Электромагнитные явления | Презентации Физика

Скачай Электромагнитные явления и еще Презентации в формате PDF Физика только на Docsity! Электромагнитные явления Подготовил(а) Ученик(ца) класса/школы Фамилия Имя Город. год. Что такое электромагнитные явления? К электромагнитным явлениям относятся явления: электрические — связанные с Движением тока и взаимодействием заряженных частиц и магнитные — взаимодействие намагниченных тел с телами, проводящими ТОК. | Изучением этих явлений занимались ещё со времён Фарадея, однако некоторые детали стали исследовать совсем недавно, например, взаимодействие электропроводных изучают последние несколько лет. Сене ке 3 Действие магнитов Влияние Земли на стрелку компаса Взаимодействие наэлектризованных МУ Основные понятия Магнитное поле — форма материи вокруг движущихся токов РО УЕ очи катушки индуктивности: они способны возвращать энергию путём её преобразования Постоянные магниты — наэлектризованные тела, способные долгое время сохранять намагниченность.

О оу ы тины: У Тело о наиболее сильным магнитным полем ЭМИ — появление тока в проводнике магнитного пе Эл. трансформатор — преобразователь переменного ео: Е 2/1 Электрический заряд – величина, характеризующая возможность электромагнитного взаимодействия тел Положительный электрический заряд: его носителем являются протоны Отрицательный электрический заряд: носителем являются электроны Обозначение: q Единица измерения: Кулон Шарль Огустен де Кулон – в честь него также назван закон взаимодействия электрических зарядов Магнитное поле ® Магнитная индукция — ® Любые движущиеся векторная величина. электрические заряды создают ©® м магнитное поле, Единица магнитной обеспечивающее их индукции — тесла взаимодействие. Модуль вектора магнитной индукции ® В — магнитная индукция — в силовая характеристика 1 магнитного поля. де В- магнитная индукция, Е — сила, 1 сила тока, М — длина проводника. Электрическое | Формулы и Магнитное Формулы и поле обозначения поле обозначения = м тя Поляризованность Р= ХЕ Е НаЕНАчЕННОТЬ ея а ы (частный случай электромагнитной индукции} это явление, за- Элекгросмкость с = Индуктивность Е _Ф Самоиндукция ключающееся в том, что изменение магнитного поля катушки с проводника Ф катушки ф током (проводника) при прохождении через нее изменяющегося я тока приводит к появлению индукционного тока (1) в этой самой Энергия СИ? 4? | зерна жатушкис м“ катушке (проводнике) зараненнохо |И = = током т = ! Замыкание цепи конденсатора о 2С 2 ия ф Т 1.

Лампа 2 загорается позже 1 | Объемная ЕР в? Обеих ВН _ в? 2. 11»В1>Ф1-—е=, и + ‘плотность энергии | №» = 5 = 2 плотность энергии — 2 5 3. =; 1+ > Та 11, / (правило Ленца) ДЕ = то й Размыкание цепи Г Е _ рае — оток вектора = ы Я Поток вектора В ФЕ = раз я еее Ф, = фва =0 1. Лампа 2 ярко вспыхивает у 1 | ” сквозь поверхн. 9 5 $ З ° 2.15 Ф Е, д ы — 3. в ТТЕ = /.; ГТ / (правило Ленца Циркуляция ра —0 —|Циркуляция ф Ва? = ро! т в вектора , Вектора В ь | Модуль вектора магнитной индукции магнитного поля, создаваемого током, пропорциона- Сущность явления электромагнитной индукции в неподвижном проводнике состоит не столько в появлении индукционного тока, сколько в возникновении вихревого электрического поля, которое и приводит вдвижение электроныв проводнике АВ —> Езихр. — /, ческого поля АВ М Чем больше скорость изменения вектора В, тем больше напряжен- ность вихревого электри- увеличение Во (правило левого винта) В | Уменьшение Во В. В АВ =0 & | Вы {правило ИВ правого винта) — вихревое поле не связано с зарядами, его линии напряженности замкнуты на себя — вихревое электрическое поле непотенциально (А„„хр. 0 по замкнутому контуру) — силовые линии не пересекаются — Евихр. 11 1, (направление линий напряженности совпадает с направлением индук. тока) лен силе тока, а магнитный поток пропорционален вектору Б (Ф-В. 5.050) |: В введем коэффициент | Ф=Е Ф- | 8 пропорциональности Величину 2. называют индуктивностью контура. АФ А! Используя закон электромагнитной индукции, запишем: &;=———= а Индуктивность || этофизическая величина, являющаяся мерой «инертности» электричес- кой цепи по отношению к изменению силы тока (зависит от формы и ИГ размеров проводника и отмагнитных свойств среды) Источники: 1) https://sciterm.ru/spravochnik/elektromagnitnie-y avleniya / 2) https://spravochnick.ru/fizika/elektromagnitnye_y avleniya / 3) https://uchitel.pro/электромагнитные-явления/ 4) https:// www.yaklass.ru/materiali?mode=lsntheme&them eid=131 5) https:// fedorenshik.blogspot.com/p/blog-page_4.html

