22.01.2017 Views

Maailmataju 2017

Tegemist on uue ja parandatud trükiga.

Tegemist on uue ja parandatud trükiga.

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

8. Laengu elektrivälja energia ( laengu elektrivälja potentsiaali ) suurus sõltub küll laengu enda<br />

suurusest, kuid peale selle sõltub see laengute polarisatsiooni korral veel ka positiivse ja<br />

negatiivse laengu vahekaugusest. See tähendab seda, et positiivse ja negatiivse laengu vahel<br />

on väljal energia, mille suurus sõltub peale laengute enda suuruse ka veel nende vahekaugusest.<br />

Positiivse ja negatiivse laengu vaheline välja energia väheneb, kui nende laengute<br />

vahelist kaugust vähendada ( ja vähendada ka laengute enda arvväärtust ).<br />

9. Kui laengu poolt tekitatava aegruumi lõkspinna kuju sõltub laengu välja ekvipotentsiaalpinna<br />

kujust, siis peab aegruumi lõkspinna tekkimine sõltuma ka välja ekvipotentsiaalpinna<br />

tiheduse suunast. Ekvipotentsiaalpinna tiheduse suund määrab ära selle, et millises suunas<br />

elektrivälja tugevus nõrgeneb või suureneb. Väljatugevus on seotud omakorda elektrijõuga.<br />

Elektrivälja tugevus on võrdne vastandmärgilise potentsiaali-gradiendiga: E = - gradφ.<br />

Skalaarse funktsiooni φ(x,y,z) gradiendi suund ühtib suunaga n, milles funktsioon kasvab<br />

kõige kiiremini.<br />

10. Näiteks sfäärilise kujuga aegruumi lõkspind tekib elektriliselt laetud kera tsentrisse, mille<br />

korral elektrivälja potentsiaal φ ja seega välja ekvipotentsiaalpindade tihedus väheneb laetud<br />

kera pinnast eemaldumisel ( ehk kaugenemisel ). Kuid elektriliselt laetud kera võib olla ka<br />

selline, mille korral väheneb väljapotentsiaal φ ja seega välja ekvipotentsiaalpindade tihedus<br />

hoopis kera tsentri suunas. Sellisel juhul on tegemist vastupidise olukorraga, mille korral ei<br />

eksisteeri elektriväli enam väljaspool kera, vaid on kera sees. Sellisel juhul „peaks“<br />

aegruumi lõkspind tekkima mitte enam kera tsentris, vaid „ümber kera pinna“ ( s.t. kera<br />

välispinna läheduses ). See on sellepärast nii, et aegruumi lõkspind tekib ainult<br />

väljapotentsiaali φ kahanemise suunas.<br />

11. Esimesel juhul tekib aegruumi lõkspind elektriliselt laetud kera tsentrisse, mis on sfäärilise<br />

kujuga ja mille raadius R suureneb vastavalt kera laengu q suurenemisele. Sealjuures võivad<br />

kera ja aegruumi lõkspinna mõõtmed ehk raadiused olla erinevad või ühesuurused. Kuid<br />

teisel juhul tekib aegruumi lõkspind mitte enam laetud kera tsentrisse, vaid katva kihina<br />

ümber kera pinna ehk kera välispinna vahetus läheduses. Sellisel juhul on kera ja aegruumi<br />

lõkspinna pindalad S alati „peaaegu“ ühesuurused ning kera laengu q suurenemise korral<br />

„pakseneb“ sfäärilise kujuga aegruumi lõkspinna kiht, mis „katab“ laetud kera kogu ruumala<br />

ruumis. Kui esimesel juhul on oluline aegruumi lõkspinna pindala suurus, siis teisel juhul on<br />

oluline ainult aegruumi lõkspinna kihi paksus, mitte enam selle pindala suurus.<br />

12. Sellist juhtu, mille korral vähenevad laetud kera väljapotentsiaalid kera tsentri suunas,<br />

looduses puhtal kujul ei eksisteeri ja ei ole võimalik ka tehniliselt ( s.t. kunstlikult ) luua.<br />

Ainus võimalus on seda olekut luua nii, et kera saab polariseeritud elektrilaengu. See<br />

tähendab seda, et keral on kaks kihti, mis on laetud vastasmärgiliselt. Näiteks negatiivselt<br />

laetud pealmine kiht „katab“ positiivselt laetud alumist kihti. Sellisel juhul tekib kaks välja,<br />

mille korral alumise kihi väljapotentsiaalid vähenevad kera tsentrist eemaldumisel, kuid<br />

pealmise kihi väljapotentsiaalid vähenevad kera tsentri suunas. Antud juhul huvitabki meid<br />

see pealmine kiht, mis on identne eelnevalt mainitud teise juhuga, mille korral aegruumi<br />

lõkspind ei teki kera tsentrisse, vaid kera pinna vahetusse lähedusse.<br />

13. Elektrilaengute polarisatsiooni korral avalduvad väga väikesed välja energiad, mis ei ole<br />

võimelised mõjutama ümbritseva aegruumi meetrikat. Kuid sellest hoolimata tekib<br />

elektrivälja geomeetriliste seaduspärasuste ehk funktsioonide tõttu laengute polarisatsiooni<br />

korral erimärgiliste laengute vahelise ruumala vahetusse lähedusse aegruumi lõpmatu<br />

kõverus ehk aegruumi lõkspind, milles kahe ruumipunkti vaheline kaugus võrdub nulliga<br />

ehk ds = 0. Aegruumi lõpmatu kõverdumise korral ei ole välja energia ise lõpmatult suur,<br />

mis tähendab seda, et kohaliku aegruumi lõpmatu kõverdumise tekitamiseks ei ole vaja<br />

152

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!