Внешняя рамка css. Отступы и рамки в CSS с помощью параметров margin, padding и border. Внешний и внутренний отступы

Напряженность поля уединенного положительного точечного заряда q в точке A на расстоянии r от заряда (рис.2.1) равна

Здесь ― единичный вектор, направленный вдоль прямой, соединяющей эту точку и заряд.

Рис.2.1. Поле точечного заряда

Пусть потенциал равен нулю на бесконечности. Тогда потенциал произвольной точки поля точечного заряда

.

В случае объемного распределения заряда (в конечной области) с учетом имеем:

.

Аналогично иммеем:

для поверхностного распределения заряда ,

для линейного распределения заряда .

Уравнение Пуассона и Лапласа

Ранее было получено
. Тогда:

Откуда получаем уравнением Пуассона:

или .

- опера́тор Лапла́са (лапласиа́н, оператор дельта).

В декартовой системе координат может быть представлено в форме

Решение уравнения Пуассона в общем виде можно найти следующим образом. Положим, что в объеме V есть заряды плотностью r. Эти заряды представим в виде совокупности точечных зарядов rdV , где dV ― элемент объема. Составляющая потенциала d j электрического поля от элементарного заряда rdV равен .

Значение j определяется как сумма (интеграл) потенциалов от всех зарядов поля:

.

Предполагается, что потенциал на бесконечности равен нулю и заряды, создающие поля распределены в ограниченной области (иначе интеграл может оказаться расходящимся).

В реальных условиях свободные заряды располагаются на поверхности проводников бесконечно тонким слоем. В диэлектриках, которыми разделены заряженные проводники, объемные заряды от­сутствуют . В этом случае в диэлектрике имеем уравнение Лапласа:

или .

Для однозначного решения дифференциальных уравнений поля необходимы граничные условия.

Граничные условия для векторов электрического поля

Пусть наповерхности раздела двух диэлектриков с различными диэлектрическими проницаемостями ε 1 и ε 2 распределен поверхностный заряд плотностью σ.

Окружим точку на поверхности раздела сред элементарнымцилиндром (высота цилиндра много меньше радиуса ) таким образом, чтобы его основания находились в разных средах и были перпендикулярны к нормали, проведенной в рассматриваемой точке (рис.2.2). Этот цилиндр охватывает малую площадку на поверхности раздела сред с зарядом σ .

Векторы электрического смещения в первой и второй средах обозначим соответственно и .

Применим к поверхности цилиндра теорему Гаусса

,

где S ― поверхность элементарного цилиндра.

Рис.2.2. Векторы элекрического смещения на границе сред

Устремим объём цилиндра к нулю при условие, что высота цилиндра много меньше его радиуса. В этом случае можно пренебречь потоком вектора сквозь боковую поверхность. Учитывая малые размеры площадок оснований, можно считать что вектор в пределах своей площадки имеет одно и то же значение. С учетом этого после интегрирования для проекций вектора на номаль получим

Учитывая, что , после сокращения получаем граничное условие нормальной составляющей вектора электрического смещения

D n 2 –D n 1 = σ . (**)

Нормальная проекция вектора электрического смещения на границе раздела двух сред претерпевает скачок, равный поверхностной плотности свободных зарядов, распределенных на этой границе .

При отсутствии на поверхности раздела сред поверхностного заряда имеем .

На границе раздела двух диэлектриков в случае отсутствия на границе раздела двух сред свободного заряда равны нормальные составляющие вектора электрического смещения.

Выделим на границе раздела сред малый контуртаким образом, чтобы его стороны ab и cd находились в разных средах и были перпендикулярны к нормали, проведенной в рассматриваемой точке (рис.2.3). Размеры сторон устремим к нулю контура удовлетворяют условию .

Рис.2.3. Векторы напряженности электрического поля на границе сред

Применим к контуру второе уравнение Максвелла в интегральной форме:

,

где ― площадь поверхности, ограниченной контуром abcd ; ― вектор элементарной площадки, направленный перпедикулярно к площадке .