А / Электромагнитные явления — Math-Phys.ru

Внимание!

Это ознакомительная версия Курса самостоятельной подготовки к ОГЭ по физике. Здесь работают только несколько спойлеров, в которых текст набран красным. Можно открыть их и посмотреть краткие теоретические пояснения, формулы и подборки задач по темам (можно даже и порешать задачи).

Для работы с полной версией курса его нужно приобрести.

Если вы еще не успели ознакомиться с порядком работы с Курсом, обязательно загляните на страницу с инструкцией.

III. Электромагнитные явления

1. Электрические заряды, электрическое поле

1) Электризация

Теория

Электризация

Формулы

-

Классные задания

На сайте Решу ОГЭ в разделе Ученику введите указанный ниже номер Варианта учителя
2356369

Домашние задания

На сайте Решу ОГЭ в разделе Ученику введите указанный ниже номер Варианта учителя
2356376

2) Элементарный заряд. Электрон

3) Заряды в веществе. Закон сохранения заряда

4) Взаимодействие зарядов. Электрическое поле. Закон Кулона

5) Проводники и диэлектрики. Электрический ток

6) Электростатическая индукция

2. Постоянный электрический ток

1) Условия существования электрического тока

2) Действия тока

3) Сила тока

4) Напряжение

5) Закон Ома для участка цепи. Сопротивление

6) Сопротивление цилиндрического проводника

7) Сопротивление системы последовательно соединенных резисторов

8) Сопротивление системы параллельно соединенных резисторов

9) Работа тока. Мощность тока

10) Закон Джоуля — Ленца

Теория

Закон Джоуля — Ленца

Формулы

Формула №10 раздела
III. Электромагнитные явления -> 2. Постоянный электрический ток

Классные задания

На сайте Решу ОГЭ в разделе Ученику введите указанный ниже номер Варианта учителя
2361800

Домашние задания

На сайте Решу ОГЭ в разделе Ученику введите указанный ниже номер Варианта учителя
2361803

Контрольная работа

Раздел:

Постоянный электрический ток На сайте Решу ОГЭ в разделе Ученику введите указанный ниже номер Варианта учителя
2500275

3. Магнитное поле

1) Опыт Эрстеда

2) Магнитное поле прямого проводника. Линии магнитной индукции

3) Магнитное поле постоянного магнита. Взаимодействие магнитов

4) Электромагнит

Теория

Электромагнит

Формулы

-

Классные задания

-

Домашние задания

-

5) Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера

6) Опыт Ампера. Взаимодействие двух параллельных проводников с током

7) Поток вектора магнитной индукции. Электромагнитная индукция. Опыт Фарадея

4. Переменный электрический ток. Электромагнитные колебания и волны

1) Переменный электрический ток

2) Электромагнитные колебания и волны. Шкала электромагнитных волн. Длина электромагнитной волны

