Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü B-Grubu Bahar Yarıyılı Bölüm-II Ankara. Aysuhan OZANSOY

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü B-Grubu 2014-2015 Bahar Yarıyılı Bölüm-II 25.02.2015 Ankara. Aysuhan OZANSOY"

Batur Öztoprak
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 FİZ10 FİZİK-II Ankaa Ünvestes Fen Fakültes Kmya Bölümü B-Gubu Baha Yaıyılı Bölüm-II Ankaa Aysuhan OZANSOY

2 Bölüm : Elektk Alan 1. Elektk Alan. Elektk Alan Çzgle 3. Süekl Yük Dağılımlaı 4. Düzgün Elektk Alan İçnde Yüklü Paçacığın Haeket 5. Elektk Dpolü

3 1. Elektk Alan Alan Kavamı : Temas olmadan etkleşme (uzaktan etkme)alan kavamı ( Alan kavamını İnglz blm adamı Mchael Faaday ( ) otaya atmıştı). Çevesnde başka b csm olsun ya da olmasın, elektk yüklü b csm, b alan oluştuaak çevesne yaya ve bu alan çnde b noktaya yeleştlen knc b csme etk. Faaday ın çalışmalaının bazlaı; - Elektolz (Kaplama sanays bu sayede gelşt) - Elektot, anot, katot, yon, elektolt vb. temle adlandıdı. - Klo gazını sıvılaştıdı. - İlk elektoskobu gelştd, bu sayede alan kavamını otaya attı. - Manyetk alanın ışığın kutuplanma düzlemn döndüdüğünü buldu. - Elektk motounu ve dnamoyu cat ett. - Elektomanyetk ndüksyon kanunu: Değşen manyetk alan elektk alan üet(çalışmalaı ~ 10 yıl südü) - Elektkle kmyasal bağla aasındak lşky otaya koydu

4 H. Gassman «Öykülele Fzk» Elektolzle lgl olaak; L. Ledeman «Tanı Paçacığı», Çev: E.Kapkın

5 Tek b noktasal yük kends etafında b elektk alan oluştuu. Bu elektk alan kendsn oluştuan yük üzene b kuvvet uygulamaz. Hehang b noktadak elektk alanın valığını anlamak çn o noktaya b q 0 deneme yükü koyulu. Tanım: E F q 0 (alan q 0 deneme yükü taafından oluştuulmamıştı! ) q 0 deneme yükü, dğe yükle haeket ettmeyecek kada küçük alını k, kendsnn oluştuacağı alanın, ölçülmek stenen alana etks çok çok küçük olsun. Matematksel olaak bu fade; E lm q 0 0 F q 0 olaak vel. Elektk alan bm yüke etkyen kuvvet olaak da düşünülebln. Elektk alanın bm Newton / Coulomb (N/C) d

6 m M G F m F g D o D G G ˆ, 0 Hatılatma: Elektk alan çn velen bu tanım yen çekm alanı tanımına benzemekted. M D : Dünyanın kütles m 0 : csmn kütles qq k F q F E E ˆ, 0 0 g m w E q F 0 0

7 Nokta yükün elektk alanı: Kaynak noktası (S) Alan noktası (P) F k qq 0 E F q 0 Tanımı kullanılısa; Buna göe, nokta yükün, kendnden kada uzakta oluştuacağı elektk alan: E k q ˆ le vel. Şeklleden göüldüğü üzee, elektk alan, negatf yüke doğudu ve poztf yükten uzağa doğudu

Buada sadece alanın, bell b noktada hesaplanması üzende duduk. E, he yede aynı olan tek b vektö olmadığından, tek b vektöel büyüklük değld. He noktada tanımlıdı ve süekld.

