Elektromagnetisme 4.5 EC. Electrodynamica & Licht 3.0 EC

Vergelijkbare documenten
Elektromagnetisme 4.5 EC. Electrodynamica & Licht 3.0 EC

Studiewijzer. de colleges in vogelvlucht

Tentamen Electromagnetisme I, 30 juni 2008, uur

De Wageningse Methode 5&6 VWO wiskunde B Uitgebreidere antwoorden Hoofdstuk 8 Integralen toepassen

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Wiskunde: integralen en afgeleiden. 16 september dr. Brenda Casteleyn

Kinderboekenweek. Wie heeft de gouden griffel gewonen? : Simon van der geest. Welk boek heeft de gouden griffel gewonen?

TENTAMEN. Thermodynamica en Statistische Fysica (TN )

De middens van de intervallen zijn 0,2; 0,6; 1; 1,4 en 1,8. O ( V ) f (0,2) 0,4 + f (0,6) 0,4 + f (1) 0,4 + f (1,4) 0,4 + f (1,8) 0,4

Uitwerkingen H9 van vwo B deel 3 Exponentiële functies en logaritmische functies

Uitwerkingen extra opgaven hoofdstuk 5 Functieonderzoek: toepassing van de differentiaalrekening ( ) ( )( ) ( ) ( )( )

(zie boek) De vergelijking van de rechte lijn kan bepaald worden (grafisch of met de rekenmachine) en is dan 15

Integralen. onbepaalde integralen. oneigenlijke integralen. gemiddelde functiewaarde op een interval

Stoer, ik kan het heus wel! Zomerprogramma. Zomertour Buitenschoolse opvang Ondersteboven. 20 juli tot en met 28 augustus 2015

Tonlagers. Tabel 2. Smeergaten en groef TONLAGERS TONLAGERS. Axiale verplaatsing ( 1 ) Nominale asdiameter Radiale speling

H. 9 Het getal e / Logaritmen

De Wageningse Methode 5&6 VWO wiskunde B Uitgebreidere antwoorden Hoofdstuk 5 Exponentiële functies

Blok 1 - Vaardigheden

1. Een van de volgende beweringen is niet juist. 2. De uitdrukking: 3 a 5 a is gelijk aan. Uitwerkingen 3TU instaptoets Welke? 5 A.

5/12/2012. Preventie van turnover in de patiëntenzorg naar een sterker retentiebeleid in zorg en andere bedrijven Antwerpen, december 2012

Opdrachten. Ja, ik ben erg sterk. Ik kan wel 48 kg. dragen!! 1. Welke 2 koffers kan hij tegelijk dragen?

4.3. Toepassingen van logaritmische en exponentiële functies

1.1 Doel. levertijd. 1 Voorraad Opslag van een hoeveelheid geneesmiddelen. Behalve voor het

C 1. nominale A werklast [kg] [mm] [mm] [mm] [mm]

Gelijknamige breuken kun je eenvoudig bij elkaar optellen of van elkaar aftrekken:

oefenbundel voor het tweede leerjaar

Zondag 13 maart Aanvang: uur Regenboogkerk Epe Ontmoetingsdienst Thema: Wijs mij de weg

Correctievoorschrift VWO

Eindexamen wiskunde B1 vwo 2008-I

PROFESSIONELE BACHELOR IN HET ONDERWIJS: LAGER ONDERWIJS LESONTWERP

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica

b) Wat doe jij, als je stress hebt, om rustiger te c) Ben jij het eens met de stelling van Kim? a) Heb jij wel eens stress? Hoe voelt dat?

Magnetostatica. Elektromagnetisme

Vectoranalyse voor TG

Recreatieprogramma. Recreatieprogramma

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica

De differentiaalvergelijking die geldt in de mantel (met cylindersymmetrie) is. 0, met als algemene oplossing T C1ln

Derde editie. Tweede Fase. du français garan

Tentamen Natuurkunde I uur uur woensdag 12 januari 2005 Docent Drs.J.B. Vrijdaghs

1. Langere vraag over de theorie

Wet Werk en Zekerheid. Mr. E.J.H. Reitsma Stam Reitsma Advocaten en Chantal van Kempen Van Bergen CS accountants en belastingadviseurs

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Technische Natuurkunde Examen Elektromagnetisme 3 (3NC30) donderdag 14 april 2011 van 9u00-12u00

Jaargang 4, nummer 12, datum: 17 februari 2015

Verdelingen Een beschrijving van standaard kansfuncties

Maatregel 7 - Het verhalen van de schade op de dader

Hoofdstuk 6 Machtsfuncties. Kern 1 Even en oneven exponenten. 4VWO B, uitwerkingen Hoofdstuk 6, Machtsfuncties1

Machten. Inhoud Machten

Rekenen met procenten

Zomerboekje Zomerboekje

Tentamen Natuurkunde I Opgave 1. Projectiel

De Slimste Handleiding ter Wereld

Toebehoren voor bekisting Bekistingsafstandhouders

Mkb-ondernemers helpen met energie besparing

Wiskundige Technieken 2 Uitwerkingen Tentamen 26 januari 2015

Uitwerkingen 1. Opgave 1. v gem = 2,2 m/s. Oplossing: Opgave 2. v gem = 0,83 m/s = = Oplossing: Opgave 3. Δt = 11 s. Gevraagd: Oplossing: v gem.

