Электростатика

В электростатике, а затем в электродинамике впервые в физике более серьезно рассматривается теория поля. Здесь стоит кратко остановиться на историческом развитии самого понятия поля, а также указать, что в рамках электростатики концепции близко и дальнодействия приводят к одинаковым результатам. Следует обратить внимание студентов на связь теоремы Остроградского - Гаусса с законом Кулона и геометрическими свойствами пространства. Излагая закон сохранения электрического заряда, нужно вновь подчеркнуть роль и значение законов сохранения в физике, а также указать на инвариантность заряда в теории относительности. Рекомендуется обратить основное внимание на физический смысл потенциала и его связь с напряженностью поля, на графическое представление и анализ зависимостей напряженности и потенциала от координат для электростатических полей, создаваемых простейшими симметричными системами зарядов.

Особого внимания заслуживает круг вопросов, связанных с расчетом электростатического поля в диэлектрических средах. Необходимо ввести классификацию зарядов на свободные и связанные, рассмотреть механизм и рассчитать, поляризацию диэлектриков с неполярными и полярными молекулами. Далее рекомендуется получить условия, которым удовлетворяют векторы напряженности поля и электрического смещения на границе раздела двух диэлектрических сред, и рассмотреть примеры расчета напряженности и потенциала электростатического поля в диэлектрике.

При изложении вопроса об энергии заряженных проводников и конденсатора нужно указать, что, оставаясь в рамках электростатики, нельзя однозначно решить вопрос о локализации этой энергии. С равным правом можно считать, что энергией обладают как сами заряженные проводники, так и созданное ими электростатическое поле. Однако здесь, же следует сказать о нарушении указанного равноправия в пользу полевой концепции применительно к электродинамике. Целесообразно везде, где это можно пользоваться законом сохранения и превращения энергии.