Диэлектрики в электрическом поле, энергия электрического поля

Поволжская государственная  академия телекоммуникаций

и информатики

Заочный факультет

РЕГИСТРАЦИОННЫЙ №

         Контрольная работа № _1                     Вариант 10

    По                           КСЕ

    Студент    Кудряшова Кристина Евгеньевна                                     

    Факультет ПИвЭ        курс       1у          шифр  0103096    гр                   

    Работа  выслана « 2»     октября                  2007 г

    Оценка                                                               Дата    200    г

      Подпись преподавателя 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Диэлектрики в электрическом поле, энергия  электрического поля.

Электрическое поле — одна из составляющих электромагнитного  поля, особый вид материи, существующий вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также в свободном виде при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах). Электрическое поле непосредственно невидимо, но может наблюдаться благодаря его силовому воздействию на заряженные тела. Электрическое поле материально. 

Диэлектрики, вещества, плохо проводящие электрический  ток. Термин «Д.» (от греч. diá — через и англ. electric — электрический) введён М. Фарадеем для обозначения веществ, через которые проникают электрические поля. В любом веществе, помещённом в электрическом поле, составляющие его электрические заряды (электроны, атомные ядра) испытывают силы со стороны этого поля. В результате часть зарядов направленно перемещается, образуя электрический ток. Остальные же заряды перераспределяются так, что «центры тяжести» положительных и отрицательных зарядов смещаются друг относительно друга. В последнем случае говорят о поляризации вещества. В зависимости от того, какой из этих двух процессов — электропроводность или поляризация — преобладает, принято деление веществ на изоляторы (Д.) и проводники (металлы, электролиты, плазма). Электропроводность Д. по сравнению с металлами очень мала. Их удельное сопротивление r порядка 108—1017 ом·см, а у металлов r ~ 10-6 — 10-4 ом·см. Существует и промежуточный класс — полупроводники, свойства которых определяются процессами как электропроводности, так и поляризации.

     Диэлектрики в электрическом поле

     Установим метровую деревянную линейку на подставку, обеспечивающую возможность вращения вокруг вертикальной оси. Выполним такой  же опыт, как с металлической трубой и заряженной палочкой.

     Опыт  покажет, что деревянная линейка  — тело из диэлектрика — притягивается  к заряженным телам подобно телу из проводящего материала. Однако если тело из диэлектрика разделить в  электрическом поле на две части, то каждая из частей окажется нейтральной. В диэлектрике, помещенном в электрическое  поле, заряды не разделяются, следовательно, в нем нет свободных зарядов. Притяжение незаряженного тела из диэлектрика  к заряженному телу объясняется  тем, что в электрическом поле происходит поляризация диэлектрика, т. е. смещение в противоположные  стороны разноименных связанных  зарядов, входящих в состав атомов и  молекул вещества.

     В результате поляризации на поверхности вещества появляются связанные заряды (рис. 117). Эти заряды обусловливают взаимодействие нейтральных тел из диэлектрика  с заряженными телами.

     Физическая  величина, равная отношению модуля напряженности электрического поля в вакууме к модулю напряженности  электрического поля в однородном диэлектрике, называется диэлектрической проницаемостью вещества:

1. Становление  теоретической биологии.

     Алексей Андреевич Ляпунов - выдающийся математик  и педагог, один из основоположников отечественной кибернетики, биоматематики и математической лингвистики - родился в Москве 7 октября (23 сентября) 1911 г. в семье инженера-путейца Андрея Николаевича Ляпунова, воспитанника Гейдельбергского и Геттингенского университетов.

     В последующее  пятилетие (1958-1962 гг.) завершается структурно-организационное  оформление кибернетической науки: в 1958 г. появляется первое организационно оформленное подразделение - отдел  кибернетики Института прикладной математики АН СССР, которое возглавил  А.А.Ляпунов. В том же 1956 г. осуществляется редакционный замысел А.А.Ляпунова, организуется серийное издание "Проблем  кибернетики". На страницах "Проблем  кибернетики" были опубликованы многие десятки биологических работ  по актуальным проблемам теоретической, математической и кибернетической  биологии; проблемам биогеоценологии, эволюции, генетики и экологии; системному анализу и иерархии биологических  систем. Необходимо отметить и редакторский талант А.А.Ляпунова, его исключительную тактичность и доброжелательность, высокую требовательность к авторам. А.А.Ляпунов не считал нужным ставить  свою фамилию даже в тех работах, где использовались его идеи, но в выполнении которых он не принимал прямого участия от начала до конца. Поэтому среди 204 опубликованных им (в 1934-1973 гг.) работ только в одной трети из них (в 73) имеется один или несколько соавторов. Но, как справедливо замечает Ю.И.Журавлев (1980), участие А.А.Ляпунова состояло в том, "что он определял общую стратегию работ, их связь с другими направлениями кибернетики; заботился о сбалансированности теории и практики, правильном взаимодействии математики с нематематиками: биологами, лингвистами, философами и другими специальностями".

