Milliseid materjale loetakse magnetkõvamaterjalideks? 5. Mis on ferromagneetiku peamagneetimiskõver? 6. Magnetmomendi definitsioon. 7. Kadudega ioonpolarisatsiooni tekkemehhanism ja põhilised seosed. 8. Materjalide jaotus vastavalt elektrijuhtivusele. 9. Dielektriku aseskeem ja dielektrikukadude arvutamine. Variant 3 1. Ferromagnetiku peamagneetimiskõver 2. n - tüüpi polarisatsioon 3. Lähikorrastatud ja kaugkorrastatus 4. Aatomi magnetmoment 5. Spontaanpolarisatsioon 6. Kuidas sõltub elektrijuhtide eritakistus temperatuurist 7. Milline on dielektrikus juhtivuskadude korral elektrijuhtivuse ja tan vaheline seos. Variant 4 1. Milliseid materjale loetakse kõvamagnetmaterjalideks? 2. p-tyypi pooljuhid 3. Defineerige molekuli dipoolmoment 4. Kirjeldage osalahenduskadude teket 5. Makroskoopiliselt ühtlase struktuuriga dielektrikute elektriline läbilöök 6. 7. I 1
46. Lähtudes Lorentzi jõu valemist ja joonisest, tuletage Ampere'i jõu valem. 47. Lähtudes joonisest, mida tuleb täiendada jõududega, tuletage vooluga kontuurile mõjuva jõumomendi avaldis ja defineerige kontuuri magnetmoment. 48. Kasutades allolevat joonist, tuletage töö avaldis vooluga juhtme liikumisel homogeenses magnetväljas. 49. Kasutades allolevat joonist, tuletage töö avaldis vooluga kontuuri liikumisel homogeenses magnetväljas. 50. Lähtudes töö üldavaldisest magnetväljas, tuletage töö avaldis vooluga kontuuri pöördumisel magnetväljas. 51. Mis on magneetuvus? Mis on magnetväljatugevus ja miks see on vajalik suurus? Mis on suhteline magnetiline läbitavus? 52
Osata kirjutada kvantarvude minimaalsed/maksimaalsed väärtused. n – peakvantarv, määrab energianivoo, kuhu elektron kuulub ehk määrab ära elektroni energiataseme n= 1, 2, ..., ∞ l – orbitaalkvantarv, määrab alanivoo, kuhu elektron kuulub, ja ka vastava lainefunktsiooni ruumilise kuju l= 0, 1, 2, ..., n-1 ml – magnetkvantarv, määrab orbitaali ruumilise orientatsiooni ehk näitab suunda ml= -l, ..., l ms – spinnkvantarv, näitab, kas elektroni magnetmoment on magnetvälja suunaline või sellega risti ms= -0,5; 0,5 Elektronstruktuuri ja elektronvalemi kirjutamine – harjutan!!! Kristallivõre energia – energia erinevus kristalli moodustavate ioonide tihepakendite ja gaasifaasis üksteisest lõpmata kaugel paiknevate ioonide vahel e 2 N A ∨z 2 z 1∨ ¿ 4 πd ε 0 Valem: E p =-A× ¿ A – Madelungi konstant
14. Magnetväli aines. Kui vooluga juhid asetsevad mingis keskkonnas, siis magnetväli muutub oluliselt. Põhjuseks on see, et iga aine on magneetik, st võimeline magnetvälja toimel omandama magnetmomenti (magneetuma). Magneetunud aine tekitab magnetvälja B', mis liitub vooludest tingitud magnetväljale B 0. Koos annavad nad resultantvälja B= B0+B'. Magneetumist selgitas Ampere nii: oletas, et aine molekulides tsirkuleerivad ringvoolud. Igal sellisel voolul on magnetmoment ja ta tekitab ümbritsevas ruumis magnetvälja. Välise välja puudumisel on molekulaarsed voolud korrapäraselt orienteeritud, mistõttu nende resultantväli on võrdne nulliga. Üksikute molekulide magnetmomentide kaootilise orientatsiooni tõttu on keha summaarne magnetmoment samuti null. Välja toimel omandavad molekulide magnetmomendid eelisorientatsiooni, mille tagajärjel magneetik magneetub st tema summaarne magnetmoment muutub nullist erinevaks
