شرح و بررسی مسائل محاسباتی فیزیک و نجوم

۱۰ مطلب با موضوع «فیزیک :: مغناطیس» ثبت شده است

تغییرات میدان الکتریکی و قانون آمپر

قانون آمپر به‌تنهایی یکی از قسمت‌های قوانین چهارگانه ماکسول است. قانون آمپر در ابتدا تنها رابطه تغییرات جریان الکتریکی و میدان مغناطیسی را بیان می‌کرد ولی در سال ۱۸۶۱ این قانون توسط ماکسول اصلاح شد و عبارتی تحت عنوان جریان جابجایی به این قانون اضافه شد. قانون چهارم ماکسول بیان می‌کند که تغییرات میدان الکتریکی و همچنین تغییرات جریان الکتریکی باعث ایجاد میدان مغناطیسی می‌شوند. این قانون به می‌توان به فرم دیفرانسیلی و فرم انتگرالی به این صورت بیان کرد:

فرم دیفرانسیلی:

فرم انتگرالی:

در ادامه به حل یک مسئله در رابطه با ایجاد میدان مغناطیسی در اثر تغییرات میدان الکتریکی پرداخته می‌شود:

ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

موج مکانیکی

 صدایی که می‌شنویم و هر فوتون نور که به چشم ما می‌رسد نمونه‌ ای از امواج اطراف ما هستند. امواج دارای ویژگی‌ها مختص به خودشان هستند اما ویژگی‌های مشترکی نیز وجود دارد. در ساده‌ترین حالت امواج یک اختلال هستند که انرژی را از طریق یک محیط پخش می‌کنند. ذرات فقط برای عبور امواج حرکت می‌کنند این بدان معناست که پس از یک موج، ذرات به حالت اولیه خود باز می‌گردند.

انواع امواج

عموماً امواج از نظر نحوه نوسان و جابجایی ذرات نسبت به راستای انتشار و نحوه انتشار و ایجاد تغییر در محیط بررسی می‌شوند. هدف از بحث پیرامون نحوه جابجایی ذرات و راستای انتشار موج، تعیین یک معادله و مدل برای پیش‌بینی رفتار موج است. امواج از لحاظ جهت گیری حرکت ذرات نسبت به جهت انتشار موج به سه دسته تقسیم می‌شوند.

- امواج طولی: در این دسته از امواج حرکت ذرات موازی با راستای انتشار موج است. انتشار امواج صوتی در محیط مادی نمونه‌ای از این نوع موج است

- امواج عرضی: در امواج عرضی راستای حرکت ذرات عمود بر راستای انتشار موج است. حرکت یک موج در طناب و امواج الکترومغناطیسی نمونه‌ای از این نوع امواج است.

- امواج پیچشی: ذرات به‌صورت 

ادامه مطلب... 

۱ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

مسئله حرکت ذرات در میدان مغناطیسی

مسئله 

یک ذره بار دار و یک ذره بدون بار همزمان در حالی که فاصله بسیار کمی از یکدیگر دارند با بردار سرعتی برابر عمود بر میدان مغنلطیسی (B(t شلیک می شوند. فاصله این دو ذره را برحسب زمان بیابید. میدان از این رابطه بدست می آید و آلفا بسیار کوچک است.(از اثر گرانش صرف نظر کنید)

$$B(t)=B_0(1+\alpha sin(\omega_0 t))$$

جواب در ادامه ...

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

مسئله حلقه و میدان مغناطیسی متغیر

  • مسئله

با یک سیم حلقه ای به شعاع a می سازیم. ولت سنج کوچکی به مقاومت R را از طریق دو قطعه سرب با مقاومت ناچیز به دو نقطه روی محیط دایره وصل می کنیم به طوری که که مطابق شکل زاویه تتا تشکیل شود.میدان مغناطیسی با آهنگ dB/dt تغییر می کند. در حالت های زیر ولت سنج چه عددی نشان می دهد؟

الف) مطابق شکل a ولت سنج در مرکز حلقه باشد.

ب) مطابق شکل b ولت سنج روی وتری از دایره باشد.