     В эти  годы (1956-1962) А.А.Ляпуновым была опубликована 41 работа, из них 24 по теоретическим  основам и методологии кибернетики  как науки, общим основам строения управляющих систем, иерархии и связи  биологических систем, информационным кодам и алгоритмам эквивалентных  преобразований логических схем программ (Янов, 1958). А.А.Ляпунов в этих статьях  дает определение понятий - "жизнь, живое, биологический, биохимический  и биофизический сигнал и информация", " управление и связь", "иерархия и системность в живой природе" и ряд других биоматематических определений физико-химических основ жизни.

     Характерная черта этого периода научной  деятельности А.А.Ляпунова (1962-1973) состояла в интегративном методологическом слиянии теоретико-множественных, системных  и кибернетических принципов  в теоретическую основу математической биологии. Им определен предмет и  методы математической биологии, дана классификация биологического знания и его основных форм: эмпирическая, теоретическая и математическая биология. Им сформулирован системный  принцип в изучении реальных объектов сложной природы, показана иерархия управления и биохимической информации в управляющих системах живой  природы, сформулированы кибернетические  принципы такого управления в биологии.

3.Натурфилософия античного древнеримского периода. (Развитие атомистических представлений, естественно научное наследие Птолемея).

     В 30-х  гг. до н.э. новым научным центром становится Рим со своими интересами и своим духовным климатом, ориентированным на практичность и результативность. Закончился период расцвета великой эллинистической науки.

     В эпоху  Средних веков возросло влияние  церкви на все сферы жизни общества. Европейская наука переживала кризис вплоть до XII-XIII вв. В это время  эстафету движения научной мысли  Древнего Мира и античности перехватил Арабский мир, сохранив для человечества выдающиеся труды ученых тех времен. 

     Упадок  традиционных религиозных представлений, традиционной морали, рост разочарования  явились следствием изменения образа жизни, обострения внутренних и внешних  противоречий. Поиск новых идеалов  шел параллельно с внедрением в Рим греческих политико-философских  учений. В Риме не было собственных  философских школ, но эллинистические, греческие учения так или иначе  приспосабливались, перерабатывались в соответствии с ценностями Римской  культуры. Так, в отличие от греков римляне не проявляли интереса к  исследованию природы, т. е. к натурфилософии, созерцанию бездонного Космоса, исследованию тайн мироустройства. Воображение римлянина  в большей степени занимали, как  уже говорилось, будничные дела, хозяйственные заботы. В этих условиях философия оказалась ориентированной  на проблемы человека, человеческого  общества, взаимоотношений между  людьми, места человека в мире и  в мировой державе, достижения счастья  и свободы, поиска смысла жизни. Философия  становится житейской мудростью, где  наибольшее значение приобретает этика, морально-нравственные эталоны, как  имеющие практическую ориентацию.

     Наибольшее  распространение в Риме получили  три направления эллинистической  философской мысли: стоицизм, эпикуреизм, скептицизм. В период упадка республики, на пороге единовластия, широкого  размаха завоевательных и гражданских  войн меняется социально-культурная  ситуация, меняется картина мира  и мировоззрение. Идеология, философия  пытаются приспособить человека  к изменившимся условиям, проповедуя  равенство и независимость человека  от внешних обстоятельств. Во  главу угла ставится этический  аспект. Даже учение о материальном  и космическом бытии рассматривается  с этических позиций. Как быть  счастливым, каковы отношения человека  с реальным миром, природой? Полагали, что этому может научить философия.  По словам Цицерона (Культура Древнего Рима. Т. 1. С.38), первым из эллинистических течений, широко распространившихся в Риме, стало эпикурейство. Оно вызывало симпатии разных слоев населения тем, что главным почитало стремление к счастью, для достижения которого необходимы честность, справедливость, а также оправдывало стремление к достижению удовольствий, собственной пользы. В высших слоях эпикуреизм превратно истолковывался как гедонистическое учение о наслаждении как высшем благе.

