Электростатика — раздел электродинамики, изучающий взаимодействие неподвижных электрических зарядов.

 

Основная литература

1. Потёмкин Владимир Васильевич. Эндокринология: учебник для мед вузов/ В.В. Потёмкин.-3-е изд., перераб. и доп. –М.: Медицина,1999.-640с.-(Учебная литература для студентов медицинских вузов)

2. Дедов Иван Иванович. Эндокринология: Учебник для студентов мед. Вузов/ И.И. Дедов, Г.А. Мельниченко, В.В. Фадеев.-2-е изд., пераб. и доп.-М.: ГЭОТАР- Медиа, 2007г.

3. Дедов И.И. Эндокринология: Учебник для студентов мед. вузов/ И.И. Дедов, Г.А. Мельниченко, В.В. Фадеев. – М.: Медицина, 2000. – 632 с.

Дополнительная литература

1. Доказательная эндокринология: руководство для врачей; пер. с анг. – 2-е изд. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 632 с.

2. Наглядная эндокринология: пер. с англ./ ред. Г.А. Мельниченко. – 2-е изд. – М.: ГЭОТАР – Медиа, 2008. – 120 с.: ил.

3. Балаболкин М. И. Диабетология. Учебник/ М.И. Балаболкин. - М.: Медицина, 2000. – 672 с.: ил. – (Учебная литература)

4. Благосклонная Я.В. Эндокринология: учебник для студ. Мед. Вузов/ Я.В. Благосклонная, Е.В. Шляхто, А.Ю.Бабенко. –СПб.: СпецЛит, 2004. – 398 с.: ил.

5. Бондарь И.А., Кохно В.Н., Зенкова Е.В., Королева Е.А., Соловьева Л.А. Неотложные состояния при сахарном диабете // – Новосибирск. – 2005.

6. Бондарь И. А., Климонтов В. В. Болезни надпочечников // – Новосибирск. – 2004. – 55 с.

7. Дедов И.И., Демидова И.Ю. Острые осложнения сахарного диабета. – М. – 1998. – 45с.

8. Дедов И.И. Сахарный диабет у детей и подростков: руководство для врачей/ И.И. Дедов. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. – 160 с.

9. Дедов И.И., Фадеев В.В. Введение в диабетологию. – М. – 1998. – 199с.

10. Дедов И. И., Фадеев В. В., Мельниченко Г. А. Недостаточность надпочечников. – М., 2002.

11. Дедов И.И., Шестакова М.В., Миленькая Т.М. Федеральная целевая программа «Сахарный диабет». – М., 2002. – 88с.

12. Дедов И. И., Шестакова М. В. Сахарный диабет. – М., 2003.

13. Дедов И. И., Кураева Т. Л., Петеркова В. А., Щербачева Л. Н. Сахарный диабет у детей и подростков. – М., 2002.

14. Дедов И.И., Бельцевич Д.Г., Кузнецов Н.С., Мельниченко Г.А. Феохромоцитома // Практическая медицина. – 2005. – 216с.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 2002. -479 с.

2. Гмурман В. Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: учебное пособие для вузов. – 12-е изд., перераб. – М.: Высшее образование, 2006. – 476 с.

3. Пискунов Н.Н. Дифференциальное и интегральное исчисления. Т.1,2, М.: Интеграл-Пресс, 2009.

 

Электростатика.

Электростатика — раздел электродинамики, изучающий взаимодействие неподвижных электрических зарядов.

В основе электростатики лежит закон Кулона. Этот закон описывает взаимодействие точечных электрических зарядов.

Атом в целом электронейтрален.

- Если у атома «забрать» один или более электронов, то он «превращается» в положительный ион.
- Если к атому «добавить» один или более электронов, то он «превращается» в отрицательный ион.

Электрические заряды. Не все явления в природе можно понять и объяснить на основе использования понятий и законов механики, молекулярно-кинетической теории строения вещества.

Достаточно обратить внимание на тот факт, что ни механика, ни молекулярно-кинетическая теория, ничего не говорят о природе сил, которые связывают отдельные атомы в молекулы, удерживают атомы и молекулы вещества в твердом состоянии на определенных расстояниях друг от друга.

Электризация - процесс получения электрически заряженных тел из электронейтральных.

§ Электризация трением:
участвуют два тела, оба заряжаются: одно - положительно; другое - отрицательно, заряды обоих тел одинаковы по величине.