Buurtvereniging De Hoef. Nieuwsbrief. December 2014

FYSICA-BIOFYSICA : FORMULARIUM (oktober 2004)

Voorbeelden ISSO-publicatie 57

Richtlijnen ontwerpen nieuwe balie

Differentiaalvergelijkingen

Buurtparkjes en speelplekken

Regieorgaan SIA. Begrotingsformat incl. voortgangs- en eindrapportage RAAK

Hoe bepaal ik zelf mijn eerste indruk ronde 1 : Hoofddorp

Nieuwsbrief. Thema s Trefwoord. Kalender. jaargang 10 - nummer oktober 2015

duidelijke taal El español, lengua mundial! Spaanse taal en cultuur studeren in Nijmegen El español, lengua mundial!

Christmas time 2.0! Lesbrief

af! Zomerprogramma Klaar voor de Zomertour 2016 Buitenschoolse opvang Drakesteyn 18 juli tot en met 26 augustus 2016 Bereikbaarheid in de vakantie

af! Zomerprogramma Klaar voor de Zomertour 2016 Buitenschoolse opvang Kloek 18 juli tot en met 26 augustus 2016 Bereikbaarheid in de vakantie

Oplossingen vbtl 6 analyse 3, leerweg 4

Handboek Jan Soldaat. Starterkit voor stapsgewijs invoeren van. procesverbetering P I. Werkgroep SPI in Kleine Organisaties

TENTAMEN ELEKTROMAGNETISME (8N010)

13 Afgeleide en tweede afgeleide

dans kunst & cultuur Zuiderlicht pen College HUIS UITNODIGING 13 februari januari februari VAKKEN EN LESSEN ALLE VAKKEN EN LESSEN

Baderie Almere 50+ TOERNOOI

herkennen herkennen fsdfdsfdssfdq

Extra oefening hoofdstuk 1

Calamiteitenprotocol instellingen zorg voor jeugd, de gemeenten in de provincie Utrecht en de gemeenten Weesp en Wijdemeren

Regieorgaan SIA. Begrotingsformat incl. voortgangs- en eindrapportage L.INT. Toelichting bij dit begrotingsformat

t J a g e r t j Beste ouders / verzorgers,

Deelexamen Calculus 1 21/10

Kennismaking met Photoshop

Vectoranalyse voor TG

Elementare elektronica schakelingen in de motorvoertuigentechniek (1)

Nieuwsbrief Leerlingen. In deze nieuwsbrief. Schooljaar Januari nr. 5

voorgesteld ). Loopt er een magnetisatiestroom binnen de materie, dan stellen we de ruimtestroomdichtheid voor door J r m

Newton en het zonnestelsel 1

En wat gaan we doen? Vakantiewerking. Vakantiewerking. Geetbets. Geetbets l e. ppe n

MINISTERIE VAN BUITENLANDSE ZAKEN

INHOUD. Inleiding Kwaliteit Onderwijs & Studiebegeleiding Faciliteiten & Communicatie VU-Imago

Topologie in R n 10.1

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Wiskunde en Informatica

Aanvoer van afval en grondstoffen. Op 10 januari zal het eerste afval voor BAVIRO worden aangevoerd. Dit gaat met containervrachtwagens

Eneco EcoStroom en AardGas

Voorkom forse inkomensterugval bij arbeidsongeschiktheid met WIA aanvullende verzekeringen

STORY INSIDE KLASSIEKER DOERAK SUFFOLK RIVERS KERST 2 KLEINE, FRISSE BOTEN. Winner 8 & Pointer 25 KLOKKEN. Maak ook de oversteek VOOR IEDEREEN

KALENDER VOOR ADVENT EN KERST

Noordhoff Uitgevers bv

LEERJAAR 3 MUZISCHE VORMING

Math D2 Gauss (Wiskunde leerlijn TOM) Deelnemende Modules: /FMHT/ / A. Oefententamen #2 Uitwerking

Audio-, visuele- en computerapparatuur Lijfsieraden Bijzondere bezittingen

1. Langere vraag over de theorie

Transcriptie:

lktomagntism Dol: Tou d`hoizon lktomagntism: lktisch kachtn, vldn, (statisch) Magntisch kachtn, vldn, (statisch) Unificati lkticitit & magntism Golvn Maxwll vglijkingn Licht Vom: Intactif Hoocollg, dmonstatis, wkcollg & pacticum Docntn: Intactif Hoocollg : Aukit Colijn & Macl Vswijk Wkcollg : Godon Lim & Matijn Gosslink Digital Opgavs in BlackBoad: Wolt Kap & Gi Loskoot xpimntn: aul Vlaandn Blackboad: Lt op: Inschijvn bij ondwijsbuo vplicht. M infomati op blackboad: www.scinc.uva.nl of wbpag www.nikhf.nl/us/h7/knm.html 4.5 C lctodynamica & Licht. C

lktomagntism Opgavs: apin opgavs makn tijdns wkcollg. ustion Maks digital huiswkopgavs. Vplicht tlln m voo indcijf. Wklijks inlvn, zi blackboad. OfnTntamn opgavs. Dz tlln ook m voo indcijf. Wodn nog uitgdld n inlvdata wodn nog afgspokn. voo lctostatica, voo Magntostatica. (collg lctodynamica & Licht hft zlfd opzt) Tntamns (zi oost, dnk aan om j in t schijvn voo tntamns): Tntamn lctomagntism (lctostaticamagntostatica) Tntamn lctodynamica hkansing goostd, d hkansing op afspaak n alln indin j huiswk hbt inglvd n collg hbt gvolgd. Boodling: akticum (gwicht %): vslag (Millikan) n mondling tijdns xpimntn vkot labjounaal. Thoi (gwicht 8%): Cijf.6 T. (). (O_lc). (O_mag) : ustion Mak opgavs (wklijks) O_lc : OfnTntamn opgav x lctostatica O_mag : OfnTntamn opgav x magntostatica T : Tntamn cijf minstns 5., ands sowiso onvoldond.

