Elektryczność i Magnetyzm

Prezentacja na temat: "Elektryczność i Magnetyzm"— Zapis prezentacji:

1 Elektryczność i Magnetyzm
Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

2 Sprawy organizacyjne Terminy: wtorek 9:15, czwartek 14:15
Kolokwia: 29 marca i 10 maja (9:00-13:00) Egzamin pisemny: 8 czerwca (9:00-14:00) Zaliczenie Udział w ćwiczeniach 2 kolokwia: 50% punktów zalicza ćwiczenia Egzamin pisemny (zadania), pełni także funkcję kolokwium poprawkowego (w sesji poprawkowej) Egzamin ustny Informacja w USOS, Konsultacje: w miarę zapotrzebowania W trakcie wykładu: pytania i uwagi! Kontakt: , 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

3 Wstęp Co dostarcza satysfakcji w fizyce? Czy fizyka jest nauką ścisłą?
Znaczenie znajomości faktów (doświadczenia!) Rzędy wielkości Historia czy współczesność? O czym będzie? 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

4 Porządek wykładu Elektrostatyka Prąd elektryczny Magnetostatyka
Indukcja elektromagnetyczna Materia w polu elektrycznym i magnetycznym Prąd zmienny, obwody prądu zmiennego Fale elektromagnetyczne w falowodzie i w otwartej przestrzeni 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

5 Literatura Feynmana wykłady z fizyki
Szczeniowski: Fizyka doświadczalna Piekara: Elektryczność i budowa materii Gaj: Elektryczność i magnetyzm (zeszłoroczne prezentacje będą sukcesywnie zmieniane) 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

6 Wahadełka elektrostatyczne
+ + 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

7 Zagadka: dlaczego lata?
16 lutego 2010 Wykład pierwszy

8 Wahadełka elektrostatyczne
Jak to sprawdzić ilościowo? + - 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

9 Waga skręceń F12 Q1 Q2 r12 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

10 Oddziaływanie elektrostatyczne: jak zależy od odległości?
16 lutego 2010 Wykład pierwszy

11 Prawo Coulomba (oddziaływanie na odległość)
F21 Q1 Q2 F12 Symetria sferyczna Q (C) - ładunek elektryczny Ładunek elektronu e = 1, C 0 = 8, C2/(N.m2) Konwencje: r21 do ładunku, na który działa siła F12 siła, jaką działa ładunek 1 na ładunek 2 Charles Augustin de Coulomb (1736 – 1806) 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

12 Pomiar ładunku + Q Kalibracja: 15 nC/podz 16 lutego 2010
Wykład pierwszy

13 Rzędy wielkości F = 0.001 N r = 0.1 m Q = 10-7 C, 10-8 C
Sprawdzenie: F = Q2/(40r2)  10-15/(10-10  0.01) = 10-3 N 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

14 Model prądu elektrycznego
+ _ 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

15 Wahadełko elektrostatyczne
16 lutego 2010 Wykład pierwszy

16 Elektroskop 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

17 Elektroskop 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

18 Przewodniki i izolatory
Przewodniki: zawierają swobodne ładunki elektryczne Klasyczne przewodniki: metale, zawierające swobodne elektrony Izolatory (dielektryki) zawierają ładunki zlokalizowane. Przykłady izolatorów: szkło, papier, ebonit, teflon Podział na przewodniki i izolatory jest nieostry 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

19 Ładowanie elektroskopu
- - - - - 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

20 Ładowanie elektroskopu przez indukcję: przeciwnym znakiem
- - - - - + + - - - + 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

21 Oddziaływanie ładunku punktowego z jednorodnym rozkładem liniowym
 2 Q 1 x D Kierunek prostopadły (x) W granicy bardzo długiego drutu (1 = -/2, 2 = /2) W granicy bardzo krótkiego drutu ( << 1) R/R Symetria cylindryczna Zależność od D Prawo Coulomba! 16 lutego 2010 Wykład pierwszy Uwaga: dla siły działającej na ładunek punktowy te same wzory (zmiana znaku F i r)

22 Oddziaływanie ładunku punktowego z jednorodnym rozkładem dwuwymiarowym (krążek)
   Q z R h W granicy bardzo dużego promienia R>>h ( = /2) W granicy bardzo małego promienia R<<h ( = R/h) Nie zależy od odległości! Prawo Coulomba! 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

23 Równowaga ładunkowa w przyrodzie
Ładunki w doświadczeniach elektrostatycznych rzędu 10-7 C Liczba elektronów rzędu liczby Avogadry NA = 61023 Ładunek całkowity mola elektronów NA e = 61023  1.6 10-19 C  105 C Neutralność z dokładnością do 12 rzędów! A gdyby ją silnie zaburzyć? 16 lutego 2010 Wykład pierwszy

24 Eksplozja kulombowska Coulomb explosion
16 lutego 2010 Wykład pierwszy