Φυλλάδιο για το 1ο κεφάλαιο της Φυσικής Γ´ Γυμνασίου, Ηλεκτρική Δύναμη & Φορτίο. Περιέχει σύνοψη θεωρίας με τη μορφή ερώτησης – απάντησης και 2 διαγωνίσματα με τις απαντήσεις τους.
22 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΑΤΙΚΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ ΜΑΣ ΖΩΗHOME
Στο σχολείο συνήθως μαθαίνουμε στα παιδιά τους νόμους της Φυσικής, αλλά σπανίως τις εφαρμογές της Φυσικής στην καθημερινή μας ζωή. Αποτέλεσμα οι μαθητές να μην συνδέουν τη Φυσική με την Ζωή τους.
Στην παρουσίαση αυτή προσπαθώ να αναιρέσω αυτή την παθογένεια, παρουσιάζοντας :
"22 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΑΤΙΚΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ ΜΑΣ ΖΩΗ"
Φυλλάδιο για το 1ο κεφάλαιο της Φυσικής Γ´ Γυμνασίου, Ηλεκτρική Δύναμη & Φορτίο. Περιέχει σύνοψη θεωρίας με τη μορφή ερώτησης – απάντησης και 2 διαγωνίσματα με τις απαντήσεις τους.
22 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΑΤΙΚΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ ΜΑΣ ΖΩΗHOME
Στο σχολείο συνήθως μαθαίνουμε στα παιδιά τους νόμους της Φυσικής, αλλά σπανίως τις εφαρμογές της Φυσικής στην καθημερινή μας ζωή. Αποτέλεσμα οι μαθητές να μην συνδέουν τη Φυσική με την Ζωή τους.
Στην παρουσίαση αυτή προσπαθώ να αναιρέσω αυτή την παθογένεια, παρουσιάζοντας :
"22 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΑΤΙΚΟΥ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ ΣΤΗΝ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ ΜΑΣ ΖΩΗ"
Στην ομιλία αυτή συζητάμε για την κυματική φύση της ύλης, βασιζόμενοι στην υπόθεση του De Broglie.
Οι εφαρμογές, η πειραματική επιβεβαίωση και η φυσική εξήγηση των τροχιών του μοντέλου του Bohr παρουσιάζονται και εξηγούνται εκτενώς.
Πανελλήνιος Διαγωνισμός Φυσικής B΄ Λυκείου 2006/ Θέματα και ΛύσειςHOME
Πανελλήνιος Διαγωνισμός Φυσικής B΄ Λυκείου 2006/ Θέματα και Λύσεις
όπως έχουν δημοσιευθεί στον ιστότοπο "micro-kosmos"
Λάμπρος Αδάμ
www.lam-lab.com
adamlscp@gmail.com
Πανελλήνιος Διαγωνισμός Φυσικής B΄ Λυκείου 2007/ Θέματα και ΛύσειςHOME
Πανελλήνιος Διαγωνισμός Φυσικής B΄ Λυκείου 2007/ Θέματα και Λύσεις
όπως έχουν δημοσιευθεί στον ιστότοπο "micro-kosmos"
Λάμπρος Αδάμ
www.lam-lab.com
adamlscp@gmail.com
Πανελλήνιος Διαγωνισμός Φυσικής Γ΄ Λυκείου 2011 / Β΄ Φάση / Θέματα και ΛύσειςHOME
Πανελλήνιος Διαγωνισμός Φυσικής Γ΄ Λυκείου 2011 / Β΄ Φάση / Θέματα και Λύσεις
όπως έχουν δημοσιευθεί στον ιστότοπο "micro-kosmos"
Λάμπρος Αδάμ
www.lam-lab.com
adamlscp@gmail.com
Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική VIII: Το Spin Κι οι εφαρμογές τουmanuel chaniotakis
Σε αυτό το σεμινάριο, μαθαίνουμε για την περίεργη ιδιότητα του Spin και τις εφαρμογές του στην καθημερινότητα. Ξεκινώντας από την εξήγηση του μαγνητισμού, φθάνουμε έως τους κβαντικούς υπολογιστές και μελετάμε την επίδραση του πολύ μικρού στην ζωή μας.
Similar to Ηλεκρικό - μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό του ατόμου (σύμφωνα με την «ημικλασσική» θεωρία του Bohr). (20)
Ηλεκρικό - μαγνητικό πεδίο στο εσωτερικό του ατόμου (σύμφωνα με την «ημικλασσική» θεωρία του Bohr).
1. ΗΛΕΚΡΙΚΟ-ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥ
ΑΤΟΜΟΥ (ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΗΝ «ΗΜΙΚΛΑΣΣΙΚΗ»
ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ BOHR).
Στα επόμενα θα προσπαθήσουμε να βρούμε την τιμή του ηλεκτρικού πεδίου που
δημιουργεί ο πυρήνας στη θέση που βρίσκεται το ηλεκτρόνιο και του μαγνητικού πεδίου
που προκαλεί η περιστροφή του ηλεκτρονίου στην θέση του πυρήνα. Θα θεωρήσουμε το
απλούστερο δυνατό άτομο, το άτομο του υδρογόνου και θα υποθέσουμε ότι η
κατάσταση μέσα στο άτομο περιγράφεται από τη γνωστή μας θεωρία του Bohr.