Syllabus (ngls) Litatuu/Infomati Aanbvoln bok: Intoduction to lctodynamics David J. Giffiths Collg Info: http://www.nikhf.nl/us/h7 Luk animatis: http://www.coloado.du/physics//wavs_paticls/wavpat.html God cusussn: http://acadmic.mu.du/phys/matthysd/wb4/lctus.htm http://www.scincjoywagon.com/physicszon/lsson/7lcst/ http://www.scincjoywagon.com/physicszon/lsson/8magnt/dfault.htm Ho dingn wkn (bliksm, micowav): http://www.howstuffwoks.com

Ht Bok: Intoduction to lctodynamics David J. Giffiths T gbuikn bij ( good valu fo mony! ): jaas collg Klassik Natuukund IC (dit collg) jaas collg lktodynamica & latvititsthoi jaas collg lktodynamica & latvititsthoi Hoofdstukkn uit Giffith voo dz inlidnd & oiëntnd cusus: # Vcto Analysis: vkto, gadiënt, divgnti, otati & intgaln # lctostatics: gotndls # 4 lctic Filds in Matt: gotndls # 5 Magntostatics: gotndls m.u.v. d vkto potntiaal # 6 Magntic Filds in Matt: gotndls # 7 lctodynamics: gotndls # 9 lctomagntic Wavs: alln ht bstaan van.m. golvn Uitaad gaat Giffiths its dip in d mati dan wij van julli vwachtn in ht st jaa. D moilijk voobldn n opgavn in Giffiths mot j gwoon ovslaan. Als j d wkcollg opgavn bhst dan zit j iant voo ht tntamn.

lktostatica Magntostatica lktomagntism Licht

lktostatica Inhoud. Wt van Coulomb: vglijking voo lktisch kacht. Wt van Gauss: vglijking voo lktisch vld. Vldvglijkingn: Divgnti n Kingintgaal 4. lctisch otntiaal & ngi dl / 5. lktisch vldn in mati: Glids 6. lktisch vldn in mati: Isolaton Giffiths: Vkto:. m.u.v... n..5 Wt van Coulomb:.

Wt van Coulomb D lktisch lading D lktisch kacht D lktisch vldstkt Voobldn

DMO: fnomn lkticitit

lktostatica: : xpimnt / lading glas bonit kachtwt suppositi q 4 Fq 777: C. d Coulomb niuw kacht: F lktisch positif: & ngatif: & : afstotnd & : aantkknd quantisati: q lkton ladingsbhoud: Σ q constant F q F q q ˆ q F q q q q ˆ ˆ q ˆ ˆ......

Wt van Coulomb kacht & vld F q K q q q 4π 7 c ˆ ˆ ˆ 4 π q nhdn: Lngt [l]: mt m Tijd [t]: scond s Massa [m]: kilogam kg Lading [q]: Coulomb C F q Kacht: 4π q ˆ q Constantn: nhidslading: q.6 lkton pmittivitit: 9 C 7 8.85 4 π c C N m Vld: F q q

DMO: lktisch vldlijnn untlading

F lktisch F Gavitati F 4π. 8 N lkton m9. kg q.6 9 C m poton m.7 7 kg q.6 9 C F G G m m p. ( ) G 6.67 m 47 kg s N Waaom is in ht daglijks lvn toch d zwaatkacht juist zo volbaa?

Ladingsvdling vld Diskt: Continu: l dl q i [q]c i [l]c/m 4π 4π lijn q N i i i dl λ ˆ i ˆ s do [s]c/m 4π do oppvlak σ ˆ dv []C/m 4π dv volum ρ ˆ

Discussivaag Wlk vldlijnnpatoon hoot bij tw glijk positiv ladingn? A B C

DMO: lktisch vldlijnn Tw untladingn

V.b. vld puntladingn http://www.coloado.du/physics//wavs_paticls/wavpat.html Lading in oospong Di ladingn:, n q ˆ ( ) 4π ( ) 4p

Vld langs lijn ϑ o (, ϑ o ) 4 4qd 4p q p V.b. vld dipool Ladingn q n q op afstand d: Taylo >>d ( d ) ( d ) 4p p p p d ϑ q d q Dipoolmomnt: p qd (Idal of Mathmatisch dipool hft gn afmtingn: d n q n p indig) Vld langs lijn ϑ9 o ϑ9 o (, ϑ 9 o ) 4p qd 4p q ( d ) 4p p d d d d ϑ o

ƒ(x) x y ƒ(x) dx dƒ dx df a x a f y ) ( ) ( Taylo Taylo xpansi xpansi a ƒ(a) a ƒ(a) dx df a f a f ) ( ) ( ( ) ( ) d d d d d d f ) ( ) ( : ) ( n voo

DMO: lktisch vldlijnn Dipool

Lijnlading: dqλdz O y d dz z V.b. vld lang daad homogn gladn daad ladingsdichthid dqλdz [λ]c/m x z z z cosα z z z z α d d ( ) ( / / ) ( z ) z z z z Bkning vld: nadnkn: cilind symmti: (ϕz) knn: / d lijn λ 4π λdz 4π λ 4π [ z ] z z λ π cosα z

Gtalln vcton 4π lijn dl λ ˆ Lt op: Intgand is n vcto, d.w.z. Of: j bknt x, y n z (wk: intgaln i.p.v. ) Of: j bdnt wlk componnt j nodig hbt n vvolgns bkn j di! totaal Nooit: d wglatn d.w.z. i.p.v. zlf lzn!