) 3. Kui elektronil on piisavalt energiat, et barjäärini jõuda aga samas mitte piisavalt palju et üle hüpata. 4.Peakvantarv n - eristab seisulaineid, mis on moodustunud keralaineist. Kõrval- ehk orbitaalkvantarv l - määratleb orbitaallaineid, mis on sündinud tuuma läbiva telje ümber ringlevaist laineist. Magnetkvantarv ml määrab orbitaallainete tiirlemistelje orientatsiooni ruumis. 5. Spinn kujutab endast imepisikest magnetit, mida iseloomustav suurus, magnetmoment, võib olla kahtpidi orienteeritud. 6. Samas aatomis ei saa olla kahte ühesuguste kvantarvudega elektroni. 7. Ioonside on positiivse ja negatiivse iooni vahel tekkinud tõmme. Aines on osakesed - aatomid või ioonid - alati vastastikuses mõjutuses, mis näitab, et nende vahel on sidemed. Keemilises reaktsioonis need sidemed kas katkevad või tekivad, mistõttu neid nimetataksegi keemilisteks sidemeteks.
Ehituskive - kvarke ja leptoneid - nimetatakse fundamentaalfermionideks. Mördi osakesi - vastastikmõjude (jõudude) ülekandjaid - aga vahebosoniteks. Elementaarosakest määratlevateks omadusteks on seisumass, eluiga, lagunemisprotsessid koos suhteliste tõenäosustega ning kvantarvud: elektrilaeng Q, spinn s, barüonlaeng B, leptonlaengud L, paarsus P, veidrus S, sarm c, ilu b, tõde t, värvilaengud, mõnikord kasutatakse ka isospinni I ja hüperlaengut Y, elementaarosakestel on olemas ka magnetmoment. · Seisumassist räägitakse seetõttu, et liikuvatel (st. energiat omavatel) osakestel on mass suurem. Kuna osakese seisumass tähendab ühtlasi tema vähimat võimalikku energiat, siis kasutatakse osakese seisumassi kirjeldamiseks mõõtühikut elektronvolt. · Elementaarosakese eluiga on statistiline keskmine ajavahemik, mille järel elementaarosake laguneb. Eluea alusel jagatakse elementaarosakesi stabiilseteks, metastabiilseteks ja vähestabiilseteks osakesteks.
v(risti liikumine)=v*sin alfa v(piki liikumine)= v* cos alfa Mittehomogeenne magnetväli R=m*v(risti)/ε(q*B) Kui B läheb suuremaks, siis raadius väheneb, tekib kitsenev spiraal. Laetud osakesed Maa magnetväljas Maa peale tulevad suured laetud osakeste vood ja Maa magnetväli paneb nad teises suunas liikuma. Maal on kiirgusvööndid, kus need vood kinni jäävad: Van Alleni kiirgusvöönd. 200 km- 70000 km http://et.wikipedia.org/wiki/Van_Alleni_kiirgusv%C3%B6%C3%B6nd 28. Voolukontuuri magnetmoment. Voolukontuur homogeenses (voolukontuurile mõjuv jõumoment ja kontuuri potentsiaalne energia) ja mittehomogeenses magnetväljas. Magnetdipooli lihtsaimaks mudeliks on lõpmata väike tasapinnaline voolukontuur. Seda voolukontuuri iseloomustab magnetmoment pm, mille moodul võrdub S* I* n(vektor) (I — voolutugevus kontuuris, S — kontuuri pindala), siht on määratud voolukontuuri tasandi normaaliga n ja suund kruvireegliga. pm ei sõltu kontuuri kujust. Magnetiline dipool pm tekitab
