Elektryczno ść i Magnetyzm

1. Elektryczność i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk 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, www.fuw.edu.pl/~gaj • Konsultacje: w miarę zapotrzebowania • W trakcie wykładu: pytania i uwagi! • Kontakt: 55 32 214, gaj@fuw.edu.pl 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? 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 Wykład pierwszy

5. Literatura • Feynmana wykłady z fizyki • Szczeniowski: Fizyka doświadczalna • Piekara: Elektryczność i budowa materii • Gaj: Elektryczność i magnetyzm • http://www.fuw.edu.pl/~gaj (zeszłoroczne prezentacje będą sukcesywnie zmieniane) Wykład pierwszy

6. + Wahadełka elektrostatyczne + Wykład pierwszy

7. Zagadka: dlaczego lata? Wykład pierwszy

8. + Wahadełka elektrostatyczne Jak to sprawdzić ilościowo? - Wykład pierwszy

9. Waga skręceń F12 Q1 Q2 r12 Wykład pierwszy

10. Oddziaływanie elektrostatyczne: jak zależy od odległości? Wykład pierwszy

11. Prawo Coulomba(oddziaływanie na odległość) r21 • Q (C) - ładunek elektryczny • Ładunek elektronu e = 1,602.10-19 C • 0 = 8,854.10-12 C2/(N.m2) • Konwencje: r21 do ładunku, na który działa siła • F12 siła, jaką działa ładunek 1 na ładunek 2 F21 Q2 F12 Q1 Symetria sferyczna Charles Augustin de Coulomb (1736 – 1806) Wykład pierwszy

12. Pomiar ładunku + Q Kalibracja: 15 nC/podz 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 Wykład pierwszy

14. Model prądu elektrycznego + _ Wykład pierwszy

15. Wahadełko elektrostatyczne http://www.sci-toys.com/scitoys/scitoys/electro/electro4.html#franklin Wykład pierwszy

16. Elektroskop Wykład pierwszy

17. Elektroskop 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 Wykład pierwszy

19. Ładowanie elektroskopu - - - - - Wykład pierwszy

20. Ładowanie elektroskopu przez indukcję: przeciwnym znakiem - - - - - + + - - - + Wykład pierwszy

21. Oddziaływanie ładunku punktowego z jednorodnym rozkładem liniowym y  2 Q 1 x D Kierunek prostopadły (x) R/R W granicy bardzo długiego drutu (1 = -/2, 2 = /2) W granicy bardzo krótkiego drutu ( << 1) Symetria cylindryczna Zależność od D Prawo Coulomba! 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! Wykład pierwszy

23. Równowaga ładunkowa w przyrodzie • Ładunki w doświadczeniach elektrostatycznych rzędu 10-7 C • Liczba elektronów rzędu liczby AvogadryNA = 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? Wykład pierwszy

24. Eksplozja kulombowskaCoulomb explosion http://www.mpi-hd.mpg.de/ato/jb98_html/node18.html Wykład pierwszy