Εισαγωγή στο Μαγνητισμό Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com Μαγνητικό πεδίο Ονομάζεται ο χώρος μέσα στον οποίο εμφανίζονται μαγνητικές δυνάμεις, όπως συμβαίνει αντίστοιχα στο ηλεκτρικό πεδίο. Ένας τέτοιος χώρος μπορεί να δημιουργηθεί π.χ. από ένα μαγνήτη. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Στοιχεία μαγνητικού πεδίου Α. Φυσικά μεγέθη Ένταση (σ’ ένα σημείο) του μαγνητικού πεδίου. Β. Μαγνητικές δυναμικές γραμμές Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Α. Ένταση (ή Μαγνητική επαγωγή) του μαγνητικού πεδίου Α. Ένταση (ή Μαγνητική επαγωγή) του μαγνητικού πεδίου Μας δείχνει πόσο ισχυρό ή ασθενές είναι το μαγνητικό πεδίο σ’ ένα σημείο του. Συμβολίζεται με Μονάδα μέτρησης στο SI: 1Tesla ( T ) Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Β. Ιδιότητες δυναμικών γραμμών Οι δυναμικές γραμμές προέρχονται από το Βόρειο πόλο (Ν) και πηγαίνουν προς το Νότιο πόλο (S) (έξω από το μαγνήτη). Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com Σε κάθε σημείο του πεδίου , η πυκνότητα των δυναμικών γραμμών είναι ανάλογη με το μέτρο της έντασης στο σημείο αυτό. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com Το διάνυσμα εφάπτεται σε κάθε σημείο της δυναμικής γραμμής. Η κατεύθυνση της καθορίζει και την κατεύθυνση της δυναμικής γραμμής. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com Οι δυναμικές γραμμές δεν τέμνονται και είναι πάντοτε κλειστές. Από κάθε σημείο του πεδίου μόνο μία δυναμική γραμμή περνάει. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Δυναμικές γραμμές ανάμεσα στους πόλους ενός ευθύγραμμου μαγνήτη Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Δυναμικές γραμμές σε έναν πεταλοειδή μαγνήτη S Ν Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Ομογενές μαγνητικό πεδίο Ονομάζεται το πεδίο στο οποίο η ένταση είναι ίδια σε κάθε σημείο του. Οι δυναμικές γραμμές του πεδίου είναι παράλληλες. Ν S Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com Δύναμη που ασκεί το μαγνητικό πεδίο σε κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο (δύναμη Lorentz) Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μαγνητικές αλληλεπιδράσεις Ένα μαγνητικό πεδίο μπορεί να δημιουργηθεί από ένα κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο ή ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Το μαγνητικό πεδίο ασκεί δύναμη σε κάθε κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο ή σε ηλεκτρικό ρεύμα, που βρίσκεται μέσα σ’ αυτό. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com Καθοδικός σωλήνας Οι καθοδικές ακτίνες είναι δέσμη ηλεκτρονίων. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Δύναμη Lorentz Hendrik Antoon Lorentz (1853 – 1928) Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Τι είναι η δύναμη Lorentz; Έτσι λέγεται η δύναμη που ασκεί το μαγνητικό πεδίο σε ένα ηλεκτρικό φορτίο που κινείται μέσα σ’ αυτό. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com Χαρακτηριστικά της δύναμης Lorentz Έχει διεύθυνση πάντοτε κάθετη στο επίπεδο που ορίζουν τα διανύσματα και , δηλαδή είναι κάθετη στην ταχύτητα του φορτίου και στην ένταση του πεδίου. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com Έχει φορά που καθορίζεται από τον κανόνα του δεξιού χεριού. ο αντίχειρας, στην κατεύθυνση κίνησης θετικού φορτίου ο δείκτης, στην κατεύθυνση της έντασης του πεδίου (δυναμικές γραμμές) ο μέσος δείχνει την κατεύθυνση της δύναμης Lorentz. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com Έχει μέτρο που δίνεται από τη σχέση όπου θ η γωνία μεταξύ των και , που μετριέται από την κατεύθυνση του προς αυτήν του . θ Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com Δηλαδή , η δύναμη Lorentz εξαρτάται από τη γωνία που σχηματίζεται ανάμεσα στη και στη . Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Κίνηση φορτισμένων σωματιδίων σε ομογενές μαγνητικό πεδίο Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Α. Κίνηση παράλληλα στις δυναμικές γραμμές Το φορτισμένο σωματίδιο δεν δέχεται δύναμη από το πεδίο, συνεπώς συνεχίζει να κινείται με την ταχύτητα που είχε, δηλαδή κάνει ευθύγραμμη ομαλή κίνηση. Το σωματίδιο δεν θα δέχεται δύναμη και στην περίπτωση που δεν έχει φορτίο (π.χ. είναι νετρόνιο). Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Β. Κίνηση κάθετα στις δυναμικές γραμμές Το σωματίδιο κινείται με την επίδραση δύναμης σταθερού μέτρου, που είναι διαρκώς κάθετη στην ταχύτητά του. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com Γι’ αυτό η δύναμη Lorentz έχει τα χαρακτηριστικά κεντρομόλου ………………………δύναμης, που αναγκάζει το φορτισμένο σωματίδιο να εκτελέσει ομαλή κυκλική …………… ……………. κίνηση. Applet1 Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Τα χαρακτηριστικά της κίνησης (ακτίνα R κυκλικής τροχιάς, περίοδος Τ κυκλικής κίνησης) Α. Υπολογισμός της ακτίνας Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Β. Υπολογισμός της περιόδου Β. Υπολογισμός της περιόδου Applet2 Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com Η περίοδος της κυκλικής τροχιάς είναι ανεξάρτητη από το μέτρο της ταχύτητας του σωματιδίου και από την ακτίνα της κυκλικής τροχιάς. Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Γ. Κίνηση με τυχαία γωνία ως προς τις δυναμικές γραμμές Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com Λόγω της συνιστώσας ( ) το σωματίδιο θα κάνει ευθύγραμμη ομαλή κίνηση. Λόγω της συνιστώσας ( ) το σωματίδιο θα κάνει ομαλή κυκλική κίνηση Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com

Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com Η τελική σύνθετη κίνηση είναι μια ελικοειδής τροχιά με ακτίνα και περίοδο Το βήμα β της έλικας θα είναι Μερκ. Παναγιωτόπουλος - Φυσικός www.merkopanas.blogspot.com