r r hõlmatud voolude algebralist summat. See teoreem diferentsiaalkujul: rot B = µ 0 j . Siit järeldub, et magnetväli on solenoidaalne väli. Lõpmata pika solenoide magnetväli: B = µ 0 n I , kus I on voolutugevus solenoidis ja n - solenoidi keerdude arv pikkusühiku kohta. Vooluga kontuuri käitumist magnetväljas mõjustab suuresti selle magnetmoment r r p m = ISn , kus I on voolutugevus kontuuris ja S kontuuri katva pinna pindala. Välises r r r B magnetväljas B jõu F = p m mõjul kontuur liigub suunas, kus magnetväli on n r r r tugevam, ja momendi M = p m × B mõjul pöördub tasakaaluasendisse, mille korral r r r p m B ( M = 0 )
Kõvamagnetmaterjalideks loetakse aineid, mille jääkmagnetism (remanentsmagnetism) Br on suur ning koertsiivjõud Hc > 4 kA/m 5. Mis on ferromagneetiku peamagneetimiskõver? Hüstereesisilmuste otspunktide ühendamisel saadakse peamagneetimiskõver. Ferromagneetikute magneetimiskõver saadakse alalismagnetvälja ühtlasel aeglasel tõusul. 6. Magnetmomendi definitsioon. Kui aatomis toimub laengute liikumine, siis kaasneb sellega magnetmoment m=i*S , kus i- elementaarvool aatomis. 7. Kadudega ioonpolarisatsiooni tekkemehhanism ja põhilised seosed.
Lorentzi jõu vektor on laengu kiirusvektoriga risti. Jõu suuna määrab vasaku käe reegel. Enamasti mõeldakse lorentzi jõu all üldisemalt jõudu, mis mõjub osakesele elektri-ja magnetvälja koosesinemisel. F=evB+eE. Tavalistel kiirustel on magnetjõud tühiselt väiksed, Sest tugevaid magnetvälju on palju lihtsam tekitada kui tugevaid elektrivälju. Lorentzi jõu jaotumine elektriliseks ja magnetiliseks on suhteline asi, mis oleneb taustsüsteemi valikust Diamagneetilikuteaatomi magnetmoment on 0 nt täiesti kerasümmeetriliste elektronide liikumise puhul, heelium, argoon, neoon. Välises väljas hakkab diamagneetiku elektroni orbiit vurritaoliselt pretsesseeruma nii, et nurk magnetmomendi ja välja suuna vahel säilib→lisaringvoolu tekkimine→lisamagnetmoment.Diamagneetikukes tekkiv väli on vastupidine nendele mõjuvale magnetväljale. Väheneb aines magnetinduktsioon võrreldes välise välja magnetinktusiooniga. See on jälgitav ainult siis, kui aatom ei oma
M = B I S sin , kus B on magnetvälja magnetiline induktsioon; I voolutugevus kontuuris; S kontuuri poolt piiratud pinna pindala; nurk pinnanormaali suuna ja tasakaalses asendis selle suuna vahel. Tasakaalses asendis = 0 ja M = 0. Jõumoment on maksimaalne (Mmax), kui = 90o. Siis B = M max = M max , IS pm kus pm = I S on kontuuri magnetmoment. Heiti Aarna 2008 Magnetism 2 Magnetiline induktsioon B on magnetvälja mingit punkti iseloomustav vektoriaalne suurus, mille suund määratakse magnetvälja sellesse punkti asetatud vooluga kontuuri positiivse pinnanormaali suunaga kontuuri tasakaalses asendis ja mille moodul leitakse kontuurile mõjuva maksimaalse jõumomendi ja kontuuri magnetmomendi suhtena.
