Sammendrag, uke 14 (5. og 6. april)

Like dokumenter
Mandag E = V. y ŷ + V ẑ (kartesiske koordinater) r sin θ φ ˆφ (kulekoordinater)

Onsdag og fredag

a) C Det elektriske feltet går radielt ut fra en positivt ladet partikkel og radielt innover mot en negativt ladd partikkel.

Løsningsforslag til ukeoppgave 11

b) C Det elektriske feltet går radielt ut fra en positivt ladd partikkel.

Kap 28: Magnetiske kilder

Midtsemesterprøve onsdag 7. mars 2007 kl

Kap 28: Magnetiske kilder. Kap 28: Magnetiske kilder. Kap 28. Rottmann integraltabell (s. 137) μ r. μ r. μ r. μ r

Kap 28: Magnetiske kilder

Magnetisk hysterese. 1. Beregn magnetfeltet fra en strømførende spole med kjent vindingstall.

Løsningsforslag for eksamen i FY101 Elektromagnetisme torsdag 12. desember 2002

Løsningsforslag Fysikk 2 Vår 2013 Oppgav e

Kap 28: Magnetiske kilder. Kap 28: Magnetiske kilder. Magnetisme

Midtsemesterprøve fredag 10. mars kl

Øving 8. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

Løsningsforslag Fysikk 2 Høst 2014

Laboratorieøvelse i MNFFY1303-Elektromagnetisme Institutt for Fysikk, NTNU MAGNETISK HYSTERESE

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Løsningsforslag Fysikk 2 Høst 2015

Eksamen TFY 4240: Elektromagnetisk teori

Om bevegelsesligningene

Løsningsforslag Fysikk 2 V2016

1 Virtuelt arbeid for stive legemer

Betraktninger rundt det klassiske elektronet.

Fagoversyn: TFY4155/FY1003 Elektrisitet og magnetisme. kap mg mg. Elektrostatikk, inkl. elektrisk strøm Magnetostatikk Elektrodynamikk

Betinget bevegelse

Onsdag og fredag

Fysikk 2 Eksamen høsten Løsningsforslag

Kapittel 2: Krumlinjet bevegelse

Forelesning 9/ ved Karsten Trulsen

Fysikk 2 Eksamen høsten Løsningsforslag

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKALSK ELEKTRONIKK

Kap 28: Magnetiske kilder

Fysikk 2 Eksamen høsten Løsningsforslag

Fysikk-OL Norsk finale 2005

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Tirsdag E = F q. q 4πε 0 r 2 ˆr E = E j = 1 4πε 0. 2 j. r 1. r n

Fysikkolympiaden 1. runde 25. oktober 5. november 2004

Ladning og kapasitans

Løsningsforslag Fysikk 2 Vår 2014

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK: LØSNINGSFORSLAG

Onsdag isolator => I=0

Newtons lover i én dimensjon (2)

Klossen beveger seg med konstant fart, så Newtons 1.lov gir at friksjonskraften R er like stor som parallellkomponenten til tyngden G 2

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 9. Veiledning: 18. oktober. Innleveringsfrist: 23. oktober kl 14.

Fagoversyn: TFY4155/FY1003 Elektrisitet og magnetisme. mg mg. kap Elektrostatikk, inkl. elektrisk strøm Magnetostatikk Elektrodynamikk

EKSAMEN I FAG SIF 4008 FYSIKK Mandag 7. mai 2001 kl Bokmål. K. Rottmann: Matematisk formelsamling

Notat i FYS-MEK/F 1110 våren 2006

Mandag qq 4πε 0 r 2 ˆr F = Elektrisk felt fra punktladning q (følger av definisjonen kraft pr ladningsenhet ): F dl

Mandag Institutt for fysikk, NTNU TFY4155/FY1003: Elektrisitet og magnetisme Vår 2007, uke 4

Mandag Institutt for fysikk, NTNU TFY4155/FY1003: Elektrisitet og magnetisme Vår 2007, uke12

Oppsummering Fysikkprosjekt

Tirsdag r r

Oppgave 1 Svar KORT på disse oppgavene:

b) 3 MATEMATISKE METODER I 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Repetisjonsoppgaver Bruk av regneregler: 1 Regn ut: e) 0 x ) 4 3 d) 4 x f) 5y

Mandag Ledere: Metaller. Atomenes ytterste elektron(er) er fri til å bevege seg gjennom lederen. Eksempler: Cu, Al, Ag etc.

