20. Механика - квантовая физика: планирование эксперимента: #216507
Необходимо экспериментально изучить зависимость емкости плоского конденсатора от свойств диэлектрика, помещенного между его пластинами. На всех представленных рисунках $S$ — площадь пластин конденсатора, $d$ — расстояние между пластинами. Какие две установки следует использовать для проведения такого исследования?
$1)$ Емкость плоского конденсатора вычисляется по формуле:
$$C = \dfrac{\varepsilon \varepsilon_0 S}{d}$$
где $\varepsilon$ — диэлектрическая проницаемость материала между пластинами.
$2)$ Чтобы изучить влияние диэлектрика на емкость, нужно сравнивать конденсаторы с одинаковыми геометрическими параметрами, но разными диэлектриками. То есть должны совпадать:
- площадь пластин $S;$
- расстояние между пластинами $d.$
$3)$ Сравнивая установки, видим, что условиям удовлетворяют установки $1$ и $3{:}$
- в обеих площадь пластин одинакова $(S);$
- в обеих расстояние между пластинами одинаково $(d);$
- диэлектрики разные (стекло и керамика).
$4)$ В других установках либо площадь пластин, либо расстояние между ними различаются, что не позволяет выделить влияние только диэлектрика.