n = 1028...1029 m-3 ( 1022...1023 cm-3 ).
8. Elektrivälja energia hulk
Elektrivälja energiat ( välja energiatihedust ) on teadaolevalt võimalik suurendada ainult kahel
viisil:
1. Suurendada kulonilise elektrilaengu suurust, mis on välja tekitajaks.
2. Laengute polarisatsiooni ( näiteks diipoli või dipooli ) korral erimärgiliste laengute vahelise
kauguse vähendamisega. Sellisel juhul ei suurene tegelikult välja energia, vaid selle tihedus.
Elektrimahtuvus C ( läbi selle ka elektrivälja energia ) suureneb piiramatult, kui näiteks
plaatkondensaatori erimärgiliselt laetud plaadid praktiliselt kokku viia nõnda, et väheneks plaatide
vahemaa piiramatult. Teoreetiliselt on see võimalik. Kuid elektrilaengute polarisatsiooni korral on
teadaolevalt kõige väiksem vahemaa positiivse ja negatiivse laengu vahel vesiniku aatomituuma (
s.t. prootoni ) ja elektroni vahel, mille suurusjärguks on umbes 10-10 m. Kuid näiteks kahe prootoni
ehk kahe positiivse laengu vaheline kaugus heeliumi tuumas on veelgi väiksem ( suurusjärguks jääb
umbes 10-15...10-16 m ). Negatiivseks laenguks võib olla ioon või elektron, kuid positiivseks
laenguks on alati ioon ( prootonid välja arvatud ). Prootonid pole tegelikult üksikosakesed ( nagu
seda on elektronid ), vaid need koosnevad omakorda kvarkidest.
10. Elektrivälja potentsiaal
Elektrivälja potentsiaal φ avaldub järgmise funktsiooniga:
=
Välja potentsiaali on võimalik kirjeldada diferentsiaalvõrrandiga, milleks on siis gradient ehk grad.
Gradienti tähistatakse sümboliga, mida nimetatakse nablaks:
=
Vastavalt sellele kirjeldataksegi kogu elektrivälja Poissoni võrrandi kaudu:
∆φ = -4π
milles div = 4π
ja
ehk divgradφ = -4π ,
= -gradφ. Elektromagnetilist potentsiaali A kirjeldab aga võrrand
=
Elektrivälja potentsiaalist φ sõltub ka elektrivälja energia E:
129