Newtons lover i to og tre dimensjoner

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Onsdag og fredag

Pensum. Fagoversyn: TFY4155/FY1003 Elektrisitet og magnetisme. kap21.ppt<file> Elektrostatikk, inkl. elektrisk strøm Magnetostatikk Elektrodynamikk

Oppgave 1 a)1 b)3 c)2 d)3 e)3 f)2 g)3 h)2 i)1 j)2 k)1 l)2

sosiale behov FASE 2: Haug barnehage

Fagoversyn: TFY4155/FY1003 Elektrisitet og magnetisme. mg mg. kap Elektrostatikk, inkl. elektrisk strøm Magnetostatikk Elektrodynamikk

NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK

Newtons lover i én dimensjon

Pensum. Fagoversyn: TFY4155/FY1003 Elektrisitet og magnetisme. kap21.ppt<file> Elektrostatikk, inkl. elektrisk strøm Magnetostatikk Elektrodynamikk

Diffraksjon og interferens med laser

Midtsemesterprøve onsdag 7. mars 2007 kl Versjon A

Pensum. Fagoversyn: kap21.ppt<file> -TFY4155 Elektromagnetisme -FY1003 Elektrisitet og magnetisme

Sammendrag, uke 13 (30. mars)

Pytagoreiske tripler og Fibonacci-tall

Fiktive krefter. Gravitasjon og planetenes bevegelser

Mandag 7. mai. Elektromagnetisk induksjon (fortsatt) [FGT ; YF ; TM ; AF ; LHL 24.1; DJG 7.

Løsningsforslag TEP 4110 FLUIDMEKANIKK 18.desember ρ = = = m / s m / s 0.1

Øving 3. Oppgave 1 (oppvarming med noen enkle oppgaver fra tidligere midtsemesterprøver)

Øving 6. Institutt for fysikk, NTNU TFY4155/FY1003: Elektrisitet og magnetisme. Veiledning: Uke 7 Innleveringsfrist: Mandag 19. februar.

Kap Rotasjon av stive legemer

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Mandag 4. desember 2006 kl

Newtons lover i to og tre dimensjoner

Problemet. Datamaskinbaserte doseberegninger. Usikkerheter i dose konsekvenser 1 Usikkerheter i dose konsekvenser 2

KJM Radiokjemidelen

Eksamen i TFY4205 Kvantemekanikk Mandag 8. august :00 13:00

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 8. juni 2007 kl

Kap. 4+5 Rotasjon av stive legemer. L = r m v. L = mr 2 ω = I ω. ri 2 ω = I ω. L = r m v sin Φ = r 0 mv. L = r m v = 0

ò ledning Kap 28: Magnetiske kilder Elmag og relativitetsteori i Notat 3 m r m r m r m r Kap 28 m r Bevegelse av ladninger gir magnetfelt B (28.

Tirsdag 15. april. et stykke materie er bygd opp av atomer, dvs av atomære magnetiske dipoler med magnetisk dipolmoment j = 1...n. m j. m

Kap Rotasjon av stive legemer

Løsningsforslag eksamen 2. august 2003 SIF 4005 Fysikk for kjemi og materialteknologi

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN FAG TFY4160 BØLGEFYSIKK OG FAG FY1002/MNFFY101 GENERELL FYSIKK II Lørdag 6. desember 2003 kl Bokmål

Mandag dq dt. I = Q t + + x (tverrsnitt av leder) Med n = N/ V ladningsbærere pr volumenhet, med midlere driftshastighet v og ladning q:

Løsningsforslag til øving 13

At energi ikke kan gå tapt, må bety at den er bevart. Derav betegnelsen bevaringslov.