При интегрировании пренебрегаем вкладом в интеграл на боковых сторонах da и bc ввиду их малости. Тогда:

Так как конечная величина, а стремится кнулю, то

(***)

.

На границе раздела двух диэлектриков равны тангенциальные составляющие вектора напряженности электрического поля.

При отсутствии на поверхности раздела сред поверхностного заряда из

Выражений (*) и (***)получаем соотношение, определяющее преломление векторов и на границе раздела сред

В реальных задачах, с которыми можно встретиться в процессе изучения физики или в технической и технологической практике, упрощенная картина с дискретным набором точечных зарядов обычно не реализуется. Всякая молекула состоит из атомов с положительно заряженными ядрами, окруженными отрицательными зарядами - электронами. В результате общий заряд системы описывается не совокупностью точечных зарядов, а функцией р(т) (зависимость от времени в электростатике не рассматривается) распределения зарядовой плотности. Эта функция определяет заряд в бесконечно малом объеме, окружающем рассматриваемую точку

С помощью р(г) общий заряд системы определяется как

Рис. 5.20.

Функция распределения зарядовой плотности является очень важной характеристикой системы зарядов, потому что, зная эту функцию, можно рассчитывать свойства зарядовых систем.

Рассмотрим поле, создаваемое произвольной системой непрерывно распределенных по заряженному телу электрических зарядов, описываемое функцией р(г) (рис. 5.20).

Поставим перед собой задачу рассчитать поле этой системы в некоторой точке А, на достаточно большом расстоянии (г >> г") от выбранной системы зарядов. Направим ось системы координат Oz с началом отсчета в точке О так, чтобы точка А оказалась лежащей на этой оси. Электрический потенциал в точке А по принципу суперпозиции полей определится суммирова-

нием вкладов от всех зарядов dq = p(r)dF" = = р(х", у", z") dV, создающих поле, т.е. (в СИ)

где г - модуль радиус-вектора г точки А, в которой рассчитывается потенциал; г" - аргумент функции

распределения заряда; R = |л| = г - г", т.е. расстояние от элемента объема d V, в котором сосредоточен заряд dq до точки А. Интегрирование производится по объему (или координатам г ") во всей области V, содержащей заряды dq. Обозначим 0 угол между векторами

г и г" и учтем, что по теореме косинусов R = (г 2 + + г" 2 - 2/r"cos 0) 1/2 . Тогда интеграл (5.54) перепишется в виде

5.1. Электростатическое поле 369

Величина каждого из интегралов-слагаемых в (5.56) зависит от особенностей распределения зарядов в системе (т.е. от р (г")). Будучи вычисленными они представляются числами ко, к и к 2 , соответственно, а зависимость фл от г может быть представлена суммой

Величины к„ называют электрическими моментами системы (первого, второго, третьего и так далее порядков, если разложение продолжается). Проанализируем слагаемые в скобках (5.57).

Величина к 0 определяется интегралом

и представляет собой суммарный заряд системы, сконцентрированный в начале координат (точка О на рис. 5.20). Его называют монопольным моментом (или просто монополем). Естественно, для электрически нейтральной системы к 0 = 0.

Величины к и к 2 , в отличие от к 0 , зависят от формы распределения заряда. Коэффициент к представляет собой усредненный электрический дипольный момент системы зарядов

Так как величина r"cos 0 - это координата элемента d V на оси Oz, то получается, что к х характеризует относительное смещение положительного и отрицательного зарядов p(r")dV" вдоль этой оси. Действительно, если представить себе систему, состоящую из двух разноименных зарядов ±q в точках (0, 0, z ) и (0, 0, - z) с z = -/, где / - расстояние

между зарядами, то величина r"cosQ = ±-/ может быть вынесена

за знак интеграла (5.59). Тогда оставшееся выражение Jp(r")dF" станет равным заряду q, а весь коэффициент к ь равный lq=p, составит электрический дипольный момент, ориентированный вдоль направления г (введенный в подразделе 5.1.5).

