المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
اية الميثاق والشهادة لعلي بالولاية
2024-11-06
اية الكرسي
2024-11-06
اية الدلالة على الربوبية
2024-11-06
ما هو تفسير : اهْدِنَا الصِّراطَ الْمُسْتَقِيمَ ؟
2024-11-06
انما ارسناك بشيرا ونذيرا
2024-11-06
العلاقات الاجتماعية الخاصة / علاقة الوالدين بأولادهم
2024-11-06


Parallel Plate Capacitor in Dielectric Bath  
  
1805   02:59 مساءاً   date: 11-8-2016
Author : Sidney B. Cahn Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 1 , p 50


Read More
Date: 18-8-2016 1032
Date: 2-8-2016 897
Date: 22-8-2016 1015

Parallel Plate Capacitor in Dielectric Bath

A parallel plate capacitor with square plates of side L and plate separation d is charged to a potential V and disconnected from the battery. It is then vertically inserted into a large reservoir of dielectric liquid with relative dielectric constant and density until the liquid fills half the space between the capacitor plates as shown in Figure 1.1.

Figure 1.1

a) What is the capacitance of the system?

b) What is the electric field strength between the capacitor plates?

c) What is the distribution of charge density over the plates?

d) What is the difference in vertical height between the level of liquid within the capacitor plates and that in the external reservoir?

SOLUTION

a) The capacitance of the parallel plate and dielectric system is simply the sum of two capacitors in parallel:

b) The charge is constant as the plates are lowered into the dielectric bath, but the potential between the plates is not. After charging, Q = C0V. Lowering the plates into the fluid to a height L/2 changes C from C0 to C0(1 + ε)/2. The new potential V' may be found from

So

Since |V| = |E| d

c) From Maxwell’s equation we find that D = 4πσ, but D = εE, so

From (b), we obtain

where the fluid is between the plates. The surface charge density where there is no fluid is

d) To determine the height difference between the liquid between the plates and in the external reservoir, we consider the sum of the electrical and gravitational potential energies of the capacitor and fluid. Let the height difference be given by h and a small change in the height be produced by ζ (see Figure 1.2) . The gravitational potential energy is given by the integral

 Figure 1.2

so that the total potential energy

(1)

Again we have written the electrical potential energy in terms of the charge Q, since the potential changes as the fluid rises or falls. Writing out the capacitance, we get

(2)

At equilibrium, the force on the liquid is zero, or the derivative of the potential energy is zero

At equilibrium, i.e., ζ = 0,

(3)

(4)

Rewriting (4) in terms of V, we obtain

Alternatively, we can use the result (6) and equate the force

(5)

to the weight of the dielectric

(6)

From (5) and (6) we find

as in (4).




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.