На стартовую страницу Курса

Электромагнитное излучение и квантовые явления

Электромагнитное излучение несет энергию, которую оно передает частицам, например электронам, таким образом устанавливая связь между излучением как носителем энергии и частицами. Мы можем думать об этом как о силе, движущей автомобиль: фотоны — это сила, а автомобиль — частица. Связь между ними легче наблюдать, когда фотоны возбуждают электроны и заставляют их прыгать со своих орбит или даже выбрасывать их из атома.

Открытие фотоэлектрического эффекта

Связь между излучением как носителем энергии и частицами была открыта экспериментально Генрихом Герцем и другими последователями, включая Дж. Дж. Томсона, Филиппа Ленарда и Роберта Милликена.

Серия экспериментов с использованием металлических пластин и света для возбуждения электронов была проведена для наблюдения связи между ними и фотонами.

Теория, лежащая в основе этого явления, была позже объяснена Альбертом Эйнштейном и Максом Планком, которые завершили концепцию того, что сейчас известно как «фотоэлектрический эффект».

Опыты Генриха Герца

Немецкий физик Генрих Герц провел ряд экспериментов с использованием электрически заряженных поверхностей с зазором между ними. В этих экспериментах две металлические поверхности имели разные электрические заряды, что вызывало разницу в напряжении. Когда разница зарядов велика, возникает электрическая искра, и электрические заряды протекают через промежуток.

При попадании УФ-излучения на заряженные поверхности легко возникают электрические искры. Причина этого была неизвестна в то время, но концепция более легкого скачка электричества, когда ультрафиолетовый свет падает на металлы, заинтересовала ученых.

Рис. 1. Во время экспериментов Герца ультрафиолетовый свет падал на заряженный металлический объект, заставляя электроны двигаться из пластины. Источник: Мануэль Р. Камачо, StudySmarter.

Открытие Дж. Дж. Томсона

Британский физик Дж. Дж. Томсон обнаружил, что эффект, стоящий за тем, что наблюдал Генрих Герц, был связан со светом, падающим на пластины, т. е. что УФ-свет перебрасывал электрические заряды с одной металлической поверхности на другую. . Он отметил, что электрические заряды, ответственные за образование электрических искр, имели такое же отношение массы к заряду, как и электроны, и что частицы с большим электрическим зарядом перескакивали с поверхности на поверхность с меньшим зарядом.

Эксперименты Филиппа Ленарда

Немецко-венгерский физик Филипп Ленард провел эксперименты с двумя пластинами, разделенными зазором. На первую пластину падал источник света, а над ней располагалась вторая пластина.

Электрон перепрыгнул с первой пластины на вторую из-за увеличения разности потенциалов. Затем Ленард изменил интенсивность света, чтобы увидеть, повлияет ли это на скачки электронов. Ожидалось, что свет поможет электронам легче прыгать и, таким образом, передавать энергию.

Однако результаты экспериментов были отрицательными. Не было никакой связи между энергией зарядов, прыгающих между пластинами, и интенсивностью света.

Рис. 2. Экспериментально установлено, что увеличение интенсивности света не меняет энергии вылетевших электронов. Источник: Мануэль Р. Камачо, StudySmarter.

Эксперименты Роберта Милликена

Позднее американский физик-экспериментатор Роберт Милликен попытался опровергнуть теорию о том, что свет является частицей. Милликен предположил, что если бы эксперимент проводился в вакууме и с осторожностью, электроны не производились бы.

Однако Милликен обнаружил, что его идеи не соответствуют действительности, и электроны действительно выбрасывались после того, как радиация воздействовала на металл. Его эксперименты установили, что для высвобождения заряженной частицы свет должен иметь минимальную длину волны. Его эксперименты также продемонстрировали связь между длиной волны и частотой. Поскольку длина волны и частота связаны, Милликен обнаружил, что свет должен иметь минимальную частоту, чтобы снимать электрические заряды с поверхности металлической пластины. Это значение было названо «частотой среза».

