линии созданные электрическим током в обмотке электромагнита. А "электрическими" их назвали или переводчики или популяризаторы науки. Чтоб, значиццо, нестыковки не было - ток электрический, а поле, понимашь, магнитное. Надо, чтоб одинаково.

Если электрическое поле статическое, а по условиям задачи оно именно такое, никуда металлические опилки не повернутся и даже не дернутся. Равно как не будет там никаких индуцированных диполей. Каждая опилка создаст в поле эквипотенциальную поверхность, и поскольку в каждой точке оной опилки напряженность поля постоянна, вблизи опилок силовые линии будут искривляться.

+50
Фарадей не имел высоковольных источников , электрофорную машину позже изобрели. А вольтовы столбы не могли дать большой напряженности поля.
На кратинке, имхо , линии не от подковы , а от торцов двух (электро)_магнитов одной полярности. Про популяризаторов WIM точно подметил.

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.

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.

На пальцах-то все ясно. Но не всем. Пришлось намекнуть, что я знаю точное решение для эллипсоида... Тогда стали громить Фарадея.
Прямо в его логове - клетке. И Вас тоже.


А вот хочется спросить представителей тупоконечников - какую форму приняла бы капелька ртути в однородном поле? Чисто интуитивно.

Еще хочется Вам напомнить, что диэлектрики бывают.. разные. Бывают и такие, где каждая молекула имеет дипольный момент уже сама по себе. Вот вода такая. А бывают другие... Если поляризуемость устремить мысленно к бесконечности, что получится? Как бы.

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.

Откуда переходят электроны? У вас среда между обкладками токопроводящая чтоли? Видимо катод подогреваемый. События происходят винутри радиолампы. А может торсионное поле, животворящее, помогает. У нас тоже торсионщики шастают, конференции устраивают.

Вы, как всегда, таинственны и ... многоточивы. Однако, если сегодня день вопросов и ответов, может быть начать по порядку - с вопроса, заданного тау? Мне вот тоже интересно, каким образом у проводника в электростатическом поле может появиться вращательный момент? Откуда вообще возьмется сила, действующая на него, если он не заряжен.
Насчет капельки ртути думаю так - если она не заряжена, может принимать любую форму. Если суммарный заряд, охватываемый поверхностью равен нулю, следовательно плотность потока смещения также равна нулю. Нет взаимодействия полей - нет силы, способной вызвать деформацию капельки.
Если же капелька заряжена, то, поскольку напряженность поля в любой точке поверхности одинакова, давление также одинаково, следовательно капелька примет (чисто интуитивно) сферическую форму. В зависимости от знака заряда она либо сожмется в шар - если давление направлено внутрь, либо растянется в сферу, пока давление направленное наружу не скомпенсируется поверхностным натяжением.

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.

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.


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.

Думать над прочитанным будем? Или чукча не читатель, чукча писатель?

Повторю наводящий вопрос для размышлений. Хорошо известно всем продвинутым школьникам, что вблизи острия металлической иголки напряженность поля выше. Почему? Как это соответствует вашему утверждению про одинаковость напряженности поля вблизи поверхности?

И, к слову, плотность поверхностного заряда на металлической поверхности прямо пропорциональна напряженности поля возле поверхности. Для любой проводящей поверхности одна и та же константа пропорциональности. Это прямое следствие уравнений Максвелла и отсутствия поля внутри металла. Но это в данном случае совершенно не важно, и я про это ничего не писал.




Кто вам сказал такую чушь? Все электроны имеют отрицательный заряд, атомы без них - положительный. Притягиваются друг к другу. Если бы не притягиваличь, все свободные электроны упали бы на землю под действием собственного веса.

Но это совершенно не важно. Потому что то что суммарный заряд железяки нулевой не означает что отдельные части железяки также имеют нулевой заряд. Наоборот.

Об этом Вам лучше спросить у продвинутых школьников, поелику я не в курсе, какой нанофизике учат современных наношкольников.
Тем не менее, на вопрос отвечу, повторно, - это заблуждение, напряженность поля везде будет одинакова. Предположим, что напряженность поля острия металлической иглы (видите, как я стараюсь выписывать точные формулировки ) выше, чем в какой-то другой точке поверхности иглы. Это означает разные потенциалы на острие и в той, другой, точке. Поскольку игла металлическая, разность потенциалов между двумя точками приведет к тому, что между оными точками будет протекать электрический ток. И будет он протекать до тех пор, пока разность потенциалов не станет равной нулю. Что означает эквипотенциальную поверхность.

Вам сколько лет? Думаю, что в ваши школьные годы школьная физика была той же. Просто нужно было учиться.