2 i∙S ⃗ M =i∙ ⃗S × ⃗ ⏞ B= ⃗ Pm× ⃗ B Ampere’i seiklus: Vasak pool – jõud taha, parem pool – vastupidi. Moment M püüab pöörata kontuuri nii, et tema magnetmoment P m orienteeriks välja B suunas. 58. Tuletada töö avaldis vooluga juhtme liigutamiseks magnetväljas. kontuuri muudu pindala dA=F ∙ dx=i ∙ ⏞ l∙ dx ∙B dA=i∙ dS ∙ B=i ∙ dQ voog ⏞ =⃗B ∙ d ⃗S A=∫ dA=∫ i ∙dΦ
95. Lähtudes Lorentzi jõu valemist ja joonisest, tuletage Ampere’i jõu valem. 96. Lähtudes joonisest, mida tuleb täiendada jõududega, tuletage vooluga kontuurile mõjuva jõumomendi avaldis ja defineerige kontuuri magnetmoment. Kinnist pöördumisvõimelist voolukontuuri kirjeldab kontuuri magnetmoment pm = I S, kus I on kontuuris kulgeva voolu tugevus ja S on kontuuri pindala, mida vaadeldakse kontuuri tasandiga ristuva vektorina. Selle vektori suund ühtib
umber) · Magnetvälja suund (+ joonis) Kui (parempoolne) kruvi panna liikuma piki vooluga juhet nii, et kruvi pea pöörlemine ühtib magnetilise induktsiooni vektori suunaga, siis kruvi ise liigub voolu kulgemise suunas · Dia- ja paramagneetikud, indutseeritud magnetvälja suund, summaarne väli aines (+ joonis) Diamagneetikud magnetiline vastuvõtlikkus X on negatiivne ja väike ja konstantne, indutseeritud väli on algväljale vastupidise suunaga. Aatomi magnetmoment on 0. Heelium, argoon, neoon jpm Paramagneetikud magnetiline vastuvõtlikkus X on positiivne ja väike ja konstantne, väljad on samasuunalised. Aatomite magnetmoment on nullist erinev. Hapnik, liitium, alumiinium jpm Indutseeritud väli on algväljale vastupidise suunaga (summeerimine käib miinuse poole) · Ferromagneetikud, Hüstereesisilmus (+ graafik ja selle seletus)
d⃗ F = ρ∗⃗u × ⃗ B∗dV I dq∗dl dq∗u j= = = =ρ∗u S dt∗S∗dl dV d⃗ F = ⃗j× ⃗ B∗dV I∗dV I∗S∗dl j∗dV = = S S Ampere’i seadus: d ⃗ F =I ∗d l⃗ × ⃗ B Lähtudes joonisest, mida tuleb täiendada jõududega, tuletage vooluga kontuurile mõjuva jõumomendi avaldis ja defineerige kontuuri magnetmoment. Külgedele a jõudu ei mõju. Jõud püüab kontuuri pöörata nii, et kontuuri normaal ühtiks magnetinduktsiooni vektoriga. Jõumoment definitsiooni järgi: ⃗ r⃗
Ühevalentsetel ioonidel on laeng võrdne elektroni laenguga: q = qe =1,6.10-19 C. Mitmevalentsetel ioonidel Ze r Z - iooni valents. Polaarsed ei ole mitte ainult ioonsed molekulid, vaid ka osa kovalentseid molekule, kus positiivsete ja negatiivsete laengute keskmed ei lange kokku. 2.5. MOLEKULIDE MAGNETILISED OMADUSED Kui aatomis toimub laengute liikumine, siis kaasneb sellega magnetmoment iS i – elementaarvool aatomis m µm S i Elementaarvoolude põhjuseid aatomis on kolm: elektroni orbitaal, elektroni spinn, tuuma spinn. Elektronide olek aatomis on kvanditud. Seega orbitaalide täieliku täitumuse korral elektronide orbitaali ja spinnide magnetmomendid kompenseeruvad täielikult. (NB! Spinnid saavad olla +1/2 ja –1/2, magnetkvantarvud +1, 0, -1 jne). Kui orbitaalid on täidetud
juhtme pikkus · nurk magnetvälja suuna ja juhtme vahel Lorentz'i jõud, selle suund (valem,joonis) Üksikule laetud osakesele e mõjuvat jõudu nimetatakse Lorentz'i jõuks. j = I*S 8) VOOLU MAGNETVÄLI JA MAGNEETIKUD Diamagneetikud ( < 0, µ < 1) · Magnetiline vastuvõtlikkus on negatiivne ja väike ja konstantne · (Ainult ülijuhis on see täpselt 1) · Indutseeritud väli on algväljale vastupidise suunaga Diamagneetikute aatomi magnetmoment on 0, nt. täiesti kerasümmeetrilise elektronide liikumise puhul · heelium, argoon, neoon, vask, berüllium, süsinik jt. § Välises väljas hakkab diamagneetiku elektroni orbiit vurritaoliselt pretsesseeruma nii, et nurk magnetmomendi ja välja suuna vahel säilib > lisaringvoolu tekkimine > lisamagnetmoment Need lisamagnetmomendid püüavad takistada magnetvälja kasvu diamagneetikutes tekkiv väli on vastupidine nendele mõjuvale magnetväljale.
