Pokud jde o elektrický náboj a pole, víme o něm téměř vše, ale co Gaussův zákon ? Gaussův zákon je důležitým tématem této kapitoly, ale než se pustíme do Gaussova zákona, musíme pochopit, co je to Gaussova plocha a jak Gaussovu plochu určit?
Než budeme pokračovat o tom, jak určit Gaussovu plochu, pojďme nejprve pochopit, co je to Gaussova plocha.
Co je to Gaussova plocha?
Plocha, na které je úhel (ө) mezi elektrickým polem (E) a plošným vektorem (A) vždy konstantní v každém bodě, tento druh plochy je znám jako Gaussova plocha.
Možná jste nepochopili pojem elektrické pole nebo plošný vektor. Abychom se dozvěděli něco o elektrickém poli, mám článek věnovaný elektrickému náboji a poli, tak si ho také přečtěte.
Víme, že vektorová veličina má velikost a směr, proto jsou plošné vektory vektory rovinné plochy, jejichž velikost je plocha plochy a směr je kolmý na plochu.
Plošný vektor
No a jak poznáš Gaussovu plochu, když ji uvidíš?
Jak určit Gaussovu plochu?
Víme, že Gaussova plocha se řídí Gaussovým zákonem a úhel (ө) mezi elektrickým polem (E) a plošným vektorem (A) je v každém bodě vždy stejný. K určení Gaussovy plochy tedy stačí zkontrolovat, zda je v každém bodě plochy úhel (ө) stejný nebo ne.
Gaussův zákon:
Tady jsou kroky k určení Gaussovy plochy:
Krok 1: Vybereme plochu z tělesa nebo objektu
Často se stává, že lidé jsou zmateni a začnou zjišťovat, zda je úhel ve všech bodech na tělese stejný nebo ne. No, je třeba si ujasnit, že chceme určit, zda povrch na tělese je Gaussův povrch, nebo ne, a proto kontrolujeme úhel (ө) v každém bodě na povrchu, a ne v každém bodě celého tělesa.
Identifikace povrchu
Na výše uvedeném obrázku uvažujeme nezastíněnou oblast, abychom zjistili, zda se jedná o Gaussův povrch, nebo ne, a zastíněnou oblast neuvažujeme, protože potřebujeme zjistit, zda povrch na objektu je Gaussův povrch, nebo ne.
P.s: To znamená, že těleso může mít více než 1 Gaussův povrch.
Krok 2: Kontrola směru elektrického pole (E)
Nyní po rozhodnutí o povrchu je třeba zkontrolovat směr elektrického pole z povrchu.
Zde vycházejí čáry elektrického pole na povrchu.
Směr elektrického pole
Pokud nevíte, co je to elektrické pole nebo čáry elektrického pole, máme na toto téma jiný článek, přečtěte si ho také, protože jsme ke každému odvození elektrického pole a Gaussovy plochy a zákona uvedli také ručně psané poznámky. Klikněte sem a přečtěte si tento článek
Krok 3: Zkontrolujte plošný vektor (A)
Po kontrole směru elektrického pole je třeba zkontrolovat plošný vektor povrchu. Plošný vektor je vlastně vektor, jehož směr je vždy kolmý k povrchu.
Krok 4: Zkontrolujte úhel mezi plošným vektorem (A) a elektrickým polem (E)
Po určení směru elektrického pole a plošného vektoru je nyní čas zjistit úhel (ө) mezi nimi.
Úhel mezi plošným vektorem a elektrickým polem
Zkontrolujte, zda je úhel mezi oběma stejný ve všech bodech. Pokud ano! pak je to Gaussova plocha.
No a jedna otázka, která vás možná napadla, je, proč je nutné určovat Gaussovu plochu, proč je tak důležitá?
Proč je nutné určovat Gaussovu plochu a jak nám pomáhá?
Gaussova plocha nám pomáhá při vyhodnocování elektrického pole vlivem různého rozložení náboje.
Pokud se chcete dozvědět něco o vyhodnocování elektrického pole vlivem různého rozložení náboje, mám na této stránce nahrané své osobní poznámky. Kliknutím sem přejdete na článek a stáhnete si poznámky.
Několik příkladů Gaussovy plochy:
Takže některé z příkladů Gaussovy plochy jsou:
1. Imaginární válcová Gaussova plocha vytvořená ke zjištění elektrického pole způsobeného přímým nabitým vodičem. Toto odvození najdete i v našich poznámkách 🙂
2. Imaginární válcová Gaussova plocha vytvořená ke zjištění elektrického pole způsobeného rovinným nabitým plechem. Toto odvození najdete také v našich poznámkách 🙂
.