8 Buada sadece alanın, bell b noktada hesaplanması üzende duduk. E, he yede aynı olan tek b vektö olmadığından, tek b vektöel büyüklük değld. He noktada tanımlıdı ve süekld. Bundan dolayı sonsuz sayıda vektö söz konusudu. Elektk alan b vektö alan öneğd. Keskl yük sstem çn alan: Bell b noktadak elektk alan, he b noktasal yükün o noktada oluştuacağı elektk alanlaın vektöel toplamıdı. (Üst üste bnme lkes) E E E E E k 1 E q... ˆ

9 Elektk Alan N/C Gezegenle aası uzay boşluğunda Açık havada dünya yüzeyndek atmosfede Kuu hava ak yaptığında 3x10 6 Van de Gaff jeneatöünde büyük küelen hemen dışında 10 6 Femlab dak paçacık hızlandııcısında 1.x10 7 Bbnden elekton yöüngesnn yaıçapı kada uzaklıktak atomlada 10 9 En güçlü lazen elektomanyetk adyasyonunda 10 1 Uanyum çekdeğnn, mekezden çekdeğn çapı kada uzaklığında 5x10 0 Tablodak değele, Temel Fzk Clt-(Fshbane, Gasowcz ve Thonton) den alınmıştı

10 . Elektk Alan Çzgle B yük ya da yük dağılımının oluştuduğu elektk alanı gözümüzde canlandımak çn alan çzgle kullanılı. 1. Elektk alan çzgle süekld. Poztf yükten negatf yüke doğudu.. Bell b noktada elektk alan vektöü E, o noktadan geçen alan çzgsne teğett. 3. Alan çzglenn bbne yakın olduğu yelede elektk alan büyüktü. 4. Bell b alan çzgs üzende elektk alan vektöü faklı değele alabl

11 5. Alan çzglene dk b bm yüzeyden geçen çzglen sayısı, o bölgedek elektk alanın büyüklüğü le oantılıdı. A yüzeynde elektk alan şddet daha büyük 6. Alan çzgle sayısı yük mktaı le doğu oantılıdı. +q yükünden çıkan çzg sayısı, -q yükünde sonlanan çzg sayısının katıdı. 7. Alan çzgle bblen asla kesmezle. 8. Alan çzgle yöünge demek değld. (Bu sayfadak şeklle [1] den alınmıştı. )

3.Süekl Yük Dağılımlaı: Bell b yük topluluğunda, yükle aasındak uzaklıkla, alanın hesaplanacağı noktaya göe çok küçükse bu yük dağılımı süekld den. Süekl yük dağılımı 1. q küçük paça.

12 3.Süekl Yük Dağılımlaı: Bell b yük topluluğunda, yükle aasındak uzaklıkla, alanın hesaplanacağı noktaya göe çok küçükse bu yük dağılımı süekld den. Süekl yük dağılımı 1. q küçük paça. Bu küçük paçanın oluştuduğu alan q E k ˆ 3. Tüm q paçalaı üzenden toplam alını. (Şekl, [5] ten alınmıştı. ) E 4. q 0 lmt duumuna bakılı. E k q ˆ E 1 q dq lm E k ˆ de k ˆ q 0 lm q 0 dq E de k ˆ

13 Süekl b yük dağılımı b uzunluk boyunca, b yüzeye ya da hacme dağılmış olabl. Boyca (çzgsel) yük yoğunluğu Q Q,, L A Yüzeysel yük yoğunluğu Q V Hacmsel yük yoğunluğu da dv dl: sonsuz küçük çzg elemanı dq=dl E 13 k dl ˆ da: sonsuz küçük yüzey elemanı dq =da E k A da ˆ dv: sonsuz küçük hacm elemanı dq =dv E k V dv ˆ (Şeklle, [6] dan alınmıştı. )

14 4. Düzgün elektk alan çnde yüklü paçacığın haeket Düzgün b elektk alan çesndek noktasal yüke etkyen kuvvet: F qe F ma, a q E m v v o v o l t ˆ, qe m y t( 1 at l ˆ), j v y y qe t m 1 qe m d l v 0 Şeklde düzgün elektk alan çne v 0 lk hızı le fılatılan elekton göstelyo. Paçacık, -y yönündek vmeden dolayı bu yönde b hız kazanacak. Sabt vmel haeketn knematğ kullanılaak; l: levhalaın boyu d: levhala aası uzaklık y: levhala aasındak sapma