Коэффициент к 2 представляет собой выражение

и носит название квадрупольного момента . В СИ квадрупольный момент измеряется в единицах Кл м . Для сферически симметричного зарядового распределения к 2 = 0. Для «сплюснутого» по оси Oz распределения положительного заряда к 2 0, а для отрицательного к 2 > 0. Если распределение заряда вытянуто вдоль оси Oz, то соотношение знаков зарядов для к 2 будет обратным.

Важным является то обстоятельство, что на основании выражения (5.57) потенциал электростатического поля системы распределенных зарядов по-разному спадает при увеличении расстояния г до точки наблюдения: чем выше порядок электрического момента, тем быстрее спадает с расстоянием потенциал, создаваемого им поля. Даже нейтральные системы (атомы, молекулы) создают вокруг себя электрическое поле, посредством которого эти системы взаимодействуют между собой. Соответственно, чем выше порядок электрического момента, тем ниже энергия взаимодействия заряда с полем; например, взаимодействие диполей между собой (диполь-дипольное взаимодействие) заметно слабее взаимодействия точечных зарядов (монополей) с кулоновским потенциалом и т.д.

• Более подробно квадрупольный момент рассмотрен в подразделе 9.2.3 при анализе
• свойств атомного ядра.

Тело, находящееся в потенциальном поле сил (электростатическое поле), обладает потенциальной энергией, за счет которой силами поля совершается работа. Работа консервативных сил совершается за счет убыли потенциальной энергии. Поэтому работу сил электро­статического поля можно представить как разность потенциальных энергий, которыми обладает точечный заряд Q 0 в начальной и конечной точках поля заряда Q : , откуда следует, что потенциальная энергия заряда q 0 в поле заряда Q равна . Она определяется неоднозначно, а с точностью до произвольной постоянной С . Если считать, что при удалении заряда в бесконечность (r ®¥) потенци­альная энергия обращается в нуль (U =0), то С =0 и потенциальная энергия заряда Q 0 , находящегося в поле заряда Q на расстоянии г от него, равна . Для одноименных зарядов Q 0 Q> 0 и потенциальная энергия их взаимодействия (оттал­кивания) положительна, для разноименных зарядов Q 0 Q <0 и потенциальная энергия их взаимодействия (притяжения) отрицательна.

Потенциал j в какой-либо точке электростатического поля есть физическая величина, определяемая потенциальной энергией единичного положительного заряда, помещен­ного в эту точку. Из чего следует, что потенциал поля, создаваемого точечным зарядом Q , равен . Работа, совершаемая силами электростатического поля при перемещении заряда Q 0 из точки 1 в точку 2 , может быть представлена как , т. е. равна произведению перемещаемого заряда на разность потенциалов в начальной и конечной точках.Разность потенциалов двух точек 1 и 2 в электростатическом поле определяется работой, совершаемой силами поля, при перемещении единичного поло­жительного заряда из точки 1 в точку 2 . Работа сил поля при перемещении заряда Q 0 из точки 1 в точку 2 может быть записана также в виде . Выражение для разности потенциалов: , где интегрирование можно производить вдоль любой линии, соединяющей начальную и конечную точки, так как работа сил электростатического поля не зависит от траек­тории перемещения.

Если перемещать заряд Q 0 из произвольной точки за пределы поля, т. е. в бесконеч­ность, где, по условию, потенциал равен нулю, то работа сил электростатического поля A ¥ =Q 0 j откуда

Потенциал - физическая величина, определяемая работой по переме­щению единичного положительного заряда при удалении его из данной точки поля в бесконечность. Эта работа численно равна работе, совершаемой внешними силами (против сил электростатического поля) по перемещению единичного положительного заряда из бесконечности в данную точку поля. Единица потенциала -вольт (В): 1 В есть потен­циал такой точки поля, в которой заряд в 1 Кл обладает потенциальной энергией 1 Дж (1 В = 1 Дж/Кл).

