a magnetismus Elel<tľina Vysokoškolská učebnice obecné fyziky Část 3 DAVID HALLIDAY -. ROBERT RESNICK - JEARL WALKER

Transkript

1 ..,...-- DAVID HALLIDAY -. ROBERT RESNICK - JEARL WALKER Vysokoškolská učebnice obecné fyziky Část 3 Elel<tľina a magnetismus Redakce českého prekladu Marian Štrunc, Jan Obdržálek a Petr Dub Vysoké učení technické v Brne - Nakladatelství VUTlUM a PROMETHEUS Praha

2 :;, Jak pracovat s touto knihou Část 1 Mechanika 24 Gaussuv zákon elektrostatiky 25 Elektrický potenciál 26 Kapacita 27 Proud a odpor 28 Obvody 1 M W, erem 2 Prímočarý pohyb 29 Magnetické pole 3 Vektor 30 Magnetické pole elektrického proudu 4 DVOjr~merný a trojrozmerný pohyb 31 Elektromagnetická indukce 5 Síla a pohyb I 32 Magnetické pole v látce, Maxwellovy rovnice 6 Síla a pohyb II 33 Elektromagnetické kmity a stndavé proudy 7 Práce a kinetická energie 8 PotenciáIní energie a zákon zachování energie Část 4 9 Soustavy částic Elektromagnetické 10 Srážky 11 Rotace 34 Elektromagnetické vlny 12 Valení, moment síly a moment hybnosti 35 Obrazy 36 Interference 37 Difrakce Část 2 Mechanika - Termodynamika 38 Relativita vlny - Optika - Relativita 13 Rovnováha a pružnost Část 5 14 Gravitace Modernífyzika 15 Tekutiny 16 Kmity 39 Fotony a de Broglieho vlny 17 Vlny l 40 Více o de Broglieho vlnách 18 Vlny II 41 Vše o atomech 19 Teplota a teplo 42 Vedení elektriny v pevných látkách 20 Kinetická teorie plynu 43 Jaderná fyzika 21 Entropie 44 Energie z jádra 45 Kvarky, leptony a Velký tresk Část 3 Elektrina a magnetismus Dodatky 22 Elektrickýnáboj Výsledky 23 Elektricképole Rejstfík v

3 KAPITOLA Elektrické pole dipólu Elektrické pole nabitého vlákna 600 ELEKTRICKÝ NÁBOJ Elektrické pole nabitého disku 603 Proč cukr pri drcení jiskfí? 23.8 Bodový náboj v elektrickém poli Elektromagnetismus Dipól v elektrickém poli Elektrický náboj 578 PREHLED & SHRNUTÍ Vodiče a nevodiče 579 OTÁZKY CoulombUv zákon 581 CVIČENÍ & ÚLOHY K vantování náboje Z~chování náboje ~86 KAPITOLA 24 PREHLED & SHRNUTI 587 OTÁZKY 588 GAUSSÚV ZÁKON ELEKTROSTATIKY CVIČENÍ& ÚLOHY 590 lak tlustý je blesk? Nový pohled na CoulombUv zákon 619 KAPITOLA Tok Tok elektrické intenzity 620 E LEKTRICKE ' POLE 593,. o. v, 24.4 Gaussuv zakon elektro statiky 622 la k ml k rov l ny o h flva}l}l "" dl o.? O Gaussuv zákon a C oulombuv O za' kon Nabitý izolovaný vodič Použití Gaussova zákona: válcová symetrie Použití Gaussova zákona: rovinná symetrie Použití Gaussova zákona: kulová symetrie 630 PREHLED & SHRNUTÍ 632 OTÁZKY 633 CVIČENÍ & ÚLOHY 634 KAPITOLA 25 ELEKTRICKÝ POTENCIÁL 640 Co vám hrozí, když vám na horách vstanou vlasy na hlavč? 25.1 Elektrická potenciáiní energie Elektrický potenciál, napetí Ekvipotenciální plochy Výpočet potenciálu ze zadané intenzity elektrického pole Potenciál bodového náboje Náboje a síly: bližší pohled Potenciál soustavy bodových náboju Elektrické pole Potenciál elektrického pole dipólu Elektrické siločáry Potenciál spojite rozloženého náboje Elektrické pole bodového náboje Výpočet intenzity ze zadaného potenciálu 652 I vi