15 Katot ışınlaı tüpü (KIT): Osloskopla, adala, güvenlk kamealaı vb. chazlaın öneml paçasıdı. 3 bölümden oluşu. Elektk alan kavamının teknolojde b uygulaması Elekton tabancası, saptııcı plakala, floesans ekan Vakum tüpünün çnde (Şekl, [3] ten alınmıştı. ) (Şekl, [] den alınmıştı. ) (Şekl, [4] ten alınmıştı. ) 15 Tıpta kadyogaf chazında, nöofzyolojde kas tepklen gözlemekte osloskop kullanılı. Kalp kaslaının sıkışması ve gevşemes sıasında hüce zalaı osloskopla ölçüleblen elektk gelmle meydana get. Bu gelmle ölçü uçlaı le doğudan alınabl ve osloskobun düşey saptııcı gşne yüklen. Televzyon, telsz, habeleşme, ada chazlaındak snyalle, ses fekansı kuvvetlendcle veya nüklee santalledek adyasyon gözleme chazlaındak snyalle osloskopla zlen

16 5. Elektk dpolü Aalaındak uzaklık d olan eşt büyüklükte zıt şaetl k yükten oluşan ssteme elektk dpolü den. p qd Elektk dpol moment (p), vektöel b ncelkt ve yönü (-) yükten (+) yüke doğudu. (Şekl, [7] den alınmıştı. ) Elektk dpol moment Düzgün elektk alanda dpole etkyen kuvvet: F F F 0 Dpol mekezne göe tok; d qe sn qe pe sn d sn p E Tok, dpol elektk alana paalel olana kada dpolü döndüü

17 Dpolün potansyel enejs : U p E Φ U duum 0 0 Mnumum / Maksmum (=pe) (U=-pE) 0 Maksmum p ve E paalel (kaalı denge) 0 p dk E (U=pE) p ve E antpaalel (kaasız denge) Elektk dpolünün enejsn soğuan b mekanzma olmadığı süece, salınımını südüü. Öneğn elektk dpolü Φ=/ le salınıma başladığında tok maksmum, açısal hız sıfıdı. Dpol Φ=0 a doğu gelken tok azalı, açısal hız ata. Φ=0 da dpol ve elektk alan paaleld, potansyel enej mnumumdu (kaalı denge duumu), açısal hız maksmum değeded

18 (Tablo, [10] dan alınmıştı. )

19 Bu nedenle su y b çözücüdü. Öneğn NaCl molekülünün su çnde çözünmes: (Şekl, [8] den alınmıştı. ) Su y b çözücü olmasaydı hayat olmazdı!!! Vücuttak tüm byokmyasal süeçle su çnde geçekleş. Vücüdumuzun ~%75 su. (Şekl, [9] dan alınmıştı. ) Çok az poztf olan hdojen; Cl yonlaı taafından çekl Poten ve glkojen gb makomoleküllen oluşmasını sağla. Vtamn, mneal, glkoz ve amno astle çn çözücüdü. Besn öğelenn taşınması ve toksnlen atılmasını sağla. Çok az negatf olan oksjen; Na yonlaı taafından çekl

20 Kaynakla 1. Fen ve Mühendslk çn Fzk, Clt-, R.A. Seway, R.J. Bechne, 5. baskıdan çev, Palme Yayncılık &mdaCode=GLAHM Ünvestele çn Fzk, B. Kaaoğlu, Seçkn Yayıncılık, Intoducton to Electodynamcs, 3.d. Eddton, D. Gffths, Pentce Hall, www. kuak.og/01/11/elektk-dpolu-ve-su-molekulu/ Temel Fzk, Fshbane, Thonton ve Gasoowcz, Clt-II 11.Dğe tüm şeklle ; Ünveste Fzğ Clt-I, H.D. Young ve R.A. Feedman, 1. Baskı, Peason Educaton Yayıncılık 009, Ankaa

Benzer belgeler

θ A **pozitif dönüş yönü

θ A **pozitif dönüş yönü ENT B Kuvvetn B Noktaa Göe oment o o d θ θ d.snθ o..snθ d. **poztf dönüş önü noktasına etk eden hehang b kuvvetnn noktasında medana geteceğ moment o ; ı tanımlaan e vektöü le kuvvet vektöünün vektöel çapımıdı.