kvantide arv. 28.Miks TMR meetodiga saab analüüsida vaid tuumasid , mille spinnkvantarv ei ole võrdne nulliga? Kuna tuumad, kus spinnkvantarv ehk I=0 ei oma magnetmomenti ja neid ei saa uurida TMR meetodiga. Spinn määrab tuuma magnetmomendi lubatud orientatsioonide arvu välises staatilises magentväljas. 29.Kuidas tekib magnetmomendi pretsessioon? Kui tuum on asetatud välisesse magnetvälja B0 ja raadiosagedusliku välja B1, siis magnetmoment kaldub kõrvale teatud nurga all ja pretsesseerub ehk pöörleb ümber välise välja kihi B0. 30. Resonantsi tingimus TMR-s Raadiosageduslik väli B1 võib industeerida üleminekuid energiavoode vahel, kui tema sagedus v1 võrdub pretsessiooni nurksagedusega ehk Larmori sagedusega v0. Üleminekul madalamalt energiavoolt kõrgemale toimub energia neeldumine ja saab olla registreeritud. 31.TMR-i seadme skeem 32. Impulss TMR põhimõte Anda korraga kõigile uuritavatele lainetetekitajatele?
aatomituum Peakvantarv n - mistahes täisarvul. väärtused 1 … - määrab elektronorbitaali energia ja iseloomustab elektroni tõenäoseimat kaugust tuumast. Orbitaalkvantarv l - täisarvul. väärtused 0, 1, 2 … (n-1) - määrab orbitaali kuju (koos peakvantarvuga) Magnetkvantarv ml - posit. või negat. täisarvul. väärtused vahemikus ml = -1, -2, … 1, 0, -1, -2 … Spinn-kvantarv e. spinn: +1/2 või -1/2 näitab, kas elektroni magnetmoment on magnetvälja suunaline või on ta sellega risti. Erineva spinniga elektronide olemasolu kahekordistab elektronide arvu, mis mahub mingile konkreetsele orbitaalile. Aatomite elektronkihtide mahutavus: Pauli printsiip (W.Pauli, 1925) aatomis ei saa olla kahte täpselt ühesuguses energiaolekus asuvat, s.t. ühesuguste kvantarvudega elektroni. (kui ühtivad kolm kvantarvu n, l, ml, siis peab spinn olema erinev) Vastavalt Pauli printsiibile mahub ühele ja samale orbitaalile, mida
Solenoidi sees on magnetväli homogeenne. Väljaspool lõpmata pikka solenoidi on magnetväli null. N Lõpmata pika solenoidi magnetväli B = µ0 nI n keerdude tihedus n = l 1.9. Vooluga kontuur magnetväljas Kontuuri magnetmoment - p m =ISn n - positiivne normaal, S kontuuri pinna pindala B F = pm - mittehomogeenses magnetväljas n Homogeenses magnetväljas kontuurile mõjuv jõudon 0. Kontuurile mõjuv jõumoment magnetvälja poolt M = p m × B M = 0, p m B või p m B 2 I =const