DMO: lktisch vldlijnn Lijnlading

DMO: Tw Lijnladingn

I: Wat hb ik gld? Lading of q lkton». 6 9 C n q constant Kacht n Vld (Coulomb) F q ˆ ˆ n 4p p 4 Vld uit ρ() ˆ ( ) dv 4p volum Configuatis: puntladingn dipool lijnlading

XTA: Vcton in fomuls Dfinitis x Ł z ł ˆ y xiˆ yjˆ zkˆ x y x z y ( iˆ,j,k ˆ ˆ z zijn nhidsvcton in x, y, z ichting) (d goott of lngt van vcto ) x x x y z y y x y z Ł z ł z Ł x y z ł (vcto mt lngt ) Voobld Wat is ht vld op positi tngvolg van npuntlading q oppositi? (zowl als zijn gdfinid t.o.v.oospong) q Nit: ˆ q Wl: Dus :st godnadnknwlk vcto j mot gbuikn! q

XTA DMO: Vklaing coct?

lktostatica Inhoud. Wt van Coulomb: vglijking voo lktisch kacht. Wt van Gauss: vglijking voo lktisch vld. Vldvglijkingn: Divgnti n Kingintgaal 4. lctisch otntiaal & ngi dl / 5. lktisch vldn in mati: Glids 6. lktisch vldn in mati: Isolaton Giffiths: Coodinatn dfiniti n volum lmntj BOL.4. n Cilind.4. Intgn:.. (inliding) Wt van Gauss:. m.u.v... (komt pas in collg # 4)

Volum intgaln Coödinaat systmn Cilind coödinatn Bol coödinatn

Coödinaat systmn Z x z y Z z z j Z θ q j z x y Y X z ϕ j (x,y,z) (,ϕ,z) (,θ,ϕ) cattisch cilind bol ϕ j

Volum intgaal: cilind coödinatn Z dz dϕ dv(dz) (dϕ) d dzdd ϕ z ϕ d Intgn functi in cilindcoödinatn: f(, j, z) dv f(, j, z) ddj dz volum domin dϕ

Voobld: cilind inhoud zh/ z Om d cilind inhoud t bpaln intg j d functi ov ht cilind volum: z Intgati domin: z: [ h/,h/] : [,] ϕ: [,π] ϕ y Intgaal: dv cilind h / h / π ddϕdz z h/ h / h / π dϕdz x h / h / π dϕdz π h

Volum intgaal: bol coödinatn Z dθ θ d sinθdϕ Volum: dv(dθ) (sinθdϕ) (d) sin θ d θd ϕd ϕ sinθ dϕ

Voobldn Intgn in Bolcoödinatn z Om ht boloppvlak t bpaln intg j d functi ov ht bol oppvlak: x θ ϕ y Oppvlak Intgati domin: θ:[,π] ϕ:[,π] pp do fi sin?djd? oppvlak p sin? ( ) j p p? Ł cos( ) d? p ł 4p Bpaal zlf bolvolum: bol dv fi 4p Volum intgaal bolsymmtisch functi: f (, q, j ) dv f (, q, j ) sin( q ) dq dj f ( ) 4p d

Wt van Gauss D lktisch flux D wt van Gauss Voobldn

Flux Φ Watkaan: " Flux ": do oppvlak O wat O [ l / s ] Vband tussn: opn/dicht van d kaan flux doo oppvlak O O O O doˆ Φ ϑ ˆ n ( oppvlako oppvlako Φ Φ do, doˆ) doˆ doˆ n o O, doˆ) 9 ˆ ( o do oppvlako (, doˆ ) ϑ doˆ oppvlako O cosϑ n

Gvolg wt van Coulomb do untlading in middlpunt bol Flux Φ doo (dnkbldig) boloppvlak wodt: F bol ( ) do ( )ˆ do ( ) do 4p bol bol bol do 4p 4p ( ) 4p bol do 4p ( ˆ // do ˆ ) D ssnti: / boloppvlak Φ / gldt voo id omsluitnd oppvlak; nit alln voo bol mt in middlpunt!

Wt van Gauss: F do oppvlak O i omslotn Lading omslotn doo n boloppvlak Lading omslotn doo willkuig oppvlak Φ Lading q buitn n willkuig oppvlak q Φ

Dunn daad: V.b. Gauss: : dunn daad ladingsvdling: l C/m symmti: ^ daad, () Gauss box : cilindtj λ π ˆ l z h Flux: dksls cilind : F want: wand cilind : F p h Wt vangauss: l h F p h omslotn ^do l p ϕ Lijn

V.b. Gauss: : vlakk plaat Vlakk plaat: ladingsvdling: s C/m symmti: ^ vlak, (y) Gauss box : kubusj y σ a a laat s x z y Flux: voo/achtkant: F want: ^ do bovn/ondkant: F want: ^do zijkantn: F a a a Wt vangauss: F a s s a omslotn

Discussivaag W bschouwn n massiv nitglidnd bol mt unifom ladingsdichthid. Wlk gafik gft ht lktisch vld als functi van d afstand tot ht middlpunt van d bol? A B C D