В случае электростатического поля потенциальная энергия служит мерой взаимодействия зарядов. Пусть в пространстве существует система точечных зарядов Q i (i = 1, 2, ... ,n ). Энергиявзаимодействия всех n зарядов определится соотношением

где r ij - расстояние между соответствующими зарядами, а суммирование производится таким образом, чтобы взаимодействие между каждой парой зарядов учитывалось один раз.

Из этого следует, что потенциал поля системы зарядов равен алгебраической сумме потенциалов полей всех этих зарядов:

Рассматривая электрическое поле, созданное системой зарядов, следует для определения потенциала поля использовать принцип суперпозиции:

Потенциал электрического поля системы зарядов в данной точке пространства равен алгебраической сумме потенциалов электрических полей, создаваемых в данной точке пространства, каждым зарядом системы в отдельности:

6. Эквипотенциальные поверхности и их свойства. Связь между разностью потенциалов и напряжённостью электростатического поля.
Воображаемая поверхность, все точки которой имеют одинаковый потенциал, называется эквипотенциальной поверхностью. Уравнение этой поверхности

Если поле создается точечным зарядом, то его потенциал Таким образом, эквипотенциальные поверхности в данном случае - кон­центрические сферы. С другой стороны, линии напряженности в случае точечного заряда - радиальные прямые. Следовательно, линии напряженности в случае точеч­ного заряда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.

Все точки эквипотенциальной поверхности имеют одинаковый потенциал, поэтому работа по перемещению заряда вдоль этой поверхности равна нулю, т. е. электростатические силы, действующие на заряд, всегда направлены по нормалям к эквипотенциальным поверхностям. Следовательно, вектор Е всегда нормален к эк­випотенциальным поверхностям, а поэтому линии вектора Е ортогональны этим повер­хностям.

Эквипотенциальных поверхностей вокруг каждого заряда и каждой системы заря­дов можно провести бесчисленное множество. Однако их обычно проводят так, чтобы разности потенциалов между любыми двумя соседними эквипотенциальными поверх­ностями были одинаковы. Тогда густота эквипотенциальных поверхностей наглядно характеризует напряженность поля в разных точках. Там, где эти поверхности рас­положены гуще, напряженность поля больше.

Итак, зная расположение линий напряженности электростатического поля, можно построить эквипотенциальные поверхности и, наоборот, по известному расположению эквипотенциальных поверхностей можно определить в каждой точке поля модуль и направление напряженности поля.

Найдем взаимосвязь между напряженностью электростатического поля, являющейся его силовой характеристикой, и потенциалом - энергетической характеристикой поля.

Работа по перемещению единичного точечного положительного заряда из одной точки поля в другую вдоль оси х при условии, что точки расположены бесконечно близко друг к другу и x 2 -x 1 = dx, равна E x dx. Та же работа равна j 1 -j 2 =dj. Приравняв оба выражения, можем записать

где символ частной производной подчеркивает, что дифференцирование производится только по х. Повторив аналогичные рассуждения для осей у и z, можем найти вектор Е :

гдеi, j, k - единичные векторы координатных осей х, у, z.

Из определения градиента следует, что

т. е. напряженность Е поля равна градиенту потенциала со знаком минус. Знак минус определяется тем, что вектор напряженности Е поля направлен в сторону убывания потенциала.

Для графического изображения распределения потенциала электростатического поля,как и в случае поля тяготения, пользуютсяэквипотенциальными поверхностями - поверхностями, во всех точках которых потенциал j имеет одно и то же значение.

Влад Мержевич

С помощью CSS можно добавить рамку к элементу несколькими способами. В основном, конечно же, применяется свойство border , как наиболее универсальное, а также outline и, как ни удивительно, box-shadow , основная задача которого - создание тени. Далее рассмотрим эти методы и их различия между собой.