Fysikk 2 Eksamen våren Løsningsforslag

Kap. 27 Kjapp historie. Kap. 27 Magnetisk felt og magnetiske krefter. Kap. 27 Magnetisme. Kraft på ledningsbit. Kap 27

EKSAMEN I EMNE SIE 4015 BØLGEFORPLANTNING

LØSNINGSFORSLAG TIL KONTINUASJONSEKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 17. august 2005 kl

Konstanter og formelsamling for kurset finner du bakerst Merk: Figurene til oppgavene er ofte på en annen side enn selve oppgaven

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I Mandag 17. desember 2007 kl

Transkript:

Institutt fo fysikk, NTNU TFY4155/FY1003: Elektisitet og magnetisme Vå 2005 Sammendag, uke 14 (5. og 6. apil) Magnetisk vekselvikning [FGT 28, 29; YF 27, 28; TM 26, 27; AF 22, 24B; H 23; DJG 5] Magnetisme som elativistisk fenomen (oienteingsstoff) [DJG 12.3.1] Se eget notat. ( Notate. ) adet patikkel i unifomt magnetfelt [FGT 28.3; YF 27.4; TM 26.2; AF 22.3; H 23.1, 23.4; DJG 5.1.2] Kaft på ladning q med hastighet v i magnetfelt B: F = qv B Med vinkel θ mellom v og B: Desom v B: F = qvb sin θ F = qvb Ha alltid F v og F B. Nå F v bli patikkelens bane en sikel med konstant v = v : dvs: F utføe null abeid F v F dl dt dw = F dl = 0 v = konstant og T = 1 2 mv2 = konstant Sentipetalakseleasjon: de e sikelbanens adius. a = v2 F = ma = m v2 = qvb = mv qb 1

Sikelbevegelsens vinkelfekvens: ω = v = qb m ω c (syklotonfekvensen) Vinkelfekvens = omløpt vinkel p tidsenhet Fekvensen = antall omløp p tidsenhet: f = ω 2π Peioden = omløpstida: T = 1 f = 2π ω Med både elektisk felt E og magnetfelt B tilstede påvikes ladningen av oentzkaften: Vi se at enheten fo magnetfelt må væe F = qe + qv B [B] = [F ] [qv] = I SI-systemet ha dette fått en egen betegnelse: [B] = T N Cm/s elle tesla. En altenativ enhet fo magnetfeltet e gauss (G). 1 tesla e det samme som 10000 gauss. Jodmagnetfeltet e ca 0.5 G, så et magnetfelt på 1 T e ganske mye. Magnetfelt fa elektisk støm [FGT 29.4; YF 28.2; TM 27.2; AF 24.11; H 23.5; DJG 5.2] Biot Savats lov (empiisk, dvs ekspeimentelt funnet): d B =? I dl infinitesimal ledebit, føe elektisk støm I (må i paksis væe del av ei lukket stømsløyfe) I 2

Bidaget db til magnetfeltet i punktet som ligge i en avstand fa ledebiten dl gitt ved vektoen, nå ledeen føe en stasjonæ (dvs tidsuavhengig) elektisk støm I e db = µ 0 I dl ˆ = µ 0 I dl 4π 2 4π 3 Supeposisjonspinsippet gjelde fo magnetfeltet, så magnetfeltet fa hele den lukkede stømsløyfa bli B = db = µ 0I dl ˆ 4π 2 Ettesom ladning ikke oppstå elle fosvinne av seg selv, må det ei lukket sløyfe til fo å oppettholde en konstant elektisk støm I. I pinsipp kan Biot Savats lov bukes til å bestemme magnetfeltet i en vilkålig posisjon i fohold til ei vilkålig utfomet stømsløyfe. I paksis klae vi bae å løse integalet i Biot Savats lov analytisk fo enkelte spesialtilfelle, f.eks. ett lede, på symmetiaksen til sikulæ elle kvadatisk stømsløyfe osv. (Pobleme som ikke kan løses analytisk kan løses med numeiske metode.) Magnetiske feltlinje [FGT 29.2; YF 27.3; TM 26.1; H 23.1] Innføes fo å visualisee magnetfeltet i et omåde. Definees på tilsvaende vis som vi gjode med elektiske feltlinje: Retningen: B paallell med feltlinjene ovealt. Styken: B poposjonal med tettheten av feltlinje (dvs antall feltlinje p flateenhet) MERK at vi alltid ha lukkede feltlinje fo B. Det e fodi det ikke eksistee magnetiske monopole i natuen. (Mens elektiske monopole, dvs positive og negative ladninge, finnes!) Deimot bestå natuen av... Magnetiske dipole [FGT 28.5, 29.4; YF 27.7; TM 26.3; AF 22.7; H 23.3, 26.2; DJG 5.4.3] Elektisk stømsløyfe = Magnetisk dipol: n ^ (flatenomal) I omsluttet aeal: A ("vektoaeal": A = A n^ ) 3