Analys via schtsj vld voo: bol mt staal unifom ladingsdichthid Dus: Indin <: vld goit mt afstand tot cntum Indin >: vld nmt af mt afstand tot cntum

V.b. V.b. Gauss Gauss: bolvolum : bolvolum ˆ : : ρ ρ > < F F omslotn 4 4 4 4 4 p p p p p : : Wt van Gauss : : Flux Bol Bolvolum: ladingsvdling: C/m Gauss box : bolltj symmti: ^ bol, ()

Ovzicht topassingn Φ wt van Gauss doˆ oppvlako omslotn i Symmti voo vld d ssnti! λ σ ρ Lijn laat Bol

II: : Wat hb ik gld? Volum intgaln: catsisch, cilind & bol coödinatn Vld uit ρ() dikt via wt 4π van Gauss volum ˆ ρ( ) dv do oppvlak ρ ( ) dv volum λ σ ρ Lijn laat Bol

XTA V.b.: hovl m H O ongv op aad? Staal aad: 6.4 6 m Gmiddld H O laag: m intgati domin: : [i 6.99 6 m, o 6.4 6 m] θ: [,π] ϕ: [,π] dv bolschil Natuulijk zlfd als volum van n m dikk bolschil bij 6.4 6 m: H O 4π(6.4 6 ) 5.5 7 m o i 4π π o π π i sinθ o i sinθdϕdθ d ( ) ( ) π o π ϕ dθd π cosθ 4π ( ) 7 5.5 m o i i d

lktostatica Inhoud. Wt van Coulomb: vglijking voo lktisch kacht. Wt van Gauss: vglijking voo lktisch vld. Vldvglijkingn: Divgnti n Kingintgaal 4. lctisch otntiaal & ngi dl / 5. lktisch vldn in mati: Glids 6. lktisch vldn in mati: Isolaton Giffiths: Divgnti:..4 Stlling van Gauss:..4 ngi & Abid:.4

D divgnti van ht lctisch vld Stlling van Gauss (wiskund) D link tussn natuukund n wiskund

Bschouw flux doo infinitsimaal kubusj: dy dz (x,y,z) dx (xdx,y,z) Stlling van Gauss: oppvlakj Compact notati via divgnti do dxdy dzdx dydz dxdydz Ł x Ł Ł (x,y,z dz) (x,y dy,z) ( (x dx,y,z) (x,y,z)) x z y x y y z x y z dxdydz ( ) x y z x y z (x,y,z) ł ł (x,y,z) z ł volumtj dv Nm d som van willkuig aantal volumtjs: i do oppvlak volum dv Gldt voo willkuig vctovld

Contol: stlling van Contol: stlling van Gauss Gauss volum oppvlak A dv d o A z y x z y x z y x z z y y x x A Bkn st divgnti: Nm vctovld: z y x z y x z y x A ˆ ),, ( ),, ( x y z A(x,y,z) d d dd dv Adv do do A do p p bol bol bol bol A bol 4 4 4 p p j q q p ) sin( ˆ ˆ Klopt!

D link: wiskund & natuukund M.b.v. Wt van Coulomb gvondn: Wt van Gauss: Φ doˆ oppvlako ρ volum dv M.b.v. Stlling van Gauss kan j intgal vband tussn vld n ladingsvdling omzttn in diffntiaal vband: dv do ρdv volum Wiskund: Gauss oppvlak ρ volum Natuukund: Coulomb/Gauss

ρ / Illustati: ( ) ρ ρ ρ ρ z y x z y x simpl bolvolum ρ : < Bol d tm divgnti! Voo > vind j. (mogn julli zlf vifiën)

Discussivaag 4 Ht vld ond lijnlading is hiond gschtst.. D glijkhid gldt: Zijaanzicht A oval B oval, bhalvop d lijn C ngns, bhalv op d lijn D ngns bovnaanzicht

D kingintgaal van ht lktisch vld otntiël ngi n abid

otntiël ngi Ho bpaal j potntiël ngi? vn tug naa Nwton n d Zwaatkacht! B F ma Abid (Wok): W F dl Hovl Abid nodig om massam van hoogt h op hoogt hh t bngn? h lh W F dl mgh l Ik wk! objct massa m Ton hoogt h l ma mg Vschil in potntiël ngi Bnodigd Abid as op mt mintkns: abid vicht doo gavitatikacht hft tgngstld tkn. Hangt ook van dfiniti van vaiabln af. Dit collg: abid doo psoon Latn w dit pincip nu ns topassn om d lktisch potntiël ngi t bstudn! A

Kingintgaal lktisch vld Kingintgaal lktisch vld vplaats q van A naa B (abid doo psoon) B B B W Fpsoon dl F dl q dl A A A vld van : ˆ ˆ 4π A dl B B ϕ ϕ B W q dl q dl θ θ q d A A A dl d B q B d q 4 4 A A π π A vplaatsing van A naa A (kingintgaal): W q dl A gldt voo puntlading n id king, dus ook voo uitgbid ladingsvdling niuw vldvglijking! dl q B

III: : Wat hb ik gld? Divgnti,, x y z Stlling van Gauss: Ax A x A do oppvlak Ay y Adv volum A z z Vband n ρ dv do ρdv volum oppvlak ρ volum Wiskund: Gauss Natuukund: Coulomb/Gauss Voo id king n voo id ladingsvdling: dl

lktostatica Inhoud. Wt van Coulomb: vglijking voo lktisch kacht. Wt van Gauss: vglijking voo lktisch vld. Vldvglijkingn: Divgnti n Kingintgaal 4. lctisch otntiaal & ngi dl / 5. lktisch vldn in mati: Glids 6. lktisch vldn in mati: Isolaton Giffiths: Gadiënt:.. n.. otntiaal V:. m.u.v... ngi & Abid:.4