§ Электризация соприкосновениемс заряженным телом.

§ Электризация через влияние (электростатическая индукция).

 

Для опытов по электризации трением брали окаменевшую смолу деревьев – янтарь – и натирали его шерстью. После этого и янтарь, и шерсть начинали притягивать к себе сухие травинки и пылинки. По гречески янтарь - это "электрон". Отсюда и произошло современное слово "электричество" и название наэлектризованные тела.

 

Законы взаимодействия атомов и молекул удается понять и объяснить на основе представления о том, что в природе существуют электрические заряды. Самое простое и повседневное явление, в котором обнаруживается факт существования в природе электрических зарядов,- это электризация тел при соприкосновении.

Отрежем от тетрадного листа полоску бумаги шириной 1 см. Положив полоску на тетрадь, проведем по ней несколько раз пластмассовой ручкой с легким нажимом. Затем возьмем полоску в одну руку, а ручку в другую и будем их сближать. Бумажная полоска изгибается в сторону ручки, т. е. между ними возникают силы притяжения.

Положим две бумажные полоски рядом на тетрадь, проведем по ним ручкой несколько раз с легким нажимом. Взяв полоски в руки, будем сближать их. Опыт показывает, что при сближении полоски изгибаются в противоположные стороны, обнаруживая существование сил отталкивания.

Взаимодействие тел, обнаруженное в этих опытах, называется электромагнитным взаимодействием. Физическая величина, определяющая электромагнитное взаимодействие, называется электрическим зарядом.

Единица измерения - Кулон(Кл).

Электрический заряд обозначается буквой q. Способность электрических зарядов как к взаимному притяжению, так и к взаимному отталкиванию объясняется предположением о существовании двух различных видов зарядов. Один вид электрического заряда назвали положительным, а другой - отрицательным.

Очевидно, что при соприкосновении с пластмассовой ручкой на двух одинаковых полосках бумаги появляются электрические заряды одного знака. Эти полоски отталкиваются; следовательно, между электрическими зарядами одного знака действуют силы отталкивания. Между электрическими зарядами разного знака действуют силы притяжения.

Электрометр. Для обнаружения и измерения электрических зарядов применяется электрометр, состоящий из металлического стержня и стрелки, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси. Стержень со стрелкой закреплен в плексигласовой втулке и помещен в металлический корпус цилиндрической формы, закрытый стеклянными крышками. Натиранием о мех или бумагу сообщим электрический заряд эбонитовой палочке, а затем прикоснемся палочкой к стержню электрометра. При соприкосновении заряженного тела со стержнем электрометра электрические заряды распределяются по стержню и стрелке. Силы отталкивания, действующие между одноименными нарядами на стержне и стрелке, вызывают поворот стрелки.

Наэлектризуем эбонитовую палочку еще раз и вновь коснемся ею стержня электрометра. Опыт показывает, что при увеличении электрического заряда на стержне угол отклонения стрелки от вертикального положения увеличивается. Следовательно, по углу отклонения стрелки электрометра можно судить о значении электрического заряда, преданного стержню электрометра.

Закон сохранения электрического заряда. Установим на демонстрационном столе два одинаковых электрометра. На стержне первого из них укрепим металлический диск и поставим на него второй такой же диск с ручкой из изолятора. Между дисками поместим прослойку из сукна или другого материала, являющегося изолятором. Взявшись за ручку, совершим несколько движений верхним диском по прослойке и поднимем этот диск. После удаления верхнего диска стрелка первого электрометра отклонится, обнаруживая появление электрического заряда на диске и стержне электрометра. Опыт показывает, что стрелка второго электрометра после прикосновения к стержню вторым диском отклоняется примерно на такой же угол, на какой отклонилась стрелка первого электрометра. Это значит, что в результате электризации при соприкосновении электрические заряды появились одновременно на двух соприкасавшихся телах: на первом диске с сукном и на втором диске.

Теперь выполним последнюю часть опыта: соединим проводником стержни первого и второго электрометров. При этом стрелки обоих электрометров возвращаются в вертикальное положение. Наблюдаемая в опыте взаимная нейтрализация зарядов показывает, что суммарный электрический заряд на двух дисках равен нулю.