Θεωρούμε το ηλεκτρόνιο σε απόσταση από τον πυρήνα ίση με την ακτίνα Bohr, και
έχουμε:
FC FK
(1)
(Η δύναμη Coulomb στο ηλεκτρόνιο παίζει το ρόλο της αναγκαίας κεντρομόλου
δύναμης).
Η (1) λοιπόν μπορεί να γραφεί:
k
e2
2
m
r2
r
(2)
οπότε η ταχύτητα του ηλεκτρονίου στην πρώτη στοιβάδα Bohr, είναι:
e
k
mr
(3)
Στη σχέση (3) η ακτίνα είναι ίση με την ακτίνα Bohr a0 , δηλαδή είναι:
a0
2
mk e
2
0,529 A 0,529.1010 m
(4)
(Μια λεπτομερής περιγραφή του προτύπου του Bohr, για το άτομο του υδρογόνου,
υπάρχει στην εργασία: «Το πρότυπο του Bohr για το άτομο του υδρογόνου»).
2. Στη σχέση λοιπόν (3), με αντικατάσταση, παίρνουμε:
e
k
9.109
m
1,6.1019
2,19.10 6
31
10
mr
9,1.10 0,529.10
s
(5)
Μια πρώτη παρατήρηση που μπορεί να γίνει εδώ είναι το ότι η ταχύτητα του
ηλεκτρονίου είναι αρκετά μικρότερη από την ταχύτητα του φωτός ( 0, 0073 ), γεγονός
c
που «νομιμοποιεί» τη μη χρήση σχετικιστικής μηχανικής.
Μια δεύτερη παρατήρηση που μπορεί να κάνει κανείς είναι το γεγονός ότι:
2.19.106
όπου
a
m
c
a.c
s
137
(6)
1
, η σταθερά λεπτής υφής (fine-structure constant) που αποτελεί και την
137
σταθερά «ζεύξης» των ηλεκτρομαγνητικών
electromagnetic coupling strength).
αλληλεπιδράσεων
(dimensionless
Με την ευκαιρία, ας δούμε πόση είναι η κεντρομόλος επιτάχυνση του ηλεκτρονίου
κατά την περιστροφή του. Θα έχουμε:
2
(2,19.106 )2
m
a
9.1022 2
10
r 0,529.10
s
Δηλαδή μιλάμε για μια τεράστια επιτάχυνση της τάξεως των 1022 g .
ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ
Το ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργεί ο πυρήνας (πρωτόνιο) στη θέση που βρίσκεται
το ηλεκτρόνιο, είναι:
Ek
e
e
k 2
2
r
a0
(7)
3. Με αντικατάσταση παίρνουμε:
Ek
e
e 9.109.1, 6.1019
V
k 2
5,15.1011
2
10 2
r
a0 (0.529.10 )
m
(8)
Έτσι το ηλεκτρικό πεδίο στο εσωτερικό του ατόμου είναι τεράστιο συγκρινόμενο με τα
ηλεκτρικά πεδία που μπορούμε να πάρουμε στο εργαστήριο.
ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ
Η κίνηση του ηλεκτρονίου γύρω από τον πυρήνα, δημιουργεί μια ένταση
ηλεκτρικού ρεύματος, η οποία βρίσκεται αν σκεφτούμε ως εξής:
Σύμφωνα με τον ορισμό της έντασης του ηλεκτρικού ρεύματος:
I
dq
dt
(9)
Στο χρόνο μιας περιόδου, θα έχουμε:
I
e
T
(10)
όπου e η τιμή του ηλεκτρικού φορτίου του ηλεκτρονίου και Τ η περίοδος περιστροφής
του. Όμως:
T
2 r
(11)
Οπότε:
I
e
e
T 2 r
(12)
4. Το μαγνητικό πεδίο στο κέντρο κυκλικού ρευματοφόρου αγωγού, σύμφωνα με το
νόμο των Biot-Savart, δίνεται από τη σχέση:
B
0 2 I
4 r
(13)
όπου 0 είναι η μαγνητική διαπερατότητα του κενού, η οποία ισούται με:
0 4 .107
Tm
A
(14)
Έχουμε λοιπόν:
B
0 I
2 r
0 e
e
0 2
2
2 2 r
4 r
(15)
Με αντικατάσταση λοιπόν στον τύπο (15), παίρνουμε:
B
0 e 4 .107 1,6.10 192,19.10 6
12,52T
4 r 2
4
(0,529.10 10 ) 2
(16)
Πρόκειται για ένα αρκετά ισχυρό πεδίο σύμφωνα με τα εργαστηριακά δεδομένα.
Για σύγκριση να αναφέρουμε ότι το μαγνητικό πεδίο της Γης στην περιοχή της χώρας
μας είναι περίπου 45μΤ.
(Η παραπάνω τιμή για το μαγνητικό πεδίο της Γης στην περιοχή της Ελλάδας,
αναφέρεται στο έγγραφο: «Χαμηλόσυχνα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία» της ΕΕΑΕ).