     Наибольшее  распространение получила философия  стоиков (Сенека, Эпиктет, Персий Флакк и др.). Стоицизм выдвинул в период социального и мировоззренческого кризиса идеал мудреца - видеть блаженную жизнь в невозмутимости и спокойствии духа. На первый план вышли проблемы личного совершенства, нравственного самоусовершенствования. Надо закалять свою волю, научиться стойко переносить невзгоды. "Ничтожен и жалок тот, кто вечно ропщет и, находя неудовлетворительным мировой порядок, хочет исправить богов, вместо того, чтобы исправиться самому". Стоицизм проповедовал независимость от материальных благ. Раб тоже может быть внутренне независим и счастлив. Кто добродетелен, тот и счастлив. (История философии. - М., 1941. Т. 1. С. 337). Идеологи верхов пытались найти опору в борьбе с упадком "римского духа", разложением нравов, потерей традиций через проповедь суровости, самоусовершенствования, исправления нравов, воспитания мужества, твердости и, значит, в конечном итоге достичь возрождения римского духа. При этом ослабел интерес к изучению природы, познания.

     Философия  Сенеки индивидуалистична, ибо в центре ее - нравственная личность, хоть и связанная с государством и обществом. Его цель сохранить рабовладельческое общество от разложения путем самоограничения, противодействия нравственной деградации, умеренности. Корень зла - не в вещах, а в душе.

     Новая эпоха может быть так же представлена работами Птолемея в астрономии и  Галена в медицине.

     Птолемей  жил, возможно, в 100—170 гг. н.э. Особое место  среди его работ занимает «Великое построение» (в арабском переводе —  «Альмагест»), которая является итогом всех астрономических знаний того времени. Эта работа посвящена математическому  описанию картины мира (полученной от Аристотеля), в которой Солнце, Луна и 5 планет, известных к тому времени, вращаются вокруг Земли. Из всех наук Птолемей отдает предпочтение математике ввиду ее строгости и  доказательности. Она, по его мнению, открывает дорогу к теологии. Мастерское владение математическими расчетами  в области астрономии совмещалось  у Птолемея с убеждением, что звезды влияют на жизнь человека. Геоцентрическая  картина мира, обоснованная им математически, служила основой мировоззрения  ученых вплоть до опубликования труда  Н. Коперника «Об обращении небесных сфер».

     Наука античного мира обязана Галену (130—200 гг.?) систематизацией знания в области  медицины. Он обобщил анатомические  исследования, полученные медиками александрийского Музея; осмыслил элементы зоологии и  биологии, воспринятые от Аристотеля; теорию элементов, качеств и жидкостей  системы Гиппократа. К этому можно  добавить его телеологическую концепцию. Все многочисленные открытия Галена обеспечили ему славу в эпохи  Средневековья и Возрождения.

     В XVI – середине XVII в. среди европейских ученых растет интерес к античному атомизму. В 1623 г. английский ученый Фрэнсис Бэкон (1561 – 1626) пришел к выводу, что состав и свойства веществ следует рассматривать на основании атомистических представлений, а не стихий-начал Аристотеля.

     Но  причиной появления первичных атомов французский ученый считал бога. Так  он, по словам К. Маркса, пытался «примирить свою католическую совесть со своим  языческим знанием, Эпикура –  с церковью, что было, конечно, напрасным  трудом»

     Клавдий Птолемей занимает одно из самых почетных мест в истории мировой науки. Его сочинения сыграли огромную роль в становлении астрономии, математики, оптики, географии, хронологии, музыки. Посвященная ему литература поистине огромна. И при этом его образ  до наших дней остается неясным и  противоречивым. Едва ли среди деятелей науки и культуры давно ушедших эпох можно назвать многих, о ком бы высказывались такие противоречивые суждения и велись столь яростные споры среди специалистов, как о Птолемее.

     Птолемею  принадлежит ряд выдающихся произведений по основным направлениям античного  естествознания. Самое большое из них, и оставившее к тому же наибольший след в истории науки, — это  публикуемый в настоящем издании  астрономический труд, обычно называемый «Альмагестом».