3. Elektromagnetické pole - bet 2

RU 3.1.1.-2. Využijte zákona zachování náboje a zákona zachování hmotnosti v následující úloze. Při průchodu jistého záření ZXA dusíkem, dochází k přeměně dusíku v kyslík a uvolní se proton podle rovnice:
Identifikujte neznámou částici, tj. vypočítejte její nukleonové a protonové číslo. A =?, Z =?
Řešení:
Vycházíme-li ze zákona zachování náboje, musí být součet atomových čísel dusíku a neznámé částice roven součtu atomových čísel kyslíku a protonu, tedy
7 Z = 8 1 a tedy Z = 2
U této přeměny musí platit i zákon zachování hmotnosti, tj.
14 A = 17 1 a tedy A = 4
Neznámá částice je α částice, tj. jádro helia 2He4.
T 3.1.1.-3
Všechny látky dělíme podle jejich schopností přijímat a dále přenášet elektrický náboj na
-
vodiče (kovy, slaná voda, lidské tělo)
-
nevodiče (sklo, destilovaná voda, ebonit, vakuum).
Vodičem je každá látka, která obsahuje volné elektrické částice (elektrony, kladné a záporné ionty).Ty se mohou ve vodiči pohybovat značně volně. U kovů jsou to volné (vodivostní) elektrony.
Nevodičem (též izolátorem nebo dielektrikem) je každá látka, která neobsahuje volné elektricky nabité částice nebo jich má jen velmi málo. V dielektriku nedochází k přemisťování náboje ( nebo jen minimálně).
Polovodiče (např. křemík, germanium) jsou látky, které mají vlastnosti mezi vodiči a izolátory.
Třením nabijeme každou látku, ale jen na izolantech se náboj udrží tak, že můžeme jeho účinky pozorovat. Na vodičích se náboj udrží jen tehdy, jsou-li dobře izolovány od země.
Uzemnit těleso znamená vytvořit vodivou cestu mezi tělesem a zemským povrchem.
KO 3.1.1-1. Popište pohyb volných elektronů ve vodiči, uzemníme-li
a) kladně nabitý vodič, b) záporně nabitý vodič.
? (Správnou odpověď najdete v Klíči na konci modulu.)
KO 3.1.1.-2. Uvažujte dvě stejné osamocené elektricky izolované kovové kuličky. Jedna je nabita kladným a druhá záporným nábojem stejné velikosti. Co se stane, spojíme-li koule -
skleněnou tyčinkou, b) měděným drátem?
?
KO 3.1.1.-3. Lze třením zelektrovat kovovou tyčinku?
?
KO 3.1.1.-4. Proč je nebezpečné převážet benzin v plastových nádobách?
?
Stavební jednotkou látky je atom. Skládá se z protonů, elektronů a neutronů. Elektrony a protony jsou nositeli elementárního elektrického náboje. Náboj elektronu byl označen jako záporný a náboj protonu jako kladný. Náboje stejného znaménka se odpuzují, náboje opačného znaménka se přitahují. Těleso se stejným množstvím obou druhů náboje je elektricky neutrální. Těleso, ve kterém náboj není v rovnováze, je elektricky nabité. Elektrický náboj se zachovává: celkový počet jak kladných, tak i záporných nábojů se v izolované soustavě nemění. Jednotkou náboje je coulomb ( C ).
Vodičem je každá látka, která obsahuje volné elektrické náboje. Ty se mohou ve vodiči volně pohybovat. Nevodičem (izolátorem) je každá látka, která neobsahuje volné elektricky nabité částice nebo jich má velmi málo.
3.1.2. Coulombův zákon
-
popsat vzájemné silové působení nabitých těles
-
znát Coulombův zákon
-
umět použít Coulombův zákon k výpočtu elektrické síly v případě dvou bodových nábojů
1 hodina
Síla jako vektorová veličina, jednotka síly. Vektorový součet. Newtonův gravitační zákon.
T 3.1.2-1
Nabité těleso jehož rozměry vůči uvažovaným vzdálenostem můžeme zanedbat budeme nazývat bodový náboj.
Budeme předpokládat, že náboje jsou ve vakuu (pokud nebude řečeno jinak).
T 3.1.2.-2 Jak velkou silou na sebe působí bodové náboje ?
Uvažujme dva bodové náboje Q1 a Q2 ve vzdálenosti r. Mezi nimi působí elektrostatická síla, která může být odpudivá (pokud náboje Q1 a Q2 jsou souhlasné) nebo přitažlivá (pokud náboje Q1 a Q2 jsou nesouhlasné).
Podle Coulombova zákona
velikost elektrostatické síly mezi dvěma bodovými náboji je přímo úměrná součinu velikosti obou nábojů a nepřímo úměrná čtverci jejich vzdálenosti.
Zákon můžeme napsat ve tvaru
V 3.1.2.-1
Konstanta „k“ v tomto vztahu je rovna
V 3.1.2.-2
a má přibližně hodnotu k = 9.109 N.m2.C-2
Veličina εo se nazývá permitivita vakua a její hodnota je
εo = 8,85.10-12 C2.N-1.m -2
Toto silové působení je vzájemné. Sledujte následující obrázky:
O 3.1.2.-1a …. náboj Q2 působí na náboj Q1 silou F
O 3.1.2.-1b….. náboj Q1 působí na náboj Q2 silou -F
O 3.1.2.-1c …. dva nesouhlasné náboje se přitahují
O 3.1.2.-1d …. dva souhlasné náboje se odpuzují
O 3.1.2-1a O 3.1.2-1b
O 3.1.2-1c O 3.1.2-1d
|