Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2...

60
Electromagnetic interactions Oddzialywania elektromagnetyczne

Transcript of Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2...

Page 1: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Electromagnetic interactions

Oddziaływania elektromagnetyczne

Page 2: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Odziaływania grawitacyjne - siła

powszechnego ciążenia (Newton)

2

21grawit

r

mmGF =

2

211

s

Nm1067.6G −

×=

http://universeadventure.org/universe_4-6.html

Page 3: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Odziaływania elektrostatyczne i …

Page 4: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

przepływ prądu to …

prąd

ruch

elektronów

Page 5: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

… skutki siły Coulomba

qq1rqq rr

r

q1 q2

r12

123

12

21

012

12

2

12

2121 r

r

qq

4

1

r

r

r

qqkF

rr

r

πε==→

+ - + +

Page 6: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Pole grawitacyjne (elektryczne):

natężenie pola i linie pola

Pole ładunku

punktowego

Page 7: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Dipol elektryczny

Electric Force Fields

Page 8: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Do gravity and electrostatic

interactions explain everything?interactions explain everything?

Of course, no!

Page 9: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Unbelivable properties of magnetic

needle!!!

Page 10: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Opposite poles (ends) attract,

like poles repell

Page 11: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Linie pola magnetycznego

Page 12: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Iron filing map of the field lines

of a bar magnet

Page 13: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Ziemskie pole magnetyczne

Uwaga: igiełki kompasów są źle (odwrotnie) narysowane!!!

Page 14: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Wędrówka biegunów…

http://science.nasa.gov/headlines/y20

03/29dec_magneticfield.htm

Page 15: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Flips of the field

• The north and the south poles swap places

• The last one was 780,000 years ago

Page 16: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Prąd też wytwarza pole

magnetyczne !!!

Magnetic Fields and Compass Orientation

Page 17: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Pole mag. prostego drutu

Pole magnetyczneprostoliniowego przewodnika z prądem

Page 18: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Pętla z prądem czyli dipol magnetyczny

Page 19: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Porównanie dipoli elektr. i magnet.

Page 20: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Pole mag. solenoidu

Page 21: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Pole magnesu sztabkowego

Page 22: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

W poszukiwaniu

najmniejszego magnesu…

Page 23: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Chopped magnet, please…

http://sol.sci.uop.edu/~jfalward/magneticforcesfields/magneticforcesfields.html

Page 24: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Okazało by się, że…

niektóre atomy są magnesaminiektóre atomy są magnesami(te z nieparzystą ilością elektronów)

Page 25: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Na końcu zostałby niepodzielny

elektron ze swoim SPINEM

The electron is like a The electron is like a

magnetic dipole,

a miniature magnet, with

a north end and a south

end

Page 26: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...
Page 27: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Domeny magnetyczne w

ferromagnetykach

Page 28: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Magnesowanie ferromagnetyków

(stali, żelaza)

Page 29: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Czego jeszcze nie „tłumaczy”

siła powszechnego ciążenia

(grawitacji) (grawitacji)

i siła Coulomba

(elektrostatyczna)

???

Page 30: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Dziwne tory naładowanych cząstek

Cząstkaobojętna Mniejszy

pęd

Większypęd

Page 31: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Siła elektrodynamiczna (siła Lorentza)

zagina tor pojedynczego ładunku

Page 32: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

i całego strumienia elektronów, też.

Page 33: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

i popycha cały przewodnik ze

strumieniem elektronów (z prądem)

Page 34: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Komora pęcherzykowa

Page 35: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Magnetyczna tarcza

Protony

Elektrony

Page 36: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Więcej o własnościach siły

Lorentza

i o tym jak za jej pomocą i o tym jak za jej pomocą

określić

wektor natężenia pola

magnetycznego B

Page 37: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Magnetic field strength B

(magnetic induction)

0F = BvqFmax ⋅⋅=

Page 38: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Reguła śruby prawoskrętnej

(korkociągu) dla siły Lorentza

vq

FB max

⋅=

vqB

⋅=

i określenie wartości

wektora B (natężenia

pola magnetycznego)

Page 39: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Pełen wzór dla siły Lorentza

( )( )

BvqFrr

rrr×= ( )

( )BvBvqFrr

,sin⋅⋅⋅=

Page 40: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Zamiast reguły korkociągu

można…

Page 41: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Jak używać prawej ręki?

(ucząc się magnetyzmu)

Page 42: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Do wyznaczania kierunku pola B drutu

Page 43: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Do wyznaczania kierunku pola B ramki

B

Page 44: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Motor effect - „the Bil force”

To kolejny przejaw siły Lorentza

Page 45: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Motor effect - „the Bil force”

To kolejny jak przejaw siły Lorentza

Motor effect - „the Bil force”

Page 46: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Działo Lorentza

Page 47: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Siła „Bil” dla ramki z prądem…

Page 48: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Siła „Bil” w silniku…

ACpower

supply Silnik elektryczny prądu stałegoobejrzyj tutaj

Page 49: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

… i w mierniku prądu (galwanometrze)

Page 50: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Ruchomy przewodnik w polu

magnetycznym

Page 51: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Siła elektromotoryczna indukcji

(przyczyna nr1)

Page 52: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Siła elektromotoryczna indukcji

(przyczyna nr 2)

Faraday's Magnetic Field Induction Experiment

Page 53: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Reguła Lenza (dwie cewki)

Br

rośnie malejeBr

I1 rośnie I2 maleje

Lenz’s Law

Page 54: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Reguła Lenza (cewka i magnes)

Page 55: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Transformator

1

2

2

1

N

N

U

U=

Page 56: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Samoindukcja w cewce z prądem

(„przepięcia i przebicia”)

Page 57: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Prądnica

AC Generator Action

Prądnica

Page 58: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Prawo Faradaya

dt

dSEM BΦ

−=

dt

d BΦ Prędkość zmian strumienia indukcji magnetycznej

Page 59: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...

Demonstracje z elektromagnetyzmu (linie pola, prawo Faradaya, reguła Lenza itp..)

http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/index.html

Magnetic Fields and Compass Orientation

Faraday's Magnetic Field Induction Experiment

Another Faraday's Induction Experiment

Lenz's Law

Magnetic Field Lines

Attraction and Repulsion By Magnet Poles

Szczególnie polecam

Page 60: Electromagnetic interactionsmother/IB/Prezentacje/pdf Magnetyzm.pdf · 1 2 grawit r m m F = G 2 2 11 s Nm G = 6.67 ×10 ... Konrad Created Date: 2/29/2008 11:16:49 PM ...