Наклон нанесенных данных впоследствии использовался для получения значения постоянной Планка.

Рисунок 3. Было обнаружено, что частота света влияет на энергию выброшенных электронов, причем более высокие частоты, такие как УФ-спектр, приводят к большему количеству энергии. Источник: Мануэль Р. Камачо, StudySmarter.

Взаимосвязь между электромагнитной энергией и высвобождаемыми зарядами

Эксперименты Милликена и других показали, что изменения яркости света не влияют на количество высвобождаемых частиц.

Только когда они изменили тип света, падающего на пластины, это повлияло на частицы. Свет с короткими волнами (синий свет) с более высокими частотами испускал больше и более быстрых частиц, что доказывало, что энергия света была ответственна за эмиссию электронов, поскольку энергия связана с частотой света.

Именно Альберт Эйнштейн и Макс Планк на основе этих экспериментов внесли существенный вклад в наши знания.

Вклад Альберта Эйнштейна

Известный физик-теоретик немецкого происхождения Альберт Эйнштейн, наблюдая за некоторыми экспериментами по испусканию частиц, смог дополнить теорию некоторыми новыми идеями. Главный из них заключался в том, что именно свет, сталкиваясь с электронами, давал им энергию. Однако свет, сталкивающийся с электронами, сам нуждается в определенном количестве энергии, чтобы высвободить заряженную частицу.

Согласно Эйнштейну, свет состоит из маленьких частиц, которые он назвал частицами света, но которые теперь известны как фотоны. Эти фотоны и дают энергию высвобожденным частицам. Было обнаружено, что энергия фотонов равна частоте света, умноженной на константу.

Эйнштейн назвал мелкие частицы, из которых состоит свет, «квантами». В физике термин «квантованный» означает деление значения на небольшие части фиксированных значений.

Вклад Макса Планка

В то время как Эйнштейн выдвинул идею о том, что свет состоит из мелких частиц, немецкий физик Макс Планк предположил, что электромагнитное излучение состоит из небольших порций энергии. Эти порции были названы «квантованной энергией» от латинского quantus, что означает «количество».

Электромагнитное излучение и квантовые явления. Основные выводы. Эксперименты, проведенные физиками Генрихом Герцем, Дж. Дж. Томсоном, Филиппом Ленардом и Робертом Милликеном, показали, что испускание заряженных частиц происходит легче, когда свет с высокой частотой падает на заряженные металлические пластины с разностью потенциалов между ними. Эксперименты показали, что яркость света не влияет на испускание частиц, в то время как тип/частота света влияет. Более поздние теории, сформулированные Эйнштейном и Планком, внесли свой вклад в наши знания, объяснив, что энергия, выделяемая электромагнитным излучением, квантуется, т.е. сказать, что он состоит из фиксированных небольших пакетов энергии. Количество энергии, необходимое для излучения, чтобы высвободить электроны из материала, фиксировано и зависит от частоты фотона, поэтому оно известно как частота среза.

Электромагнитное излучение и квантовые явления

Что такое квантовая теория излучения?

Квантовая теория излучения утверждает, что электромагнитное излучение состоит из небольших фиксированных количеств энергии. Каждое значение излучения содержит кратное этому количеству, где n — целое число.

Что свидетельствует о квантовой природе электромагнитного излучения?

Квантовая природа электромагнитного излучения демонстрируется фотонами, производящими электромагнитное излучение. Фотоны имеют дискретные значения энергии, то есть они квантуются. Это, в свою очередь, означает, что электромагнитное излучение также квантуется.

Имеют ли электромагнитные поля квантовую природу?

