Studiewijzer. de colleges in vogelvlucht

Transcriptie

1 Studiewijzer de colleges in vogelvlucht

2 lektrostatica Inhoud 1. Wet van Coulomb: vergelijking voor elektrische kracht. Wet van Gauss: vergelijking voor elektrisch veld 3. Veldvergelijkingen: Divergentie en Kringintegraal 4. lectrische Potentiaal & nergie dl r / e 5. lektrische velden in materie: Geleiders 6. lektrische velden in materie: Isolatoren Griffiths: Vektor: 1.1 m.u.v en Wet van Coulomb:.1

3 I: Wat heb ik geleerd? Lading + of - q elektron» C en q constant Kracht en -Veld (Coulomb) F qq rˆ Q rˆ en 4p e r p e r 4 Veld uit ρ(r) 1 rˆ r( r ) dv 4p e r volume Configuraties: puntladingen dipool lijnlading

4 lektrostatica Inhoud 1. Wet van Coulomb: vergelijking voor elektrische kracht. Wet van Gauss: vergelijking voor elektrisch veld 3. Veldvergelijkingen: Divergentie en Kringintegraal 4. lectrische Potentiaal & nergie dl r / e 5. lektrische velden in materie: Geleiders 6. lektrische velden in materie: Isolatoren Griffiths: Coordinaten definitie en volume elementje OL en Cilinder 1.4. Integreren: (inleiding) Wet van Gauss:. m.u.v... (komt pas in college # 4)

5 II: : Wat heb ik geleerd? Volume integralen: cartesische, cilinder & bol coördinaten Veld uit ρ(r) direkt via wet 1 4π ε van Gauss volume rˆ ρ( r ) dv r 1 do ε oppervlak ρ ( r ) dv volume λ σ ρ Lijn Plaat ol

6 lektrostatica Inhoud 1. Wet van Coulomb: vergelijking voor elektrische kracht. Wet van Gauss: vergelijking voor elektrisch veld 3. Veldvergelijkingen: Divergentie en Kringintegraal 4. lectrische Potentiaal & nergie dl r / e 5. lektrische velden in materie: Geleiders 6. lektrische velden in materie: Isolatoren Griffiths: Divergentie: 1..4 Stelling van Gauss: nergie & Arbeid:.4

7 III: : Wat heb ik geleerd? Divergentie,, x y z Stelling van Gauss: Ax A x A do oppervlak Ay + + y Adv volume A z z Verband en ρ 1 dv do ρdv volume oppervlak ρ ε ε volume Wiskunde: Gauss Natuurkunde: Coulomb/Gauss Voor iedere kring en voor iedere ladingsverdeling: dl

8 lektrostatica Inhoud 1. Wet van Coulomb: vergelijking voor elektrische kracht. Wet van Gauss: vergelijking voor elektrisch veld 3. Veldvergelijkingen: Divergentie en Kringintegraal 4. lectrische Potentiaal & nergie dl r / e 5. lektrische velden in materie: Geleiders 6. lektrische velden in materie: Isolatoren Griffiths: Gradiënt: 1.3. en Potentiaal V:.3 m.u.v..3.3 nergie & Arbeid:.4

9 IV: Wat heb ik geleerd? Puntlading V ( r ) - r dl Kracht, -Veld en Potentiaal F qq 4πε rˆ r en Q rˆ puntlading: 4π ε r 3ˆ r( p rˆ ) p dipool: 3 4π ε r Q en V 4πε r p rˆ en V 4π ε r Gradiënt,, x y z V V x V V,, y z, V nergie ladingsverdeling U 1 qiq j 1 ε ρvdv 4π ε r volume i j ij volume dv

10 lektrostatica Inhoud 1. Wet van Coulomb: vergelijking voor elektrische kracht. Wet van Gauss: vergelijking voor elektrisch veld 3. Veldvergelijkingen: Divergentie en Kringintegraal 4. lectrische Potentiaal & nergie dl r / e 5. lektrische velden in materie: Geleiders 6. lektrische velden in materie: Isolatoren Griffiths: Geleiders:.5 eeldladingen: 3. m.u.v Condensator:.5.4

11 V: : Wat heb ik geleerd? Materialen: Geleider via Gauss (symmetrie) eeldladingsmethode ρ σ Vconstant Condensator Q V constant C en U 1 CV -Q +Q

12 lektrostatica Inhoud 1. Wet van Coulomb: vergelijking voor elektrische kracht. Wet van Gauss: vergelijking voor elektrisch veld 3. Veldvergelijkingen: Divergentie en Kringintegraal 4. lectrische Potentiaal & nergie dl r / e 5. lektrische velden in materie: Geleiders 6. lektrische velden in materie: Isolatoren Griffiths: Materie: 4 m.u.v. de moeilijke stukken!

