Fisica Generale 2

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di samurai1991

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Appunti di Fisica 2 trattanti magnetismo, elettromagnetismo, ottica provenienti da corso di Ingegneria Elettronica. Vanta un'accurata trattazione matematica e descrittiva. Università …

Esame Fisica generale

Facoltà Ingegneria i

Dal corso del Prof. Nico Giovanni

Università Politecnico di Bari

A.A. 2016-2017

98 pagine

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Estratto del documento

Fisica B

Campi magnetici

Il campo vettoriale E individua il campo elettrico, definito dalla relazione E = F_e / q, con q carica di prova. Qualunque numero di tale campo F_e forza elettrica agisce sulla carica per effetto del campo. Non esistendo un'analoga forza magnetica, non è possibile definire il campo vettoriale B indipendente dal campo elettrico.

E · B indica il campo magnetico nello spazio fisico, e si può definire ritenendo E come il campo F_B che agisce su una carica di prova immersa in un punto di B.

Definizione di B

Si fissa una carica nel campo B. Variando la sua direzione e velocità, della carica si nota che, se la velocità V, in un particolare punto di B, della carica, assume direzione perpendicolare, F_B ha un valore nullo; per questa direzione F_B è proporzionale a V sen (Φ), con Φ l'angolo fra la direzione di V e direzione perpendicolare di F_B = 0. Inoltre, F_B è un vettore sempre perpendicolare a F_B cos(Φ) per avere un prodotto scalare.

B è quindi un campo vettoriale diretto; in ogni suo punto, nella direzione perpendicolare di forza nulla. Supponendo V perpendicolare a questa direzione perpendicolare si definisce l'intensità di B in funzione dell'intensità di F_B:

B = F_B / |q| · |V|; con q carica di prova. Ciò deriva dalla seguente equazione vettoriale:

F_B = q V × B, ovvero: F_B = |q| · |V| · B sen (Φ). Da qui la proporzionalità: |E| con sen (Φ). Essendo che la forza F_B, per definizione, è perpendicolare al piano su cui giaciono i vettori: V - B; tale forza F_B è proporzionale a q · V · B. Vcio. perpendicolare a V sono riuniti i due lati Φ = 0, e quindi F_B = 0.

Dall'equazione vettoriale per F_B si vede che la direzione per V → B Φ è maggiore di 0. La F_B ha senso destra; e verso, detto pollice nella regola della mano destra, se q B ha il senso, direzione vuoi verso opposto al pollice.

Particelle in moto circolare

F₃ agisce su una particella circolante in moto e velocità v in un campo B sempre perpendicolare al piano di V e B. Una conseguenza di ciò è che F₃ non ha un componente parallelo a v, perciò non varia v, modifica solo la sua direzione. Diciamo che per V dei carica_n consegue un'accelerazione. Si suppone per la particella un moto approssimativamente circolare se immerso in un campo B.

Unità di misura

Nel SI, l'unità di misura per il campo magnetico è il Tesla:

1 Tesla = 1 Newton/C m/s = 1 Newton/A m

Un'unità di misura non nel SI è il Gauss:

1 Tesla = 10⁴ Gauss

Come per un campo elettrico, per B è possibile definire le linee di forza. Alcun segmento in un punto di B è parallelo a B in quel punto.

Campi incrociati

Se un campo magnetico B e un campo elettrico E hanno direzioni perpendicolari tra loro, si dicono "campi incrociati". L'uso di un campo così influenza un elettrone. All'interno di un tubo a raggi catodici, gli elettroni sono liberi e tendono a evolversi in una funzione parziale e il suo intervento. Gli elettroni fuoriescono da un settore formando un fascio che finisce su uno schermo, causando fluorescenza.

Prima di terminare sugli schermi fissi, passano attraverso un campo incrociato. Il campo B è indicato a crocette, se x nel piano è perpendicolare al piano di osservazione. Le misure di B possono deflettere il fascio.

Osservazioni e applicazioni

Osservare il posizionamento non deflesso del fascio ad E = B + O_b.
Applicare E al fascio osservando la deflessione.
Applicare B fino a restituire il fascio deflesso ad E.

Ciò serve per annullare gli effetti di E e B. Dalla media dei campi elementari, la deflessione di una carica in un campo E per due posizioni della carica si deduce:

Y = ^{q E L²}/_{dm v²}

Con q: carica di e, m: massa di e, v: la sua velocità in modulo, e L: la lunghezza della fascia. Regolando E = B in modo che la deflessione sia nulla:

E = F_B, ovvero, |q/E = |q|v B · sin(^π/_x) = |q|v B, da cui:

v = ^E/_B => ^ω/_{9 - ^B²L²/_{2 y E}}

L'esperimento permise a Thomson di osservare l'elettrodo a G dotato di elettrodi con E e B inferiori.

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