Не напрямую. Электромагнитные поля создаются заряженными частицами. Электрические поля создаются силой заряженных частиц, которая ощущается только другими электрически заряженными частицами. Когда эти частицы движутся, они также создают магнитное поле, которое влияет только на другие магнитные поля или заряженные частицы. Поскольку энергия частиц квантуется, значения поля также имеют квантовую природу.

‍

Электромагнитная теория II, весна 2021 г.

Классическая теория электромагнетизма полностью описывается уравнениями Максвелла и законом силы Лоренца. Уравнения Максвелла определяют, как распределения зарядов создают электрические и магнитные поля, а закон силы Лоренца описывает силы, которые они воздействуют на заряды.

Physics 311 сосредоточился на методах определения полей для стационарных распределений заряда и тока. Однако многие распределения заряда и тока не относятся к этому типу. Тем не менее, уравнения Максвелла по-прежнему справедливы здесь. Физика 312 сосредоточится на применении уравнений Максвелла к таким ситуациям. Это будет включать в себя некоторые из величайших триумфов 19Физика века: существование и свойства электромагнитных волн и производство электромагнитных волн движущимися зарядами. Кроме того, Physics 312 представит методы связи электромагнитных полей для различных инерциальных наблюдателей и свяжет это со специальной теорией относительности. Также будут рассмотрены различные другие темы из области электромагнетизма, которые не были затронуты в Phys 311.

Физика 312 предполагает твердое понимание электромагнетизма из Физики 311, а также свободное владение соответствующей математикой.

• Номер курса: PHYS 312
• Преподаватель: Проф. Дэвид Коллинз, физика
• Контактная информация:
  • Вуббен 228B
  • Телефон: 248-1787
  • Электронная почта: [email protected]
• Время занятий: TTh с 11:00 до 12:15
• Класс: Вуббен 113
• Встреча первого класса: вторник, 26 января 2021 г.
• Требования: ФИЗИЧЕСКИЙ 311
• Текст: Д. Дж. Гриффитс, Введение в электродинамику, 4-е изд., Пирсон (2013).
• Учебная программа: Phys 312, Весна 2021 г. Учебная программа

Курс охватывает следующие темы с небольшими изменениями.

1. Электрические поля в веществе, поляризация, диэлектрики.
2. Магнитные поля в веществе, намагниченность.
3. Уравнения Максвелла, граничные условия, законы сохранения.
4. Электромагнитные волны.
5. Возможная формулировка электромагнетизма.
6. Поля, создаваемые движущимся точечным зарядом.
7. Электромагнитное излучение.
8. Электромагнетизм и теория относительности.

Срок: 29 января 2021 г.	Домашнее задание 1
Срок: 2 февраля 2021 г.	Домашнее задание 2
Срок: 5 февраля 2021 г.	Домашнее задание 3
Срок: 9 февраля 2021 г.	Домашнее задание 4
Срок: 12 февраля 2021 г.	Домашнее задание 5
Срок: 16 февраля 2021 г.	Домашнее задание 6
Срок: 19 февраля 2021 г.	Домашнее задание 7
Срок: 25 февраля 2021 г.	Домашнее задание 8
Срок: 9 марта 2021 г.	Домашнее задание 9
Срок: 12 марта 2021 г.	Домашнее задание 10
Срок: 16 марта 2021 г.	Домашнее задание 11
Срок: 23 марта 2021 г.	Домашнее задание 12
Срок: 26 марта 2021 г.	Домашнее задание 13
Срок: 30 марта 2021 г.	Домашнее задание 14
Срок: 2 апреля 2021 г.	Домашнее задание 15
Срок: 6 апреля 2021 г.	Домашнее задание 16
Срок: 13 апреля 2021 г.	Домашнее задание 17
Срок: 16 апреля 2021 г.	Домашнее задание 18
Срок: 20 апреля 2021 г.	Домашнее задание 19
Срок: 23 апреля 2021 г.	Домашнее задание 20
Срок: 28 апреля 2021 г.	Домашнее задание 21
Срок: 10 мая 2021 г.	Домашнее задание 22
Срок: 14 мая 2021 г.	Домашнее задание 23

В следующие дни во время занятий будут проходить двухчасовые экзамены: , вторник, 2 марта 2021 г. и , четверг, 8 апреля 2021 г., . Комплексный выпускной экзамен состоится во вторник, 18 мая 2021 г., , , .