Свойство outline

Самое простое свойство для создания рамок. Имеет те же параметры, что и border , но существенно отличается от него некоторыми деталями:

• outline выводится вокруг элемента (border внутри);
• outline не влияет на размеры элемента (border добавляется к ширине и высоте элемента);
• outline можно установить только вокруг элемента целиком, но никак не на отдельных сторонах (border можно использовать для любой стороны или всех сразу);
• на outline не действует радиус скругления, заданный свойством border-radius (на border действует).

Возникает вопрос - в каких случаях нужен outline , когда его роль, несмотря на перечисленные отличия, вполне берёт на себя border ? Ситуаций не так и много, но они встречаются:

• создание сложных разноцветных рамок;
• добавление рамки к элементу при наведении на него курсора мыши;
• сокрытие рамки, добавляемой браузером автоматически для некоторых элементов при получении фокуса;
• для outline можно задать расстояние от края элемента до рамки с помощью свойства outline-offset , для создания .

Разноцветные рамки

Надо понимать, что outline ни в коей мере не заменяет border и вполне может существовать вместе с ним, как показано в примере 1.

Пример 1. Создание рамки

В данном примере вокруг элемента добавляется чёрная рамка, которая отделена от фона белой каймой (рис. 1).

Рис. 1. Рамка вокруг элемента

Рамка при использовании:hover

При добавлении рамки через border происходит увеличение ширины элемента, что довольно заметно при сочетании border и псевдокласса :hover . Есть два способа, как это «победить». Самое простое - заменить border на outline , которое, как мы знаем, не оказывает влияния на размеры элемента (пример 2).

Пример 2. Рамка при наведении

outline не всегда годится, хотя бы потому, что на него скругление уголков не действует. Здесь подойдёт второй метод - добавляем невидимую рамку или рамку, совпадающую с цветом фона, а затем меняем её параметры при наведении (пример 3). Тогда никакого смещения элемента происходить не будет, поскольку рамка изначально уже есть. Но всегда помним, что ширина элемента при этом складывается из значений width , border слева и border справа. Аналогично обстоит и с высотой.

Пример 3. Рамка при наведении

Рамка вокруг полей формы

В некоторых браузерах (Chrome, Safari, последние версии Opera) вокруг полей формы при получении ими фокуса отображается небольшая цветная рамка (рис. 2). Чтобы её убрать, достаточно в стилях добавить к свойству outline значение none , как показано в примере 4.

Рис. 2. Рамка вокруг полей

Пример 4. Убираем рамку

Рамки через box-shadow

Хотя свойство box-shadow предназначено для добавления тени вокруг элемента, с его помощью можно и создавать рамки, причём такие, которые невозможно сделать через border или outline . Всё благодаря тому, что число теней может быть неограниченным, параметры которых перечисляются через запятую.

Чтобы получить рамку, первые три параметра следует задать нулевыми, они отвечают за положение тени и её размытие. Четвёртый параметр в данном случае отвечает за толщину границы, а пятый устанавливает цвет рамки. Для второй рамки четвёртый параметр равняется сумме толщин двух рамок.

В примере 4 показано добавление двух рамок и одной границы справа с помощью одного свойства box-shadow .

Пример 4. Использование box-shadow

Результат данного примера показан на рис. 3.

Рис. 3. Рамки, созданные свойством box-shadow

Свойство CSS border слажит для создания границы объекта, а именно за толщину рамки, за ее цвет и стиль. Это свойство широко используется в HTML. Можно создавать различные эффекты для лучшего восприятия контента на странице. Например, оформить сайдбар, шапку сайта, меню и т.п.

1. Синтаксис CSS border

border : border-width border-style border-color | inherit ;

• border-width - толщина рамки. Можно задавать в пикселях (px) или воспользоваться стандартными значениями thin, medium, thick (они отличаются только шириной в пикселях)
• border-style - стиль выводимой рамки. Может принимать следующие значения
  • none или hidden - отменяет границу
  • dotted - рамка из точек
  • dashed - рамка из тире
  • solid - простая линия (применяется чаще всего)
  • double - двойная рамка
  • groove - рифленая 3D граница
  • ridge , inset , outset - различные 3D эффекты рамки
  • inherit - применяется значение родительского элемента
• border-color - цвет рамки. Можно задавать с помощью конкретного названия цвета или в формате RGB (см. названия html цветов для сайта)

Примечание

Значения в свойстве CSS border можно задавать в любой последовательности. Чаще всего используют последовательность "толщина стиль цвет".