(سوال 177 کتاب 200 مسئله شگقت انگیز فیزیک)

جواب در ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha

مسئله برخورد با آهنربا

  • مسئله

مطابق شکل یک گوی فولادی A به قطر D بر روی یک میله افقی آهنی که به یک قطب آهنربا منتهی می شود می لغزد و شتاب گوی از رابطه زیر به دست می آید. که در این رابطه k مقدار شدت میدان مغناطیسی است.اگر در x=0 گوی از حال سکون رها شود، گوی با چه سرعتی به قطب آهن ربا بر خورد می کند؟ (کتاب مکانیک عقدایی)

$$a=\frac{k}{(L-x)^2}$$

جواب در ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
Alpha

نوسان خازن و فنر

  • مسئله

یک جسم سنگینی از سقفی با فنری به ثابت k آویزان است. میله رسانایی به جسم متصل می شود. مجموع جرم میله و جسم m است. میله می تواند روی دو ریل که به فاصله L از هم دارند بدون اصطکاک بلغزد. یک خازن با ظرفیت معلوم C با سیمی به ریل ها متصل است. کل دستگاه در میدان مغناطیسی یکنواختی مطابق شکل قرار می گیرد. بدون در نظر گرفتن مقاومت الکتریکی دوره تناوب عمودی جسم را بیابید.

جواب در ادامه مطلب...

۱ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
Alpha

میدان مغناطیسی ناشی از سیم، سیملوله و پیچه

میدان مغناطیسی ناشی از عبور جریان را همواره می توان از قانون بیو-ساوار محاسبه کرد اما به دلیل پیجیدگی این قانون ابتدا به بیان حالت های خاص و ساده می پردازیم.این حالت ها عبارتند از میدان ناشی از عبور جربان از سیم بسیار بلند(بی نهایت)، پیچه و سیملوله البته بهتر است برای اثبات میدان داخل سیملوله از قانون آمپر استفاده شود.

  •  میدان مغناطیسی ناشی از عبور جریان از سیم بسیار بلند:

این مقدار در فاصله R برابر است با:

$$B=\frac{\mu_0 I}{2 \pi R}$$

ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
Alpha

اثر هال (hall effect)

اثر هال بیان می کند که هنگامی که در داخل یک رسانا (هادی) یک میدان مغناطیسی و یک جریان عمود بر میدان اعمال شود،رسانا دارای یک ختلاف پتاتسیل در دو طرف دیگر قطعه می شود.یکی از مهمترین کابرد های این اثر، سنسور های هال افکت هستند که به طور خلاصه  این سنسور ها با تغییر میدان مغناطیسی طبق اثر هال ولتازی ایجاد می کند و با این تغییر ولتاژ مقدار میدان مغناطیسی را می توان سنجید.در ادامه به شرح این اثرمی پردازیم.

ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
Alpha

مسئله هدف گیری با تفنگ الکترونی

 

  • مسئله

مطابق شکل از یک تفنگ الکترونی، الکترون هایی با پتانسیل الکتریکی U شلیک می شود و مسیر مستقیم a را طی می کند. اگر هدف ما خارج از خط a در نقطه M قرار گرفته باشد، مشخص کنید که چه میدان مغناطیسی(B) بر حسب U,e,d,m و آلفا  باید وجود داشته باشد تا الکترون ها منحرف شده و به M برخورد کنند؟این مقدار را بدست آورید.(از سوالات چکوسلواکی)

(U=1000v ,m=9.11E-31kg,e=1.6E-19c,d=5cm,آلفا=60)

جواب و توضیحات در ادامه...

۱ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
Alpha

مسئله تغییر شعاع پیچه مسطح و میدان مغناطیسی

  • مسئله

سیمی با طول مشخص را یک‌بار به‌صورت پیچه‌ای مسطح به شعاع  R  و بار دیگر به‌صورت پیچه‌ای مسطح به شعاع  R4  در می‌آوریم و در هر دوحالت جریان یکسانی از آن‌ها عبور می‌دهیم. بزرگی میدان مغناطیسی در مرکز پیچه با شعاع  R  چند برابر بزرگی میدان مغناطیسی در مرکز پیچه به شعاع  R4  است؟

(ارسال شده توسط "Yasin")

جواب در ادامه مطلب...

۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
Alpha