FİZ2 FİZİK-II Ank Ünivesitesi Fen Fkültesi Kimy Bölümü 24-25 Bh Yıyılı Bölüm-4 Ank Aysuhn OZANSOY
Bölüm 4. Elektiksel Potnsiyel. Elektiksel Potnsiyel Eneji 2. Elektiksel Potnsiyel ve Potnsiyel Fk 3. Noktsl Yüklein Potnsiyel Enejisi 4. Elektiksel Potnsiyelin Hesplnmsı 5. Eş Potnsiyel Yüzeyle 6. Elektiksel Potnsiyelin Uygulmlı 2
. Elektiksel Potnsiyel Eneji Dh önce, iş, iş-eneji teoemi, potnsiyel eneji ve enejinin kounumu kvmlını gömüştük. Özellikle enejinin kounumu kvmı, zı polemlein çözümünde, Newton un heket yslını ve kinemtik ğıntılı kullnmdn, dh koly i şekilde çözüm ypilmemizi sğlıyodu. Bu ölümde, potnsiyel enejiyi elektiksel etkileşmele için tnımlycğız. Potnsiyel eneji; sistemin düzenlenişi ile ilgili oln, ypıln işle oty çıkilen, sistemin depoldığı eneji tüüdü. 3
Kuvvet kounumlu ise, i potnsiyel eneji fonksiyonu yzılili. ΣWΔK-ΔU Yüklü pçcık (Kounumlu kuvvet için iş-eneji teoemi) K: Kinetik eneji, U: Potnsiyel eneji Yüklü i pçcık i elektik lnın olduğu ölgede heket edese, elektiksel kuvvet pçcığın üzeine i iş yp. W E dl ΔU ( U Felk dl q U ) Kounumlu kuvvetin yptığı iş, cismin izlediği yoldn ğımsızdı. Yüklü pçcık, elektik ln içinde i dış etki ile i noktsındn i noktsın heket ettiiliyos, dış etkinin yptığı iş, elektiksel kuvvetin yptığı işin negtifine eşitti. 4
Elektik ln E, i q yükü tfındn oluştuulmuş olsun. Bu elektik ln içinde, i q deneme yükünü noktsındn noktsın heket ettimekle potnsiyel enejide meydn gelecek değişime klım. F k qq ˆ E o, 2 q F i) İlk olk q deneme yükünün düz i çizgi oyunc heket ettiği duum klım: E // ˆ W qq F dl F d 4πε qq 4πε ( ) qq 4πε d 2 5
ii) İkinci olk dh genel i duumu ele llım. q deneme yükü ynı çizgile üzeinde ye lmyn ve noktlı sınd ye değiştisin. d cosφdl W F dl qq 4πε d 2 F cosφdl qq 4πε Fd W ΔU ( U U ) qq 4πε Potnsiyel eneji he zmn i efens noktsın göe tnımlnı. Potnsiyel eneji q ve q ın otk özelliği 6 U U ( ), Uygun i noktd qq 4πε potnsiyel eneji sıfı seçileili. Bu noktd elektik lnı oluştun yükleden sonsuz uzktyız demekti.
2. Elektiksel Potnsiyel ve Potnsiyel Fk Elektiksel Potnsiyel: Biim yük şın elektiksel potnsiyel eneji. V ΔV U q V V E dl V: Volt, V J/ C V E nin i kkteistiği U Aln-yük sisteminin i özelliği Uzyd hehngi i noktnın potnsiyeli, iim deneme yükünü sonsuzdn u nokty getimek için ypıln iş demekti. V P P E d l Potnsiyel de i efens noktsın göe tnımlnı. Potnsiyel Fk( Voltj y d geilim) ΔV V V V : noktsının noktsın göe potnsiyeli 7
3. Noktsl Yüklein Potnsiyel Enejisi U 4πε n n i i, j> i q q i ij j U 2 4πε n n i i, j i q q i ij j İki nokt yük için; q ve q ynı işetli iken q ve q zıt işetli iken 8
4. Elektiksel Potnsiyelin Hesplnmsı ) Elektik ln iliniyos: V E dl ) Elektik ln ilinmiyos: Nokt yük için: Nokt yükle topluluğu için: Süekli yük dğılımlı için: V V V kq k k i q i dq i, k 4πε 9
Bu kısım, [] den lınmıştı.