Magnetisk dipolmoment (fo plan stømsløyfe): Enhet: [m] = [IA] = Am 2 m = IA = IAˆn Elementæpatikles og atomes magnetiske dipolmoment [FGT 31.2; YF 28.8; TM 27.5; AF 22.7, 23.7; H 26.2; DJG 5.4.3, Poblem 5.56] Klassisk bilde av atom: Elektone i (sikulæ) bane undt atomkjenen. Elektisk støm I i sikelbanen fo ladning q med hastighet v i sikelbane med adius : I = q τ = q 2π/v = qv 2π de τ = omløpstiden. Omsluttet aeal e: Magnetisk dipolmoment bli: A = π 2 m = IA = qv 2π π2 = 1 2 qv Kan uttykkes ved patikkelens banedeieimpuls : de m = patikkelens masse. = m v = m x v m v Fo sikelbane e v slik at Demed: = = mv m = 1 2 qv = q 2m 4

På vektofom: Fo elekton (med q = e og m = m e ): m = q 2m m = e 2m e = m x v v m e, e m = I A n^ = e 2m e Elektone (og potone og nøytone osv) ha også inde deieimpuls, såkalt spinn S. Klassisk bilde av spinn fo elekton: Roteende ladet kule. Klassisk foventes bidag e 2m e S fa spinnbevegelsen til elektonets totale magnetiske dipolmoment. Kvalitativt e disse klassiske bildene OK: Elementæpatikle som elektone, potone og nøytone ha magnetisk dipolmoment m som kan uttykkes ved patikkelens totale deieimpuls J = +S = vektosummen av banedeieimpulsen og spinnet S. Kvantitativt byte den klassiske modellen sammen: Det e helt nødvendig med en kvantemekanisk beskivelse fo å kunne egne ut de ulike patiklenes magnetiske dipolmoment, og demed et atoms magnetiske dipolmoment m A. Vi kan ikke gå inn på den kvantemekaniske beskivelsen he. Vi ha imidletid kanskje klat å ovebevise oss om at atome faktisk e små elektiske stømsløyfe, og defo små magnetiske dipole. Med ande od: Mateien som vi omgi oss med bestå av mange små atomæe magnetiske dipole: 5

et stykke mateie e bygd opp av atome, dvs av atomæe magnetiske dipole med magnetisk dipolmoment j = 1...n m j m 1 m 2 m 3... m n Tidligee i kuset ha vi studet elektiske dipole med elektisk dipolmoment p og sett hvodan disse utsettes fo et deiemoment τ = p E og ettes inn nå de plassees i et elektisk felt E. Vi ha sett at dette e elevant fo å kunne fostå hvodan dielektiske mateiale oppføe seg i et elektisk felt, fodi et dielektikum nettopp bestå av atomæe elle molekylæe elektiske dipole, dvs atome elle molekyle med elektisk dipolmoment p. Det vi ettehvet skal gjøe e å se på hvodan magnetiske dipole med magnetisk dipolmoment m på samme vis utsettes fo et deiemoment τ = m B og ettes inn nå de plassees i et magnetfelt B. Dette e elevant fo å kunne fostå hvodan ulike mateiale oppføe seg i et magnetfelt, fodi mateie nettopp bestå av atomæe magnetiske dipole, dvs atome med magnetisk dipolmoment m. Magnetiseing og magnetisme e magnetostatikkens sva på polaiseing i elektostatikken! NESTE UKE (uke 15): Vi state med å se på hva slags kefte som vike på en elektisk støm nå den plassees i et magnetfelt. Det e klat at det må væe utgangspunktet fo å fostå hvodan en magnetisk dipol (dvs ei elektisk stømsløyfe) påvikes av et magnetfelt, på samme måte som at elektiske kefte på punktladninge va utgangspunktet fo å fostå hvodan en elektisk dipol påvikes av et elektisk felt. Vi skal også snakke om Ampees lov, som i endel tilfelle med passende symmeti gjø det meget enkelt å bestemme magnetfeltet fa en gitt konfiguasjon av elektisk(e) støm(me). 6