2. Примеры с различными границами рамок CSS border

2.1. Пример. Разные стили оформления границы рамки border-style

border-style: dashed

border-style: dashed

border-style: solid

border-style: double

border-style: groove

border-style: ridge

border-style: inset

border-style: outset

Четыре разных рамки

border-style: dotted

border-style: dashed

border-style: solid

border-style: double

border-style: groove

border-style: ridge

border-style: inset

border-style: outset

Четыре разных рамки

2.2. Пример. Изменения цвета рамки при наведении курсора мыши

Этот пример очень простой, но интересный. Он показывает, как можно использовать псевдокласс :hover и рамку CSS border для создания простых эффектов (например, для меню).

При наведении курсора мыши на блок цвет рамки изменится

Вот как это выглядит на странице:

2.3. Пример. Как сделать прозрачную рамку border

Рамку можно сделать прозрачной. Этот эффект редко, но иногда может быть очень полезен для веб-дизайнеров. Для задания прозрачности надо воспользоваться заданием цвета в виде RGBA (R, G, B, P) , где последним параметром задается прозрачность (вещественное число от 0.0 до 1.0)

Вот как это выглядит на странице:

3. Толщина границы: свойство border-width

Задает толщину линии. Ранее мы задавали ее в едином описании border.

Синтаксис CSS border-width

border-width : thin | medium | thick | значение ;

• thin - тонкая толщина линии
• medium - средняя толщина линии
• thick - толстая толщина линии

Ниже приведены несколько примеров. Самым необычным будет - это разная толщина границы у каждой стороны.

border-width: thin

border-width: medium

border-width: thick

Разная толщина у границ

Вот как это выглядит на странице:

border-width: thin

border-width: medium

border-width: thick

Разная толщина у границ

4. Как сделать рамку border только с одного края (границы)

У свойства CSS border есть производные свойства для задания односторонних границ у элемента:

• border-top - для задания рамки сверху (верхняя граница)
• border-bottom - для задания рамки снизу (нижняя граница)
• border-right - для задания рамки справа (правая граница)
• border-left - для задания рамки слева (левая граница)

Эти границы можно совмещать, т.е. прописать для каждого направления свою рамку. Синтаксис точно такой же как и у border.

Также есть свойства

• border-top-color - задание цвета верхний границы
• border-top-style - задание стиля верхней границы
• border-top-width - задание толщины верхней границы
• и т.д. для каждого направления

На мой взгляд проще писать все в строчку, чем плодить лишний текст в стилях. Например, следующие свойства будут одинаковыми

/* Описание двух одинаковых стилей: */

4.1. Пример. Красивая рамка для выделения цитат

Пример рамки для цитаты

Вот как это выглядит на странице:

Пример рамки для цитаты

Примечание
Можно задать отдельную границу для каждой из сторон.

5. Как сделать несколько границ border у элемента html

Иногда требуется сделать несколько границ. Приведем пример

5.1. Первый вариант с несколькими границами

Вот как это выглядит на странице:

Есть второй способ через наложение теней.

5.2. Наложение теней для создания нескольких границ

Вот как это выглядит на странице:

6. Скругление углов у границ (border-radius)

Для создания красивых рамок используют свойство CSS border-radius (доступно только в CSS3). С помощью него можно делать скругления углов, что создает совсем другой вид. Например

7. Вдавленная линия CSS

Вдавленные линии эффектно могут смотреться на темном фоне, что подходит далеко не каждому сайту.

---

Вот как это выглядит на странице:

Для обращения к border из JavaScript нужно писать следующую конструкцию:

document.getElementById("elementID").style.border ="VALUE "