12. előadás Elektrosztatikus és mágneses mezők Elektronfizika

Az előadások a következő témára: "12. előadás Elektrosztatikus és mágneses mezők Elektronfizika"— Előadás másolata:

1 12. előadás Elektrosztatikus és mágneses mezők Elektronfizika
Fény és anyag kölcsönhatása

2 Az elektromos töltés Benjamin Franklin (1706 - 1790)
+ és – töltés létezik Az elnevezés önkényes: a selyemmel megdörzsölt üvegrúd töltése pozitív Több mint egy évszázad múlva – az elektron felfedezésekor – kiderült, jobban megfelelt volna a fordított elnevezés

3 Az elektromos töltés Charles Augustin de Coulomb (1736 - 1806)
Coulomb-törvény 1 C = 6, e 1 e = 1, C me = 9, kg mp = 1846 me = 1, kg Dielektromos állandó

4 Nyugvó töltés elektromos tere
Elektromos térerő: Erővonalak: Az elektromos tér konzervatív erőtér => létezik potenciál Munka: A potenciálkülönbség, vagy feszültség Mértékegysége: [J]/[C] = Volt

5 Az elektromos dipólus

6  : elektromos fluxus Általános esetben: En = Ecos
(ha E A) Általános esetben: En = Ecos Az egész f felületen átmenő fluxus 

7 A Gauss-tétel Carl Friedrich Gauss (Gauß) (1777. - 1855.)
Tetszőleges zárt felületen átmenő elektromos térerőfluxus a felületen belüli töltések algebrai összegének 1/ε0 –szorosa.

8 Az elektromos tér munkája
W = Fl = q El = qU = UIt Az elektromos tér teljesítménye P = W/t = UI = I2R = U2/R

9 Hans Christian Oersted 1777 – 1851
A mágneses tér A mágnes dipólus (Magnezia) Az áram mágneses tere - Oersted, 1820 Hans Christian Oersted 1777 – 1851

10 Körvezető mágneses tere
Biot-Savart törvény Körvezető mágneses tere Tekercs mágneses tere

11 A mágneses indukcióvektor
Az áramjárta vezetékre ható erő – a Lorentz-erő A mágneses fluxus

12 Az elektromágneses indukció

13 Az elektromágneses indukció

14 Faraday – Lenz törvény

15 Elektromágneses hullám

16 Elektrolízis

17 Faraday-törvények (1832) Michael Faraday (1791 - 1867)
1. Az I erősségű áram által t idő alatt kiválasztott anyagmennyiség: m = kIt = kQ, ahol m a tömeg; k az elektrokémiai egyenérték; Q a töltés 2. Azonos töltésmennyiség különböző elektrolitokból kémiailag egyenértékű anyagmennyiséget választ ki: (A-relatív atomtömeg; z-oxidációsszám-változás, vegyérték) 3. Az indukciós törvény egymenetű hurok esetén Bármely egyszeresen pozitív töltésű ion egy mól mennyiségének a kiválasztásához szükséges töltés, a Faraday-féle állandó:

18 Helmholz (1881)

19 Elektronfizika

20 Az elektron töltése a Millikan-kísérlet

21 Töltött részecskék mozgásegyenlete

22 Töltött részecskék eltérítése homogén elektromos térben

23 Töltött részecskék eltérítése homogén mágnese térben

24 Részecskegyorsítók Lineáris gyorsító

25 A ciklotron

26 Relatívisztikus mozgás elektromos térben

27 Relatívisztikus mozgás mágneses térben

28 Elektronoptika Mágneses fókuszálás

29 Elektromos fókuszálás

30 Elektronnyaláb törése

31 Fény és anyag kölcsönhatása A felületi fényelektromos jelenség

32 Értelmezés: a fénynek impulzusa van (elektromágneses sugárzás)
A Compton-effektus A szóródott sugárzás energiát veszít, hullámhossza megnő Értelmezés: a fénynek impulzusa van (elektromágneses sugárzás)

33 De Broglie-hullámok