Экзамены и решения предыдущих семестров.

Весна 2012 Классный экзамен 1

Весна 2012 г. Классный экзамен 1: Решения

Весна 2012 г. Классный экзамен 2

Весна 2012 г. Классный экзамен 2: Решения

Весна 2012 г. Выпускной экзамен

Весна 2012 г. Выпускной экзамен: Решения

Весна 2016 Классный экзамен 1

Весна 2016 г. Классный экзамен 1: Решения

Весна 2016 г. Классный экзамен 2

Весна 2016 г. Классный экзамен 2: Решения

Весна 2016 г. Выпускной экзамен

Весна 2016 г. Выпускной экзамен: Решения

Экзамены и решения этого семестра.

Решения будут опубликованы после оценки каждого экзамена.

Весна 2021 Классный экзамен 1

Весна 2021 г. Классный экзамен 1: Решения

Весна 2021 Классный экзамен 2

Весна 2021 г. Классный экзамен 2: Решения

Есть много дополнительных текстов, которые потенциально подходят для этого курса. Далее следует выбор.

1. Электромагнетизм

   1. Р. П. Фейнман, Р. Б. Лейтон и М. Сэндс, Лекции по физике, Том II, Аддисон-Уэсли (1965).

      Предложенный где-то между текстом для второкурсников и младших школьников, это все еще классика. Фейнман был известен своими уникальными подходами к объяснению физики.

   2. П. Лоррен, Д. Р. Корсон и Ф. Лоррен, Основы электромагнитных явлений, Фриман (2000).

      Другой стандартный текст уровня бакалавриата.

   3. Р. К. Вангнесс, Электромагнитные поля, Wiley (1986).

      Аналогичен другим учебникам по электромагнетизму для студентов, но включает главу о волноводах.

   4. Л. Эйджес, Классическое электромагнитное поле, Дувр (1972).

      Больше вводный текст для выпускников, но разделы по-прежнему доступны для студентов. Это вообще отличный текст.

   5. А. Зангвилл, Современная электродинамика, Издательство Кембриджского университета (2012).

      Отличный текст для выпускников.

   6. Дж. Д. Джексон, Классическая электродинамика, Джон Уайли (1998).

      Текст уровня выпускника по умолчанию, вероятно, больше из-за его объема, чем из-за его объяснительных качеств. Энциклопедическое, но часто запутанное освещение всего, что связано с электромагнетизмом. Извилистые проблемы.

1. Справочные источники
   1. Physlink Справочная информация и данные, включая десятичную систему счисления, физические константы, математические константы, астрофизические константы и т. д.,…
   2. Мир физики Эрика Вайнштейна. Энциклопедия физики, поддерживаемая Wolfram Research. Записи на различных технических уровнях.
   3. Периодическая таблица элементов сайта WebElements.
   4. Базы данных NIST, администрируемые Национальным институтом стандартов и технологий. Последнее слово в физических данных. Предназначен для профессионалов.
2. Анимации
   1. PhET Университета Колорадо.
   2. Апплеты LTU Коллекция симуляций предоставлена ​​Скоттом Шнайдером, Технологический университет Лоуренса.
   3. Анимации для физики и астрономии Коллекция симуляций Пенсильванского государственного университета, Шуйлкилл.
   4. Physclips Коллекция симуляций Университета Нового Южного Уэльса, Австралия.
3. Электростатика
   1. Электрический хоккей на траве. Моделирование PhET от Университета Колорадо.
   2. Заряды и поля. Моделирование PhET от Университета Колорадо.