Dr Jan Szatkowski

[e-mail]

pok. 223 A-1

www.if.pwr.wroc.pl/~szatkowski

Konsultacje: poniedziałek 13 – 15

Konsultacje: poniedziałek 13 – 15

środa

Forma zaliczenia kursu: egzamin końcowy

1

Fizyka II

Podręczniki

•

D.Halliday, R.Resnick, J.Walker;

Podstawy Fizyki tom 3,4 i 5

•

W.I Sawieliew; Wykłady z Fizyki tom II i III

•

K. Jezierski, B. Kołodka, K. Sierański, Wzory i prawa z objaśnieniami, cz. II ,

Oficyna Wydawnicza SCRIPTA, Wrocław 1995–2003.

•

K. Sierański, J.Szatkowski

•

K. Sierański, J.Szatkowski

Wzory i prawa z objaśnieniami,

cz. III , Oficyna Wydawnicza SCRIPTA, Wrocław 1995–2003.

2

Fizyka II

Model atomu

Jądro atomowe

Stary model

pr

ot

on

Z czego składa się materia?

Ładunek elektryczny

elektron e

-

Początek XX wieku

Model współczesny

Jądro
atomowe

qwark

pr

ot

on

3

Fizyka II

•

Electron: Obiekt o promieniu mniejszym niż 10

-18

metra

- posiadający ładunek elektryczny e= -1.6 x 10

-19

C

- masę m

e

= 9.11 x 10

- 31

kg

•

Proton: Obiekt o promieniu około 8.0 x 10

-16

m

- Ładunek e= 1.6 x 10

-19

C

- masa m

p

= 1.67 x 10

-27

kg

•

Neutron: Obiekt o promieniu około 8.0 x 10

-16

m

- Ładunek 0 C
- masa m

p

= 1.68 x 10

-27

kg

•

Kwark: Obiekt punktowy o ułamkowym ładunku

–

±

1/3e ;

±

2/3e

–

Proton (uud) ładunek = 2/3e + 2/3e -1/3e = +e

–

Neutron (udd) ładunek = 2/3e -1/3e -1/3e = 0

4

Fizyka II

Prawo zachowania ładunku

Całkowity ładunek układu jest zawsze zachowany

γ

→

+

+

−

e

e

+

−

+

→

e

e

γ

• anihilacja

• kreacja pary

• Rozpad promieniotwórczy

238

U

92

=

234

Th

90

+

4

He

2

• Rekcje wysokich energii e

-

+ p

+

= e

-

+

π

+

+ n

0

5

Fizyka II

2

2

1

0

4

1

r

q

q

F

⋅

⋅

=

ε

πε

1

q q

r

⋅

Prawo Coulomba

1

2

2

0

1

4

q q

r

F

r

r

πε ε

⋅

=

⋅

⋅

1

2

3

0

1

4

q q

F

r

r

πε ε

⋅

=

⋅

⋅

6

Fizyka II

2

2

0

4

1

r

q

F

e

πε

=

2

2

r

m

G

F

g

=

Siła elektryczna

Siła grawitacyjna

+

+

r

q

q

kg

10

64

.

6

10

2

.

3

2

27

19

−

−

×

=

×

=

+

=

m

C

e

q

neutron

Prawo Coulomba

Siły elektryczne, a siły grawitacyjne

2

r

G

F

g

=

Siła grawitacyjna

35

2

27

2

19

2

2

11

2

2

9

2

2

0

10

1

.

3

)

kg

10

64

.

6

(

C)

10

2

.

3

(

kg

/

m

N

10

67

.

6

C

/

m

N

10

0

.

9

4

1

×

=

×

×

⋅

×

⋅

×

=

=

−

−

−

m

q

G

F

F

g

e

πε

Siła oddziaływania elektrycznego jest o 35 rzędów silniejsza

od siły oddziaływania grawitacyjnego

+ +

0

0

proton

neutron

α

particle

7

Fizyka II

Zasada superpozycji

+

+

0.50 m

0.40 m

0.30 m

0.30 m

q

1

=2.0

µ

C

Q=2.0

µ

C

α

α

x

Q

F )

(

1

N

29

.

0

m)

50

.

0

(

C)

10

C)(2.0

10

0

.

4

(

)

C

/

m

N

10

0

.

9

(

4

1

2

6

-

6

2

2

9

2

1

1

0

1

=

×

×

⋅

×

=

=

−

Q

Q

r

Q

q

F

πε

+

0.50 m

0.30 m

q

1

=2.0

µ

C

Q

F

1

y

Q

F )

(

1

N

23

.

0

0.50m

0.40m

N)

29

.

0

(

cos

)

(

)

(

1

1

=

=

=

α

Q

x

Q

F

F

N

17

.

0

0.50m

0.30m

N)

29

.

0

(

sin

)

(

)

(

1

1

−

=

−

=

=

α

Q

y

Q

F

F

0

N

17

.

0

N

17

.

0

N

0.46

0.23N

N

23

.

0

=

+

−

=

=

+

=

y

x

F

F

8

Fizyka II

nat

ęż

enie pola elektrycznego ładunku punktowego

S

P

q

0

E

q

0

E

0

1

qq

F

=

0

0

q

F

E

=

Nat

ęż

enie pola elektrycznego

Definicja :

r

r

r

/

ˆ

=

S

+

rˆ

P

q

-

rˆ

P

q

S

0

0

2

0

2

0

1

4

1

4

qq

F

r

q

E

r

πε

πε

=

=

r

r

q

E

ˆ

4

1

2

0

πε

=

wektor jednostkowy

9

Fizyka II

Natężenie pola elektrycznego

0

q

F

E

=

• Natężenie pola elektrycznego ładunku
punktowego

0

3

0

3

0

0

0

1

4

1

4

Q q

r

r

F

Q

E

r

q

q

r

πε ε

πε ε

⋅ ⋅

=

=

=

⋅

• wartość natężenia

0

2

0

2

0

0

0

1

4

1

4

Q q

r

F

Q

E

q

q

r

πε ε

πε ε

⋅

=

=

=

10

Fizyka II

Natężenie pola elektrycznego

0

q

F

E

=

• Natężenie pola elektrycznego ładunku
punktowego

0

3

0

3

0

0

0

1

4

1

4

Q q

r

r

F

Q

E

r

q

q

r

πε ε

πε ε

⋅ ⋅

=

=

=

⋅

• wartość natężenia

0

2

0

2

0

0

0

1

4

1

4

Q q

r

F

Q

E

q

q

r

πε ε

πε ε

⋅

=

=

=

11

Fizyka II

Linie sił pola elektrycznego

0

q

0

q

ładunek próbny (dodatni)

q

q

<<

0

12

Fizyka II

13

Fizyka II

Ruch ładunku w jednorodnym polu elektrycznym

Zadanie domowe-

Prostopadle do linii sił jednorodnego pola

elektrycznego wpada elektron z początkową prędkością o
wartości

v

i

(patrz

rysunek).

Wyznaczyć

odchylenie

od

pierwotnego kierunku po tym jak elektron opuścił obszar pola
elektrycznego.

14

Fizyka II