Аналогичные опыты, выполненные с различными телами и с применением самых точных приборов для измерения электрических зарядов, показали, что в результате электризации при соприкосновении на телах всегда возникают электрические заряды, равные по модулю и противоположные по знаку. Электрические заряды могут появляться на телах не только в результате электризации при соприкосновении тел, но и при других взаимодействиях, например под действием света.

В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:

 

 

Этот экспериментально установленный факт называется законом сохранения электрического заряда.

Нигде и никогда в природе не возникает и не исчезает электрический заряд одного знака. Появление положительного электрического заряда всегда сопровождается появлением равного по абсолютному значению отрицательного электрического заряда. Ни положительный, ни отрицательный заряд не могут исчезнуть в отдельности один от другого, они могут лишь взаимно нейтрализовать друг друга, если равны по абсолютному значению. Появление и исчезновение электрических зарядов на телах в большинстве случаев объясняется переходами элементарных заряженных частиц электронов от одних тел к другим. Как известно, в состав любого атома входят положительно заряженное ядро и отрицательно заряженные электроны, В нейтральном атоме суммарный заряд электронов в точности равен заряду атомного ядра. Тело, состоящее из нейтральных атомов и молекул, имеетт суммарный электрический заряд, равный нулю. Если в результате какого-либо взаимодействия часть электронов переходит от одного тела к другому, то одно тело получает отрицательный электрический заряд, а второе - равный по модулю положительный электрический заряд.

При соприкосновении двух разноименно заряженных тел обычно электрические заряды не исчезают бесследно, а избыточное число электронов переходит с отрицательно заряженного тела к телу, у которого часть атомов имела не полный комплект электронов на своих оболочках. Особый случай представляет встреча заряженных античастиц, например электрона и позитрона. В этом случае положительный и отрицательный электрические заряды действительно исчезают, но в полном соответствии с законом сохранения электрического заряда, так как алгебраическая сумма зарядов электрона и позитрона равна нулю.

Из атома любого элемента могут быть вырваны отрицательно заряженные частицы с массой, меньшей одной тысячной массы атома водорода. Все эти частицы имеют одинаковую массу и обладают одинаковым электрическим зарядом. Эти частицы называют электронами.

Электроны являются минимальным зарядом. Заряд электрона е = - 1,6*10^-19 Кл, масса электрона: m = 9,1*10^-31 кг.

Общий заряд состоит из определённого количества электронов:

 

q = Ne

Закон Кулона. Основной закон электростатики был экспериментально установлен французским физиком Шарлем Кулоном (1736—1806) в 1785 г. В опытах Кулона измерялись силы взаимодействия заряженных шаров. Опыты показали, что модуль силы взаимодействия двух точечные неподвижных заряженных тел прямо пропорционален произведению абсолютных значений зарядов u обратно пропорционален квадрату расстояния между телами.

 

 

Сила Кулона направлена вдоль прямой, соединяющей заряженные тела. Она является силой отталкивания при одинаковых знаках зарядовсилой притяжения при разных знаках.

Электрическое поле. Взаимодействие зарядов по закону Кулона является экспериментально установленным фактом. Однако математическое выражение закона взаимодействия зарядов не раскрывает физической картины самого процесса взаимодействия, не отвечает на вопрос, каким путем осуществляется действие заряда q₁ на заряд q₂ Возможный ответ на этот вопрос давала теория дальнодействия, которая утверждала, что электрические заряды обладают способностью мгновенно действовать друг на друга на расстоянии. Теория близкодействия, созданная на основе работ английского физика Майкла Фарадея (1791—1867), объясняет взаимодействие электрических зарядов тем, что вокруг каждого электрического заряда существует электрическое поле. Электрическое поле заряда материальный объект, оно непрерывно в пространстве и способно действовать на другие электрические заряды.

Напряженность электрического поля. Физическая величина, равная отношению силы, с которой электрическое поле действует на точечный электрический заряд, к значению этого заряда, называется напряженностью электрического поля.

 

 

или

 

 

Напряженность электрического поля векторная величина. За направление вектора напряженности электрического доля принимается направление вектора кулоновской силы действующей на точечный положительный электрический заряд, помещенный в данную точку поля. [E] = [В/м].

Линии напряженности электростатического поля начинаются на положительных электрических зарядах и заканчиваются на отрицательных электрических зарядах или уходят в бесконечность.

Принцип суперпозиции: напряженность электрического поля, создаваемого системой зарядов в данной точке, равна векторной сумме напряженностей электрических полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности: