Plcan pdęcznk lktycznść lktycznść magntyzm. D. Hallday, R. Rsnck J. Walk Pdstawy zyk lktycznść magntyzm (tm ). Hwtt zyka wkół nas d Mnka Makcka-Rydzyk pkazy dśwadczń: Rafał Wjtynak. R. Kudzl Pdstawy lkttchnk 4. B. Jawsk, A. Dtłaf, L. Młkwska Kus fzyk lktycznść magntyzm (tm ) http://hypphyscs.phy-ast.gsu.du/hbas/hfam.html Ładunk lktyczny Pl lktyczn Pjęc pla lktyczng. Właścwśc ładunków lktycznych Budwa atmu. Cząstk lmntan twząc atm Oddzaływana pmędzy naładwanym cząstkam (Paw Culmba) NatęŜn pla lktyczng. Ln pla lktyczng. Pl lktyczn ładunku punktwg. Zasada suppzycj natęŝń. Cągł zkłady ładunków. Dpl lktyczny. Dplwy mmnt lktyczny Kwantyzacja ładunku Pl lktyczn wytwazan pzz dpl. Paw zachwana ładunku Dpl w plu lktycznym. lktstatyka Istnją dwa dzaj ładunków, umwn zwan ddatnm ujmnym Ładunk jdnmnn dpychają sę, a óŝnmnn pzycągają sę Czą Cząstk lmntan Atmy składają sę z lktnów jąda Rzma atmu 0-0 m. Rzma jąda 5 0-5 m. Jąd twzą dwa typy cząstk lmntanych: ptny nutny. lktny są naładwan ujmn, ptny są naładwan ddatn, natmast nutny są bjętn lktyczn. http://www.answs.cm/tpc/a-flt-#tp
Budwa atmu Atmy są lktyczn bjętn. Lczba lktnów w atm jst ówna lczb ptnów, kśla ją lczba atmwa Z (lczba ta dtmnuj właścwśc chmczn substancj). Sumę ptnów nutnów kśla lczba maswa A Cząstk lmntan masa ładunk Nutn (n) : m n.675 0-7 kg; 0 Ptn (p) : m p.67 0-7 kg; A lczba ptnów lczba nutnów Z lczba ptnów lczba lktnów Lczba atmwa Z jdnznaczn znacza dany pwastk. Odmany tg samg pwastka chmczng óŝnąc sę lczbą nutnów w jądz atmu (jdnakw Z, óŝn A) nazywan są ztpam. 5 U Wdó ma tzy natualn ztpy: ptn H jdn ptn bak nutnów w jądz (twały) dut: H jdn ptn jdn nutn w jądz (twały) tyt: H jdn ptn dwa nutny w jądz (ntwały) lktn () : m 9. 0 - kg; - 9 Ładunk.600 0-9 C zwany jst ładunkm lmntanym. KaŜdy sptykany w pzydz ładunk jst całkwt kwtą wlktnśc cą ładunku lmntang. Okśln cząstka lmntana dtyczy tylk lktnu; Ptny nutny psadają badzj złŝną budwę - lmntam budującym t cząstk są kwak. Klasyfkacja cząstk Kwantyzacja ładunku Całkwty ładunk cała psadającg N p ptnów, N lktnów az N n nutnów t: PODSTAWOW CZĄSTKI N p - N 0N n (N p N ) N N n N p CZĄSTKI LMNTARN Rzpad bta Zatm jŝl: N p N t cał jst bjętn lktyczn, N p > N t cał jst naładwan ddatn, N p < N t cał jst naładwan ujmn. Pzwdnk zlaty Pzwdnk matał zbudwany z atmów, d któych łatw dywają sę lktny walncyjn (jdn lub węcj), któ z kl twzą wwnątz pzwdnka tzw. gaz lktnwy. lktny t n są zwązan z knktnym jnm ddatnm mgą sę swbdn puszać np. mdź, gln, Ŝlaz. Izlat lktyczny (dlktyk) substancja w któj paktyczn n ma ładunków swbdnych np. szkł, camka, guma. nnalktyzwan slk jdwab Zasada zachwana ładunku Wskutk lktyzwana ładunk mgą pzchdzć d jdnych cał d dugch, jdnak całkwta suma ładunków n zmna sę. pałczka szklana jdwab nalktyzwany ujmn slk - - - - Zasada zachwana ładunku W układz zlwanym lktyczn algbaczna suma ładunków lktycznych jst stała. 8 U 4 Th 4 9 90 H pałczka szklana nalktyzwana ddatn
lktyzwan pzz wpływ Paw Culmba k a) dpychan b) dpychan 4πεε ε 8.85 0 - C /(N m ) pznkalnść lktyczna póŝn ε - względna pznkalnść dlktyczna c) pzycągan Sła lktstatyczng ddzaływana wzajmng dwóch punktwych ładunków lktycznych jst wpst ppcjnalna d lczynu tych ładunków dwtn ppcjnalna d kwadatu dlgłśc mędzy nm Wktwy zaps pawa Culmba Zasada suppzycj sł > 0 k ˆ ws ˆ ˆ W układz n cząstk naładwanych wypadkwa sła dzałająca na ładunk j jst wktwą sumą sł ddzaływana z kaŝdym z pzstałych (n -) ładunków tg układu. j j ( Składan sł î k î ( cs Θ)î ( sn Θ) ĵ k cs Θ î k sn Θ ĵ Wyznacz słę dzałającą na ładunk y y Θ Θ cs )î ( sn ) ĵ k Θ > 0 < 0 cs Θ î sn Θ ĵ Pównan sł ddzaływana lktstatyczng gawtacyjng C ODDZIAŁYWANI LKTROSTATYCZN Sła, jaką ddzałują na sb dwa ładunk punktw, znajdując sę w pwtzu (ε), ddaln d sb mt, bydwa naładwan ładunkm C: 4πε 9 N m 9 0 C C C 9 9 0 N m m ODDZIAŁYWANI GRAWITACYJN Sła, jaką ddzałują na sb dwa cała mas kg, ddaln d sb m: mm g G 6,67 0 N
NatęŜ ęŝn pla lktyczng Pl lktyczn ładunku punktwg Tstwa cząstka w punkc P Pl lktyczn w punkc P Naładwany bkt RzwaŜmy dwlny punkt P w pblŝu naładwang bktu.. Umśćmy ddatn ładunk w punkc P. Zmzmy słę dzałającą na tstwy ładunk. NatęŜn pla lktyczng w punkc P dfnujmy jak: UWAGA! Ładunk mus być na tyl mały, aby n zabuzyć zkładu ładunku naładwang bktu. naładwana cząstka wytwaza pl lktyczn Pl lktyczn ddzałuj na cząstkę naładwaną, któa sę w tym plu znajdz Dla ładunku punktwg ˆ 4πεε P k ˆ Zasada suppzycj natęŝ ęŝń NatęŜn pla lktyczng układu ładunków punktwych ówna sę sum wktwj natęŝń wytwznych pzz kaŝdy z ładunków k Dla ładunków punktwych Zadan: Wyznacz natęŝ ęŝn pla lktyczng wytwazang pzz układ tzch ładunków w punktwych umszcznych w naŝach ach pstkąta ta w punkc ówndlg wndlgłym d kaŝdg z tych ładunków. ˆ >0 - <0 <0 Ln pla lktyczng Kzyw, d któych styczn w kaŝdym punkc pkywają sę z kunkm wkta natęŝna pla (ch kunk jst zgdny z kunkm natęŝna pla) Lczba ln na jdnstkę pwzchn mzna w płaszczyźn pstpadłj d ln jst ppcjnalna d watśc wkta natęŝna pla lktyczng http://www.slcc.du/schls/hum_sc/physcs/tut/0/_flds/ l - p l Dpl lktyczny Dplm lktycznym nazywamy układ dwóch ładunków lktycznych, ównych pd względm watśc bzwzględnj, lcz pzcwng znaku, któych dlgłść wzajmna l jst mała w stsunku d ch dlgłśc d zpatywanych punktów pla lktyczng. Ilczyn ładunku ddatng dpla amna dpla t dplwy mmnt lktyczny / - / p l NatęŜ ęŝn pla lktyczng na s dpla l - k ˆ _ k ˆ _ l l l l ˆ A k l p >> l k _ kl - A A kp ( l / 4) ( l / 4)
NatęŜ ęŝn pla lktyczng na symtalnj dpla ( B) ) l - B - p ( l / 4) B cs ˆl cs k >> l k ( l / 4) l / ( l / 4) l ( l / 4) p k / / / p Ln pla dpla lktyczng http://www.slcc.du/schls/hum_sc/physcs/tut/0/_flds/ Rzkład lnwy ładunku : ładunk złŝny wzdłuŝ ln gęstść lnwa ładunku gęstść pwzchnwa ładunku Cągł zkłady ładunków λ lm l 0 l Rzkład pwzchnwy ładunku: ładunk złŝny na pwzchn cała σ lm S 0 S Rzkład pzstznny ładunku : ładunk złŝny w pwnj bjętśc gęstść bjętścwa ładunku ρ lm V 0 V NatęŜ ęŝn pla lktyczng na s naładwang adwang pścna (gęst stść lnwa ładunku λ/ /l) >0 cs y y y a ( a ) y k λ P λ l πa 0 (a ) πaλ cs k a k π l k 0 (a ) (a ) k (a ) Pl lktyczn wytwazan pzz cągły y zkład ładunków ρ V C m Ładunk w plu lktycznym V ˆ P ρ( ) V 4πε 4πε ) ( ) V ρ ˆ
Dpl w plu lktycznym Dpl umszczny w jdndnym plu lktycznym dznaj dzałana ana mmntu m sł τ l l - - l p τ - τ l - ( ) Mmnt sł τ p. Kunk: pstpadły d płaszczyzny zawającj wkty p. Zwt kśla guła śuby pawskętnj τ p τ p τ p. Watść: τ p sn Kdy mmnt sł jst ówny zu? Dpl w plu lktycznym p τ 0 Zwt dplwg mmntu lktyczng względm pla lktyczng zgdny pzcwny nga ptncjalna dpla lktyczng p p p p p p cs p 0 p nga mnmalna 80 p p nga maksymalna