D lktisch potntiaal Wiskund: D gadiënt Vld n otntiaal Voobldn

Wiskund: d gadiënt n (scalai) functit(x,y,z) gft Tmpatuu vaag: ho vandt T n in wlk ichting? antw: d gadiënt van T : knn: T x (is n vcto!) Wil j zo snl moglijk opwamn? Loop in d ichting van T xplicit voobld xplicit voobld: T(x,y,z) als afstandfuncti T T T T,, x y z dl // Logisch! x x y z,...,... ˆ x y z T T ( x, y, z) x y z Bolsymmtisch functis:,, Ł x y z ł ˆ f ( ) T T df d ˆ Vuu

W lktisch otntiaal Bwg tstlading q in van bonlading vanuit naa punt. vld Abid doo psoon vschil in potntiël ngi W U F d Fd psoon q q Ł 4p Fd q d qd U ˆ F ł q q d 4p 4 Ł p q ł Vlgbuikt dfiniti potntiaal: (ngi om n ladingsnhid naa punt t bngn, stilzwijgnd vanuit ijkpunt in ) V U / q p 4 Algmn dfiniti potntiaal: Lt op: d potntiaal hft gn dict fysisch btknis!? V ijk dl ijk dl q p 4

otntiaal V n lktisch vld V dl B otntiaal vschil: dl dl V AB V is n scalai functi: V V dv dx x y p 4 V dy dz z V V B B V V A A B A B A A dv B A B A B A V x V dx y V V V,, Ł x y z dl V dy dz z ł V ( dx, dy, dz) ( dx, dy, dz) B A V dl Ho bpaal j ht lktisch vld? Gadiënt van V, bpaalt V

Gadiënt van d otntiaal V Contol voo puntlading: V p 4 Vldlijnn & quipotntiaallijnn < x y z 4p ˆ ˆ i... j... kˆ x x y z y z x ˆ y ˆ z i j kˆ / / / ( x y z ) ( x y z ) ( x y z ) ˆ Of gbuik: f ( ) df d ˆ ˆ

Gafisch: lktisch vldlijnn quipotntiaalijnn Vldlijnn link. http://www.cco.caltch.du/~phys/java/phys/fild/fild.html lktisch vldlijnn: Lijnnpatoon di ichting n stkt van ht lktisch vld wgft quipotntiaallijnn: Kollcti van kommn waabij langs id komm d potntiaal n constant waad hft Omdat V n omdat V d ichting aangft waain V ht stkst vandt staat kommn mt Vconstant!

Kingintgaal lktisch vld II vplaats q van A naa B (abid doo psoon) df. potntiaal B B A B: W F dl qdl qv ( B VA) A A A A: W qdl qv ( A VA) king: A A A B q Wistn w al: dl nogmaals m.b.v. V B B W dl Vdl V V AB AA A A A A A W dl Vdl V V A A B A A

V.b. potntiaal dipool (,ϑ) Coödinatn voo punt : (,ϑ): V Bkn nu via d potntiaal V: (, ϑ) (, ϑ) 4p q 4π V q 4π pcosϑ 4π d cosϑ d cosϑ d cosϑ (, ϑ) p ˆ p 4p ( xp yp zp ) p ˆ ( ˆ p) p x x x y 5 4π qd cosϑ 4π z p 4π,... 4p xp yp zp x y x 4p dcosϑ q d q pqd z ϑ,... otntiaal is dus handig: gn vcto ( n mtbaa)

v.b. otntiaal unifom gladn Bol v.b. otntiaal unifom gladn Bol? : < Bol? : ˆ >? d? d? dl? V : > ' ' ˆ' ' ˆ' ' ) ( dl V ) ( < d? d? V : ' ' ' ' ) (?????? V 6 6 6 6 ' ) ( vld m.b.v. Wt van Gauss V

Discussivaag Voo n puntlading gldt ~/ n V~/ Voo n lijnlading gldt ~/ j vwacht voo V: A V constant B V ~ ln C V ~ / D V ~

ngi D ngi van n ladingsvdling D ngi van ht lktisch vld

ngi van n ladingsvdling ngi in ladingsconfiguati? W F dl q dl q q q Vdl qv 4π Intg kacht op q van Ρ q W W Voo N ladingn q, q,... q 4 q 4 qq 4π q q qq q q q 4π 4π 4π qq qq qq 4π 4π 4π qq 4 i j i j π i ij qv( ) i i Voo ngi U: ( U vld W) qq U W V( ) ρvdv () i j qi i i j 4π ij i volum

ngi in ht vld ngi ladingsvdling: Diskt: Continu : U U qiv ( i) i volum ρ( ) V ( ) dv ngi in tmn van vld? Gbuik: U volum ρvdv volum ( ) ( ) V...... ( ) x x V V V x volum x ( ) Vdv ( V ) ρ ( ) V dv do V dv oppvlak V x volum x volum V V Vdv Afliding voo lifhbbs! volum dv

ngi gladn boloppvlak ngi gladn boloppvlak V staal n lading (dus σ/4π ) σ π σ π σ σ σ 8 4 do Vdo U oppvlak oppvlak mthod: via σ n potntiaal π σ π σ 4 8 4 dv dv U volum > mthod: via vld < > : ˆ : ) ( s Gauss: V < > s s s s V d d V ) ( : : ) ( dl V ) (