4 OBSAH vii t Elektrická potenciáiní energie sou stavy Jiné jednoduché obvody 719 bodových náboju Napetí v obvodech Potenciál nabitého vodiče Obvody s více smyčkami 722 PREHLED & SHRNUTÍ Ampérmetr a voltmetr 728 OTÁZKY Obvody RC 728 CVIČENÍ & ÚLOHY 661 PREHLED & SHRNUTÍ 732 OTÁZKY 733 KAPITOLA 26 CVIČENÍ & ÚLOHY 735 KAPACITA 668 Muže kondenzátor zachránit život? KAPITOLA Užití kondenzátoru 669 MAGNETICKÉ POLE Kapacita 669 Jak vzniká puvabná polární záfe? 26.3 Výpočet kapacity Kondenzátory spojené paralelne a sériove Energie elektrického pole Kondenzátor s dielektrikem Dielektrika Dielektrika a Gaussuv zákon elektrostatiky 682 PREHLED& SHRNUTÍ 685 OTÁZKY 686 CVIČENÍ& ÚLOHY 687 KAPITOLA 27 PROUD A ODPOR 693 Co zpusobilo ohnivý pád zepelínu 29.1 Magnetické pole 744 Hindenburg? 29.2 Definice magnetické indukce Pohybující se náboje a elektrické proudy Objev elektronu Elektrický proud Halluv jev Hustota proudu Pohyb nabité částice po kružnici Odpor arezistivita Cyklotrony a synchrotrony Ohmuv zákon Ampérova síla Mikroskopický pohled na Ohmuv zákon Moment síly pusobící na proudovou 27.7 Výkon v elektrických obvodech 705 smyčku Polovodiče Magnetický dipól Supravodiče 708 PREHLED& SHRNUTÍ 763 PREHLED& SHRNUTÍ 709 OTÁZKY 764 OTÁZKY 710 CVIČENÍ& ÚLOHY 766 CVIČENÍ& ÚLOHY 711 KAPITOLA 30 KAPITOLA 28 MAGNETICKÉ POLE ELEKTRICKÉHO OBVODY 715 PROUDU 773 Proč nehladit paúhofe? Vystfelíme náklad do vesmíru "umpovam P "" na' b oju. o 716 elektromagnetickým dčlem? 28.2 Práce, energiea elektromotorickénapetí Magneticképole elektrickéhoproudu Výpočet proudu v jednoduchém obvodu Dva rovnobéžné vodiče 778

5 viii OBSAH 30.3 Ampéruv zákon Maxwellovy rovnice Solenoid a toroid 783 PREHLED& SHRNUTÍ Cívka jako magnetický dipól 785 OTA~K~ 8:2 PREHLED& SHRNUTÍ 787 CVICENI& ULOHY 854 OTAzKY 788 CVIČENÍ& ÚLOHY 790 KAPITOLA 33 ELEKTROMAGNETICKÉ KMITY KAPITOLA 31 A STRÍDAVÉ PROUDY 859 ELEKTROMAGNETICKÁ INDUKCE 798 Proč máme elektrická vedení vysokého napetí Elektromagnetická indukce - a rock? a nikoli vysokého proudu? 31.1 Dve symetrické situace Nová fyzika - stará matematika Dva pokusy Kvalitativní rozbor kmitu LC Faradayuv zákon elektromagnetické 33.3 Elektro-mechanická analogie 862 indukce Kmity LC kvantitativne Lenzuv zákon Tlumené kmity v obvodu RLC Indukce a prenosy energie Stfídavé proudy Indukované elektrické pole Nucené kmity Cívka a indukčnost 8JO 33.8 ni jednoduché obvody Vlastní indukce Sériový obvod RLC Obvody RL Výkon v obvodech se strídavým proudem Energie magnetického pole Transformátory Hustota energie magnetického pole 817 PREHLED& SHRNUTÍ Vzájemná indukčnost 818 OTAzKY 880 PREHLED& SHRNUTÍ 820 CVIČENÍ& ÚLOHY 882 OTAZKY 821 CVIČENÍ& ÚLOHY 823 DODATKY KAPITOLA 32 A. Mezinárodní soustava jednotek (SI) Dl MAGNETICKÉ POLE V LÁTCE, B. Nekteré základní fyzikální konstanty D3 MAXWELLOVY ROVNICE 833 C. Nekterá astronomická data D4 Jak muže dávná pec odhalit zemské D. Prevodní koeficienty mezi jednotkami D6 magnetické pole v minulosti? E. Matematické vzorce DJO 834 F. Vlastnosti prvku D Magnety., o " k O D16 ák t " k, pole 834 G. Penodlcka soustava prv u Gaussuv z on pro magne IC e,. " 32.3 Zemsky magnetlsmus 835 H. Nositelé Nobelových cen za fyziku D Magnetismus a elektrony Magnetické látky 840 VÝSLEDKY Vl 32.6 Diamagnetismus Paramagnetismus Feromagnetismus Indukované magnetické pole 846 REJSTRÍK Rl Maxwelluv proud 848.