Pola i promieniowanie elektromagnetyczne

Z rysunku 1 wynika, iż pole elektryczne można przedstawić graficznie za pomocą linii pola
elektrycznego, do których w dowolnym punkcie tego pola wektor E jest styczny. Wielkość
pola elektrycznego w danym obszarze odzwierciedla zagęszczenie linii pola (tam, gdzie linie
pola przebiegają blisko siebie pole jest silniejsze).
Inną wielkością opisującą pole elektryczne jest potencjał pola elektrycznego V. Potencjał
jest wielkością skalarną, zdefiniowaną w każdym punkcie pola elektrycznego jako stosunek
energii potencjalnej ładunku próbnego q umieszczonego w tym punkcie, do wartości tego
ładunku i wyrażona w woltach (1V = J/C). Energia potencjalna oddziaływania dwóch
ładunków znajdujących się w odległości r w próżni, wyrażona jest jako:
Ep = Qq/40r (2)
i dąży do zera, dla r . Jeśli pole elektryczne jest wytwarzane przez większa liczbę
ładunków punktowych, wypadkowy potencjał określa suma algebraiczna potencjałów
pochodzących od poszczególnych ładunków. Miejsca geometryczne punktów pola
elektrycznego o tym samym potencjale, tworzą tzw. powierzchnie ekwipotencjalne.
Pole elektryczne jest polem zachowawczym, co oznacza iż praca wykonywana przy
przemieszczaniu ładunku w polu elektrycznym, nie zależy od drogi, a tylko od wielkości
ładunku i różnicy potencjałów w punktach początkowym i końcowym V = V k
- V p
, zwanej
napięciem U:
W
kp
= E
p
k
- Ep
p
= (Vk - V
p
)q = Uq (3)
gdzie: p – punkt początkowy, z którego przemieszczany jest ładunek; k – punkt końcowy,
w którym umieszczany jest ładunek.
Dipol elektryczny.
Rysunek 1 przedstawia linie pola elektrycznego wokół tzw. dipola elektrycznego, czyli układu
dwóch ładunków punktowych o przeciwnych znakach i jednakowych wartościach,
znajdujących się w określonej od siebie odległości (Rys. 2). Dla dipola elektrycznego
definiuje się elektryczny moment dipolowy p, który jest wektorem o kierunku r i zwrocie od
ładunku ujemnego do dodatniego i równym co do wartości iloczynowi ładunku Q i odległości
r. Zachowanie się dipola w jednorodnym zewnętrznym polu elektrycznym bez wnikania jego
5