6 V V V ) ( : ) ( : ) ( ngi gladn bolvolum ngi gladn bolvolum ρ π π ρ ρ ρ ρ ρ 5 5 5 5 4 5 4 4 6 dv Vdv U bolvolum bolvolum mthod: via ρ n d potntiaal V ρ π ρ ρ π ρ ρ π 5 6 5 6 4 5 4 9 45 4 9 9 4 d d dv U volum mthod: via ht vld ρ π π ρ π ρ π ρ 5 5 4 4 4 ) ( 4 d U d dq V du d dq mthod: laagsgwijs: staal goit van naa V staal n lading (dus ρ/4π ) ρ < >? :? : () ˆ W hbbn gzin:

IV: Wat hb ik gld? untlading V ( ) dl Kacht, Vld n otntiaal F q 4π ˆ n ˆ puntlading: 4π ˆ ( p ˆ ) p dipool: 4π n V 4π p ˆ n V 4π Gadiënt,, x y z V V x V V,, y z, V ngi ladingsvdling U qiq j ρvdv 4π volum i j ij volum dv

XTA: V.b. potntiaal lang daad Bkn V dict: dqldz z z p V ( ) λ 4π 4π ln λdz z ( x x ) ongdfinid! Wat mis? Uitdukking V gldt indin V( )! λ 4π dx x Ho wl? Kis V fnti punt ands: b.v. @ i.p.v. @ V ( ) d λ π ˆ d λ π ln λ π ln

lktostatica Inhoud. Wt van Coulomb: vglijking voo lktisch kacht. Wt van Gauss: vglijking voo lktisch vld. Vldvglijkingn: Divgnti n Kingintgaal 4. lctisch otntiaal & ngi dl / 5. lktisch vldn in mati: Glids 6. lktisch vldn in mati: Isolaton Giffiths: Glids:.5 Bldladingn:. m.u.v...4 Condnsato:.5.4

Glid D kaaktistikn D bldladings mthod D symmti (Gauss) mthod D condnsato Voobldn

Mati: d glid Glid: ( ) vl vij ladingsdags! ρ s xtn xtn vld Vconstant Kaaktistikn: in glid lading gaat bwgn! lading op d and waa ands! ρ in glid ρ glidoppvlak // lading gaat bwgn! B V glid constant V V dl A B A

DMO: Ladingstanspot

Glid: Ho pak j ht aan? Bknd: in glid Onbknd: oppvlaktladingsvdling σ glidoppvlak potntiaal V (of lading ) standaad mthod I. symmti ichting van? wt van Gauss gft ρ ( ) ( ) ( ) d 4π volum ρ V wkt nit! d II. Simul invlod glid doo ladingn? bldladings mthod gft

V Bldladingsmthod Ladingsdichthid : otntiaal: vld glid: σ totaal d ( x, y Vxyz (,, ) 4π x y y,) x kˆ V ( x, s(x,y) ˆ d kxy (,,) 4π ( d ) ( z d) x y ( z d) y,) 4π ( x y d ) ( x y d ) p d s(x,y)dxdy dϕd d / 4 plaat π d z d / d d / kˆ

Discussivaag 5 In d ondstaand situati mt tw vn got maa tgngstld ladingn gldt: A op ht hl oppvlak oppvlak B C D componnt van loodcht op ht oppvlak is oval nul A n B zijn bid onjuist

b a untlading mt glidnd bolschil untlading mt glidnd bolschil < < < > a b dl a V a b dl b V b a dl b V a b 4 ) ( : 4 ) ( : 4 : ) ( π π π Symmti: vld adil wt van Gauss a b V > < < < b dq b a dq b a a b glid a a lading ˆ 4 ) ( 4 4 : 4, : ˆ 4 ) ( 4 : π π π σ π σ π π Gauss bol Gaussbol Gaussbol

Condnsato Condnsato C ht: capacitit nhid: [C][]/[V]Coulomb/Volt Faad aktijk: µf d.w.z. 6 F } CV C C q C qdq du U U C q q q q V U U U U q q q ) ( : ngi van condnsato C V dl V V V constant

Gauss doosj nkl plaat: d d dˆ d? vld tussn platn: potntiaal: capacitit: σ V.b. plaatcondnsato σ σ σd V dl dx d σ A A C V σ d d σδ ( A) ( δ A) σ laatcondnsato: lading spaati d oppvlak A σ σ σ σ σ σ σ

DMO: laatcondnsato

Cilind lngt L>>b staln a n b lading a b V.b. Cilind V.b. Cilind n bolcondnsato n bolcondnsato ( ) ( ) ( ) a b L a b a al V C a b a d a d V a a al l b a / ln / ln / ln ˆ π σ σ π σ σ σ σ π σ π capacitit: potntiaal: vld: cylindtj : Gauss Boloppvlakkn staln a n b lading a b ( ) a b ab b a a a V C b a a d a d V a a a b a a a π σ σ π σ σ σ σ π σ π 4 / / 4 ˆ 4 4 capacitit: potntiaal: vld: : Gauss bolltj