Напряженность - это градиент потенциала. Проще говоря, пространственная производная. Нужно ли напоминать, что равенство значений двух функций в одной точке совершенно не означает равенство их производных?

PS Я было хотел предложить посчитать поверхностный интеграл от вашей постоянной напряженности по поверхности тела, но потом понял, что предлагать решить столь сложную задачу человеку, не понимающую разницы между потенциалом и напряженностью, это живодерство.

PPS Возможно, вы не догадываетесь про существование в физике понятия "напряженность электростатического поля", и думаете, что я пишу про "напряжение". Нет, это разные понятия, хоть и некоторым интегральным образом связанные. Про напряженность почитайте здесь. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B0%...%BE%D0%BB%D1%8F

Поверхностная плотность заряда в данном случае абсолютно 100% пропорциональна напряженности (нормальной компоненте - она же и единственная). И наоборот.

Это так важно? Нет, ну если важно, - мне диплом вручал зять Сталина.

А вот мы по двум точкам и вычислим производную. Значит, берем какую-нить произвольную точку поверхности, например, пресловутое острие иглы и смещаемся от нее на малое расстояние. Если я правильно понял, Вы молчаливо признаете отсутствие разности потенциалов между любыми точками металлической поверхности. Поскольку расстояние между точками ненулевое, нулевая разность потенциалов между ними означает, что градиент потенциала между ними равен нулю. Т.е. напряженность поля между этими двумя точками не меняется. Обойдя таким образом всю поверхность, мы убедимся, что градиент потенциала везде нулевой, стало быть напряженнность поля на поверхности - константа.
Кстати, Вы зря уходите от поверхности ("напряженность поля вблизи поверхности"). Поверхность тоже при делах, вот под ней напряженность нулевая, а на поверхности самая что ни на есть напряженистая.

Вики - это для продвинутых школьников. Предпочитаю проверенного Яворского, Детлафа.

Увы! Не угадали Вы!


Кто, говорите, диплом вручал?

Думал что не особо, но про то время не знаю. Может быть тогда действительно физику в школе слабо преподавали? По крайней мере Элементарного учебника школьной физики Ландсберга кажется еще не было http://www.internet-biblioteka.ru/246-land...nik-fiziki.html



Правильно. Напряженность поля вблизи поверхности перпендикулярна поверхности. Поэтому интеграл от неё вдоль любой кривой вдоль поверхности равен нулю. Но это не мешает этой перпендикулярной напряженности быть разной, не только величине, но и по знаку.

В модели поверхностного заряда объемная плотность этого самого заряда оказывается бесконечной, поэтому рассматривать напряженность поля в точках самой поверхности в данной модели невозможно. К счастью, уравнения Максвелла позволяют пользоваться интегральной формой, рассматривая слои непосредственно над и под поверхностью.

PS По двум близким точкам на поверхности можно оценить только производную вдоль кривой, лежащей на поверхности.

Tanya, а Вы видели собственными глазами что капелька ртути деформируется в электрическом поле ?

Естественно. Собственным третьим глазом. На маленькой плохо видно. На большой - лучше.

Да. Не вступая в дискуссию о параметрах полей, сразу отвечу на ваш вопрос. Этот ответ можно найти почти в каждом курсе общей физики.
Небольшое проводящее тело (впрочем, диэлектрик тоже) в электрическом поле рассматривают как диполь, так как на его концах возникают электрические заряды. Механизмы возникновения зарядов в диэлектрике и металле разные. На диполь в однородном поле действует только момент сил М=[pE], а действует он так, чтобы p и E стали параллельны.
В неоднородном электрическом поле действует еще одна сила, втягивающая диполи в область более сильного поля F=p*dE/dx.
При помощи опилок наблюдают силовые линии электрического поля, как и магнитного. Соответствующие фотографии есть в учебниках.




[quote name='wim' date='Nov 14 2009, 14:05' post='677607']
Это так важно? Нет, ну если важно, - мне диплом вручал зять Сталина.

Вы учились в Ростове?

Назло всем не знающим электростатику. Только что взял школьную электрофорную машинку, привязал шелковую нитку посередине иголки. Зарядил электрофорную машинку. И чудо! Иголка развернулась параллельно линиям электрического поля!!!

Есть мнение что в момент включения конденсатора, и в момент вноса иглы в поле, поле для опилок и для иглы являлось переменным.
Плюс в реальном эксперементе всегда есть шанс что на игле был какой то окисл, грязь, и т.д который(ая) была диэлектриком.

Продолжаем... было интресно следить за доводами)))

Moderator:
Заканчиваем....


Moderator:
Заканчиваем....