Kontrolní otázky8 Flashcards
(10 cards)
Co znamená, že elektrický náboj je kvantován?
Znamená to, že elektrický náboj nemůže mít libovolnou hodnotu. Jeho hodnota je vždy celistvým násobkem nejmenší možné hodnoty el. náboje. Ta odpovídá hodnotě el. náboje protonu – tzv. elementárnímu náboji. Právě tato diskretizace hodnot nějaké fyzikální veličiny se označuje jako kvantování dané veličiny.
Co znamená, že Coulombova síla působí vždy podél spojnice příslušných bodových nábojů?
Coulombická síla působí mezi dvěma bodovými nosiči náboje. Může být odpudivá nebo přitažlivá (podle polarity nábojů na nosičích). Vektor elektrostatické síly tedy působí směrem od jednoho nosiče ke druhému nebo od jednotlivých nosičů. Tento vektor je tedy vždy orientován podél přímky, na které oba bodové nosiče leží (působí/směřuje podél spojnice).
Proč v kapitole zabývající se elektrostatikou vždy mluvíme o silovém působení mezi nosiči náboje a ne o interakci mezi různými náboji?
Elektrický náboj je totiž vlastnost, která je spojena s nějakým hmotným nosičem. Elektrický náboj nemůže existovat samostatně bez svého nosiče. Světlo (fotony) má proto elektrický náboj nulový (není hmotné). Foton není nosičem náboje. Jen zdánlivou výjimkou je bodový náboj. Tímto termínem se ovšem neoznačuje samostatný náboj v prostoru, ale hmotný bod nesoucí určitý náboj.
Jaký je vztah mezi ekvipotenciální křivkou, siločárou elektrostatického pole a vektorem elektrické intenzity?
Siločáry jsou křivky, které popisují prostorové rozložení elektrostatického pole. Vektory elektrické intenzity jsou ve všech bodech prostoru tečné k siločárám. Ekvipotenciální křivky (plochy) spojují v prostoru místa se stejným potenciálem a siločáry jsou na ně vždy kolmé.
Jak je fyzikální veličina elektrický potenciál spojena s prací elektrického pole při přemisťování volného nosiče náboje?
Potenciál elektrostatického pole v nějakém bodě odpovídá práci, kterou vykoná dané pole, aby přesunulo nosič o jednotkovém kladném náboji z daného bodu do místa s nulovým potenciálem (běžně definováno v nekonečnu). Práce, kterou vykoná pole, aby přesunulo nosič náboje z místa A do místa B je rovna rozdílu potenciálů (tedy napětí) mezi danými body vynásobenému nábojem na nosiči.
Jak poznáte, zda elektrostatické pole bude letící nosič náboje urychlovat nebo zpomalovat?
Odpověď na tuto otázku je spojena s orientací elektrostatického pole (siločar) a polaritou náboje na pohybujícím se nosiči. Pokud bude výsledná elektrická síla působit ve směru pohybu, tak dojde k urychlování nosiče náboje. Pokud proti směru pohybu, tak dojde ke zpomalování daného nosiče.
Proč dochází k rotaci elektrického dipólu ve vnějším homogenním elektrickém poli?
Homogenní elektrostatické pole totiž působí na elektrický dipól prostřednictvím dvojice sil (na každý nosič dipólu působí stejně velká elektrostatická síla s opačnou orientací). Výslednice dvojice sil je nulová. Jejich výsledný moment sil však nulový není a ten způsobuje rotaci dipólu.
Proč u běžných kondenzátorů není většinou mezi deskami vzduch, případně vakuum, ale dává se mezi ně dielektrikum o vysoké relativní permitivitě?
Dielektrikum o vysoké relativní permitivitě výrazně zeslabuje intenzitu elektrického pole mezi deskami. Za použití konstantního nabíjecího napětí se potom desky mohou nabít el. nábojem o vyšší celkové hodnotě. Elektrické pole na deskách totiž působí proti nabíjecímu el. poli a tím omezuje maximální náboj na deskác
Mohou existovat látky, které když umístíte do vnějšího elektrického pole, tak dané elektrické pole zesílí?
Nemohou. Vodiče reagují na vnější elektrické pole reorganizací volných elektronů tak, aby vnější elektrické pole ve svém objemu plně kompenzovaly, a výsledné elektrické pole uvnitř objemu vodiče bylo nulové (princip fungování Faradayovy klece). Dielektrika na vnější el. pole reagují orientací dipólů do směru vnějšího pole, čímž je zeslabí (polární dielektrika), nebo generací el. dipólů a jejich orientací ve směru vnějšího pole (nepolární dielektrika). Obě metody vedou ke snížení vnějšího el. pole.
Látky nemohou mít relativní permitivitu menší než 1. Látkou, která by měla relativní permitivitu menší než 1, by se teoreticky světlo mohlo šířit rychleji než ve vakuu. Je toto tvrzení správné a případně proč?
Dané tvrzení je správně. Rychlost světla v látce je dána velikostí indexu lomu, jehož hodnota udává, kolikrát se sníží rychlost světla v daném prostředí vůči rychlosti šíření ve vakuu. Index lomu je tedy vždy roven hodnotě minimálně 1. Index lomu je mimo jiné definován jako odmocnina ze součinu relativní permitivity a permeability. Pokud by relativní permeabilita dané látky měla hodnotu blízkou 1, pak by látka o relativní permitivitě menší než 1 mohla vykazovat index lomu o hodnotě menší než 1, což by vedlo k tomu, že by se v ní světlo šířilo rychlostí vyšší, než je jeho rychlost ve vakuu, což nemůže.