V: : Wat hb ik gld? Matialn: Glid via Gauss (symmti) Bldladingsmthod ρ σ Vconstant Condnsato V constant C n U CV

lktostatica Inhoud. Wt van Coulomb: vglijking voo lktisch kacht. Wt van Gauss: vglijking voo lktisch vld. Vldvglijkingn: Divgnti n Kingintgaal 4. lctisch otntiaal & ngi dl / 5. lktisch vldn in mati: Glids 6. lktisch vldn in mati: Isolaton Giffiths: Mati: 4 m.u.v. d moilijk stukkn!

lctisch vldn in dilktica lkticaisolaton concptn

lktonnwolk unifom bol () olaisati nutaal atoom bolsymmtisch dipoolmomnt F d F α p d p "polaisbaahid" n α Kn lading lmnt Z α/ Hlium x m Non 5x m Agon 8 x m Watdamp 5x m

H O p olaisati polai molcuul H H H O H H O H H O H H O Molculn intinsik dipoolmomnt p Voo : oiëntati p andom Voo : oiëntati p // H H O p H H O H H O H H O H H O

Dilcticum Macoscopisch n isolato wodt doo n vld, o gpolaisd ( ). Dit hft n ntto gbondn oppvlaktlading (σ pol ) tot gvolg n dus n xta lctisch vld, pol σ ρ pol pol nˆ o Lina matialn; ntto lading alln op and (dit collg) Algmn uitdukking (voo lat) pol total o pol Linai isolato nvoudigst lati ( total ) n c s pol c lctisch suscptibilitit polaisbaahid

olaisati olaisati van van n n matiaal matiaal in in vld vld Ond aannam van linai dilktikum Opglgd vld: o χ nvoudigst lati n : σ Ntto σ ( ) ( )?? pol In matiaal pol pol pol s Mk op: configuati fysisch quivalnt aan tw gladn platn. Dus glijk lati vld n lading als plaatcondnsato:

z Vlakk isolato mt dilctikum (I) a c Lg plaatcondnsato: as vij s a fi bovn bovn s vij cond d ds vij dvij V dzcond A A C vij / V d σ vij vij /A (ggvn) vij d Vij lading Gbondn lading Vij lading Gauss doosj cond cond bovn ond cond bovn Mt dilctikum V C vld in condnsato vandd cond C c ( c ) vij d / V vij vij A ( c) ( c ) C vacuum ( c ) A d s A d vij

DMO: laatcondnsato mt dilkticum

VI: Wat hb ik gld? Matialn: Isolato σ ρ pol pol nˆ Gbondn lading nvoudigst lati n : p χ olaisati in mati vklint vld: laatcondnsato C cond c vij ( c ) C vacuum ( c ) s vij

D lktisch vschuiving D vld wodt bpaald doo total ladingsvdling. Daaom bschouwn ht vld tn gvolg van vij lading n gbondn (of polaisati) lading. Voo vld (divgnti stlling): ρ totaal ρ vij ρ vij ρ pol ρ vij ( ) D ( ) ρ χ D vij ρ ( ) χ D vij ρ D vij D n dus χ D Voo lifhbbs! Gvolg: D is n hulpvld om knn makklijk t makn! D hangt alln van vij lading af n bpaal j bij vooku mt Gauss. ht uitindlijk vld tn gvolg van vij ladingn n gpolaisd (linai) matialn hangt alln n slchts alln af van d vij ladingn! n d polaisati dus ook.

Vlakk isolato mt dilctikum (II) nvoudigst lati n : D Nu volgt oval uit D: Gbuik Dus via D via Gauss: D D cond D D plaat s Voo lifhbbs! cond s D plaat cond s of D do vij vijnclosd χ χ mt ( ) ( ) σ pol n χ cond a σ D a χ Capacitit C V isolato Cvakuum χ C : d ( ) c

Discussivaag 6 n diëlktisch plaat bvindt zich voo d hlft in n gladn condnsato.. D condnsato is gïsold van d omgving.. Op d plaat wkt: A gn kacht B n kacht naa links C n kacht naa chts

Isolaton: ngi n kacht Vacuüm: U C vacuum V C vacuum Isolato: U U ( χ ) CvacuumV F a χ x a d V a C( x) d ax χ d Gvaagd: Kacht F op isolato Aanpak:. Via U(x) FdU/dx Optis: A. constant B. V constant (lastig!) a χ U a A: U C x F C C C d x C d Condnsato Voo lifhbbs! Battij dot wk! χ CV V B : U ( V ) C V C C F C C a χ d

acticum lctostatica Tst zlf d thoi! (of glovn julli alls wat ik vtl?!). Millikan quantisati van lading. (mondling vslag). D laatcondnsato & D Cilindcondnsato. (mondling x vkot labjounaal). D Spigllading moilijk. (mondling vkot labjounaal) Kuz: of. Zi d collg wbpag voo m documntati Totsing: Millikan vslag dnk aan foutnkning! MS Schatting fout op gmiddld: MS / N man Mondling docnt loopt ond tijdns pactica n stlt stkpofsgwijs vagn ov d opstlling/mting.

uantisati lktisch lading http://www.scincjoywagon.com/physicszon/lsson/7lcst/millikan/millikan.htm

AKTICUM: Millikan

AKTICUM: Cilindcondnsato Van d kot pofjs din j altijd n vkot labjounaal in t lvn. Dz wodn stkpofsgwijs nagkkn. V d adius a V Voobld vkot labjounaal: Thoi zgt: V~ln() (gf afliding) (cm) 4 V (Volt).5.5 4.5 6.5 V Conclusi: thoi lijkt nit hlmaal god uit t komn bij hog. Misschin was... of statistik.

laatcondnsato

No pictu yt. Spigllading