5. Eş potnsiyel yüzeyle Bi yük dğılımı tfındn oluştuuln potnsiyelin ynı olduğu noktl eş potnsiyel nokt deni. Bu eş potnsiyel noktl üç oyutlu uzyd i yüzey meydn getiiyos un eş potnsiyel yüzey deni. Eş potnsiyel yüzeyle ve elektik ln çizgilei he zmn iiine dikti. eş potnsiyel yüzey üzeinde heket eden yük üzeine iş ypılmz. Fklı değelee ship eş potnsiyel yüzeyle sl kesişmezle. Elektosttik dengedeki i iletkenin yüzeyi eş potnsiyel yüzeydi.
Koon Dejjı: Nötl i kışkn içindeki yüklü ve yüksek potnsiyeldeki i iletkenin kışknı iyonize etmesi ile olu. İletkenlede küçük yıçplı ölgelede elektik ln dh şiddetlidi. Elektik ln yeteince üyükse (~3x 6 V/m) hv moleküllei iyonlşı (iletkenin seest elektonlı zot ve oksijen molekülei ile çpışı). Hvnın iletkenliği t. Böylelikle iletkenin göünen oyutu tmış olu. Atık otlıkt dh çok seest elekton v. Dh son iyonize olmuş hv moleküllei ve seest elektonl tek ileşile. Bu ileşme sısınd i ışık göülü. Koon oşlmsının; Şekille [2] den lınmıştı. - uçuşld istenmeyen elektiksel oşlmldn uçğın elektoniğini koum, - zı kimysllın tmosfeden temizlenmesi - düzlem yüzeylede süüklenmeyi zltm v. uygulmlı vdı. 2
6. Elektiksel Potnsiyelin Uygulmlı: Elektiksel Potnsiyelin Bzı Teknolojik Uygulmlı:. Vn de Gff Üeteci 2. Xeogfi 3. Elektiksel Potnsiyelin Tıpt Bzı Uygulmlı:. Aksonun Elektiksel Potnsiyellei 2. Elektokdiyogf 3. Elektoenseflogfi 4. 3
. Vn de Gff Üeteci: Roet Vn de Gff (93) Ylıtkn i kyış, içi oş i iletkene (metl küe) süekli yük tşı. Kyış, yüklü tk ve topklnmış i metl sınd koon dejjı yolu ile yükleni. Yük tıkç küenin yüzeyinde elektiksel potnsiyelde t. Vn de Gff üetecilei 2 MV kd potnsiyel fk üeteilile. Böyle i potnsiyel fk ltınd hızlndııln pçcıkl, çeşitli hedef çekideklele nüklee eksiyonlı şltıl. Bu yüksek enejili pçcıkl knse tedvisinde ve mddenin mikoskoik ypısının ştıılmsınd kullnılı. Şekil, [3] ten lınmıştı. 4
2. Xeogfi (Electo-photocopy) Cheste Clson (938), ptent (942): Yunnc ξηρός (xeos) kuu" ve -γραφία (gphi) yzm" Clson oijinl uluşunu elekto-fotokopylm olk dlndıdı. Bu teknoloji günümüzde, fotokopi mkinlınd, lse yzıcıld ve dijitl skılm teknikleinde kullnılıyo. 5
. Silindiik yüzeyi fotoiletken i mlzeme (selenyum) ile kplnı. 2. Bu yüzeye pozitif elektosttik yük veili. 3. Kopylnck syfnın göüntüsü i mecek ydımıyl, yüklenmiş yüzeye ydınltm ile düşüülü. 4. Fotoiletken yüzey, sdece ışığın düştüğü yede iletken olu. Işığın düşmediği yele pozitif yüklü, diğe yele nöt olu. 5. Fotoiletken yüzeye negtif yüklü tone kplnı. Tone sdece pozitif yüklü göüntü içeen ölgeye ypışı. 6. Kğıt yüzeyine uygulnn ısıl işlemlele göüntü kğıd ktılı. Şekil, [4 ] ten lınmıştı. 6
Aksonun Elektiksel Potnsiyellei Sini sisteminin temel iimi oln sinile (nöonl), i hüce gövdesinden oluşu ve dentit denilen giiş uçlı ile kson denilen sinyli hüceden uzğ tşıyn kuyukldn oluşmuştu. Aksonun elektiksel i puls (sinyl) iletmediği duumd (dinlenme duumu), kson zı, K + y kşı yüksek ölçüde geçigen, N + y kşı, z geçigendi. (Sini pulsu eşik değei geçese potnsiyel kson oyunc yyılı). N + iyonlı içei sızmdığı hlde, K + iyonlı ksonun dışın sızl. (tepede N iyonlın kplı) K + iyonlı geide üyük negtif iyonlı ıkı. Bunun sonucund, ksonun içinde dışın göe negtif i potnsiyel oluşu (~7-8 mv). Bu negtif potnsiyel, K + nın gei gelmesini engelle. Kynk, [5 ve 7]. Şekil [6] dn lınmıştı. 7
Elektokdiyogf (EKG) Klin elektiksel etkinliklei ile ilgili yüzey potnsiyelleini kydeden i ygıttı. Yüzey potnsiyellei, elektot dı veilen ve vücudun çeşitli yeleine yeleştiilen metllele lete iletili. Elektotl sındki potnsiyel fk ölçülü. Şekille, [8] ve [9] dn lınmıştı. 8
Elektoenseflogfi (EEG) Beyin fonksiyonlının ozukluklını elilemede ydımcıdı. Kftsınındış yüzeyi oyunc potnsiyeli ölçe. Elektotl kftsının çeşitli ölgeleine yeleştiili. Aygıt, elektot çiftlei sındki potnsiyellei kydede. Şekille, [] ve [] den lınmıştı. 9
Kynkl:. http://www.seckin.com.t/kitp/4395887 ( Ünivesitele için Fizik, B. Koğlu, Seçkin Yyıncılık, 22). 2. http://en.wikipedi.og/wiki/coon_dischge ve http://www.mzing.com/tesl.htm 3. http://imges.youdictiony.com/vn-de-gff-geneto 4. Fen ve Mühendislik için Fizik II, R.A. Sewy ve R.J. Beichne, (Çevii Editöü: Pof. D. Keml Çolkoğlu), 5. Bskıdn çevii, Plme Yyıncılık 22, Ank. 5. Biyoloji ve Tıpt Fizik, P. Dvidovits, (Çevii Editöü. Pof. D. Fevzi Köksl), 3. skıdn çevii, Noel Yyıncılık, 22 6. http://www.tutovist.com/content/iology/iology-iv/nevous-coodintion/tnsmissionmessges.ph 7. http://sciencelogs.com/clock/26/6/io_lectue_6_physiology_e.php 8. http://www.nswes.com/topic/electocdiogm 9. http://ewind.logspot.com/2/9/electocdiogm-ecg-o-ekg.html. http://www.cfkeep.og/html/snpshot.php?id285878534642. http://www.em.fi/ook/3/3.htm 2. http://en.wikipedi.og/wiki/xeogphy 3. Diğe tüm şekille ; Ünivesite Fiziği Cilt-I, H.D. Young ve R.A. Feedmn, 2. Bskı, Peson Eduction Yyıncılık 29, Ank 2