13 VI: Wat heb ik geleerd? Materialen: Isolator P σ ρ pol pol P nˆ P Gebonden lading - envoudigste relatie en P : P p P ε χ e Polarisatie in materie verkleint veld: Plaatcondensator C cond 1 1+ c e vrij ( 1+ c e) C vacuum 1 ( 1+ c ) e s e vrij

14 Millikan Practicum ( dagdelen) Plaatcondensator Cilindercondensator Spiegellading

15 Inhoud Magnetostatica Magnetostatica (5 colleges) I. Lorentz kracht en magnetisch veld (iot-savart) II. Wet van Ampere III. Veldvergelijkingen nader bekeken: IV. Magnetische velden in materie: magnetisatie dl V. Toepassingen/Practikum: Hall effect, Toroide met spleet. I & Griffiths: Lorentz Foce Law: 5.1 t/m 5. (Niet stroomdichtheden K, J)

16 I Wat heb ik geleerd? Magneet N of Z N Lorentzkracht F qv I Z stroomdraad I ϕˆ πr z-as F I dl stroom Kracht, -veld I dl stroom I dl rˆ I rˆ dl 4π stroom r 4π stroom r I stroomkring I R z as 3/ [ + z ] R zˆ

17 Inhoud Magnetostatica Magnetostatica (5 colleges) I. Lorentz kracht en magnetisch veld (iot-savart) II. Wet van Ampere III. Veldvergelijkingen nader bekeken: IV. Magnetische velden in materie: magnetisatie dl V. Toepassingen: Hall effect, Toroide met spleet. I & Griffiths: Currents: (stroomdichtheden K, J) Divergence of : 5.3.1, 5.3.3

18 Wat heb ik geleerd? J Volume: di do ρ v ρ I do [J]A/m F v ρdv J volume volume dv rand dl I omsloten J do oppervlak

19 Inhoud Magnetostatica Magnetostatica (5 colleges) I. Lorentz kracht en magnetisch veld (iot-savart) II. Wet van Ampere III. Veldvergelijkingen nader bekeken: IV. Magnetische velden in materie: magnetisatie dl V. Toepassingen: Hall effect, Toroide met spleet. I & Griffiths: Vektor: 1..5 en Divergence of : 5.3. tot vergelijking 5.48 doorlezen Comparison, : 5.3.4

20 Wat heb ik geleerd? Rotatie do oppervlak A Stelling dl kring A y z A z y iˆ van Stokes : + Ax A z x A dl J do kring Ay A ˆj + x y A do oppervlak z oppervlak x kˆ J Wiskunde: Stokes Natuurkunde: Ampère do oppervlak

21 Inhoud Magnetostatica Magnetostatica (5 colleges) I. Lorentz kracht en magnetisch veld (iot-savart) II. Wet van Ampere III. Veldvergelijkingen nader bekeken: IV. Magnetische velden in materie: magnetisatie dl V. Toepassingen: Hall effect, Toroide met spleet. Griffiths: I & Magnetization: 6.1 ound currents: 6.., 6..3 Auxiliary Field H: 6.3 Linear and NonLinear Media: 6.4

22 Materialen Magnetisatie VI Wat heb ik geleerd? Mogelijkheden: Dia-magnetisme M Para-magnetisme Ferro-magnetisme Voor gemagnetiseerd materiaal t.g.v. een een extern veld K mag m M nˆ c m ( 1+ c ) m M // - M // + m M permanent (hysterese) mag m Kmagz mag c m mag + ( 1+ c m )

23 Inhoud Magnetostatica Magnetostatica (5 colleges) I. Lorentz kracht en magnetisch veld (iot-savart) II. Wet van Ampere III. Veldvergelijkingen nader bekeken: dl IV. Magnetische velden in materie: magnetisatie V. V. Toepassingen: Hall effect, Toroide met spleet. I &

24 Practicum (1 dagdeel) Meten met Hallsensor en stroombalans

25 lektrodynamica en Licht

26 lektrostatica Magnetostatica Inhoud dl dl & I & ρ / ε lektromagnetisme Licht lektromagnetische inductie & wet van Faraday II. Zelfinductie & energie III. Maxwell vergelijkingen & elektromagnetische golven Griffiths Chapter 7: O lectromotive Force: 7.1 O lectromagnetic Induction: 7. t/m 7..

27 I Wat heb ik geleerd? Wet van Ohm Jsffis J σf V IR MK: batterij V spoel LdI/dt MK fdl V stroomkring Wet van Faraday V ind dφ dt t

28 lektrostatica Magnetostatica Inhoud dl dl & I & ρ / ε lektromagnetisme Licht lektromagnetische inductie & wet van Faraday II. Zelfinductie & energie III. Maxwell vergelijkingen & elektromagnetische golven Griffiths Chapter 7: Olectromagnetic Induction: 7..3 t/m 7..4

29 II Wat heb ik geleerd? Zelfinductie Φ LI toroide: solenoide: coaxkabel: L n hln( b/ a) L A a N π π L l N π R ln( bal / ) π nergie C & L nergie & velden U L ε L I dv & U C C V volume volume dv

30 lektromagnetisme Inhoud Licht lektromagnetische inductie & wet van Faraday II. Zelfinductie & energie III. Maxwell vergelijkingen & elektromagnetische golven Griffiths Chapter 7: OMaxwell quations: t/m OMaxwell quations: t/m Doorlezen en passief begrijpen Griffiths Chapter 9: Olectromagnetic Waves in Vacuum: 9..1 t/m 9..

31 III III Wat Wat heb heb ik ik geleerd geleerd? k c k k kc t kz t z t kz t z z c t z c t 1 ˆ, ) cos( ), ( ) cos( ), ( ω ω ω met: oplossing: Mgolfvgl.: ( ) k k k k ˆ + + oppervlak omsloten kring oppervlak kring oppervlak omsloten oppervlak d o dt d I dl t J do dt d dl t d o Q do ε ε ε ε ρ : "Ampere" : "Faraday" : monopolen" "geen : "Gauss" ` dt d Φ ε dt d Φ

32 lektrodynamica en Licht Practicum (3 dagdelen) Hysterese Michelson Polarisatie