orbitaali) omadused on nende kvantarvudega määratud. - Peakvantarv (n), mis määrab ära elektronkihi, milles elektron asub, määrab energianivoo, kuhu elektron kuulub. Orbitaalkvantarvu (l;0,1,...,n-1). Määrab alanivoo, kuhu elektron kuulub ja ka vastava lainefunktsiooni ruumilise kuju (s, p, d, f). Magnetkvantarv (ml;l,l-1,...,-l), määrab orbitaali ruumilise orientatsiooni. Spinn(ms;1/1;-1/2), iseloomustab elektroni magnetilist momenti, näidates ära, kas elektroni magnetmoment on magnetvälja suunaline või sellega risti. Elektron võib olla aatomis olla kahes spinnolekus, mida sageli tähistatakse kas , või ja . Nt: n=2; l=0,1;ml=-1,0,+1. 5. Kirjeldage vesinikusarnase aatomi 1s-, 2s- ja 3s-aatomorbitaalidel paiknevale elektronile vastavat elektrontiheduse jaotust ruumis. Joonistage vastavate jaotuste graafikud. Samal kaugusel on sama elektrontihedus. Sõlmpindade arv aatomorbitaalidel võrdub peakvantarv -1, mida suurem peakvantarv seda rohkem on
mida võib kirja panna ka kogutakistuse R abil Rööplülituse korral on pingelang kõigil takistitel ühesugune: kust; Rööplülituse kogutakistuse pöördväärtus (ahela kogujuhtivus) on võrdne selle elementide takistuste pöördväärtuste (juhtivuste) summaga. Loeng 13 o Suurused: magnetvoog, magnetmoment, induktiivsus. Nende SI-ühikud. o Noolereegel, selle rakendamine vektorkorrutisena antud valemite graafilisel kujutamisel. o Vooluga juhtmele magnetväljas mõjuv jõud: suuruse ja suuna määramine. o Magnetväljas liikuvale laetud kehale mõjuv jõud: suurus, suund, sõltuvus laengu märgist Loeng 14 o Suurused: sagedus, nurksagedus, periood, amplituud, hälve, faas. Nende SI-ühikud. o Võnkuva keha energia sõltuvus massist, amplituudist, sagedusest.
pikkusühiku kohta on sama. 45. Leidke toroidi magnetinduktsiooni valem. Kui kontuur valida väljaspoole keerde, siis tsirkulatsioon oleks null. See tähendab, et magnetväli on ainulyt toroidi sees. Toroid on lõpmata pika solenoidi omadustega. 46. Lähtudes Lorentzi jõu valemist ja joonisest, tuletage Ampere'i jõu valem. Lawrenci jõud: 47. Lähtudes joonisest, mida tuleb täiendada jõududega, tuletage vooluga kontuurile mõjuva jõumomendi avaldis ja defineerige kontuuri magnetmoment. Külgedele a jõudu ei mõju. Jõud püüab kontuuri pöörata nii, et kontuuri normaal ühtiks magnetinduktsiooni vektoriga. 48. Kasutades allolevat joonist, tuletage töö avaldis vooluga juhtme liikumisel homogeenses magnetväljas. Magnetväljas mõjub vooluga juhtmele Ampere'i jõud. Kui juhe pole kinnitatud, siis saab see nihkuda. Seega magnetväli teeb tööd vooluga juhtme nihutamisel. 49. Kasutades allolevat joonist, tuletage töö avaldis vooluga kontuuri liikumisel
pikkusühiku kohta on sama. 45. Leidke toroidi magnetinduktsiooni valem. Kui kontuur valida väljaspoole keerde, siis tsirkulatsioon oleks null. See tähendab, et magnetväli on ainulyt toroidi sees. Toroid on lõpmata pika solenoidi omadustega. 46. Lähtudes Lorentzi jõu valemist ja joonisest, tuletage Ampere'i jõu valem. Lawrenci jõud: 47. Lähtudes joonisest, mida tuleb täiendada jõududega, tuletage vooluga kontuurile mõjuva jõumomendi avaldis ja defineerige kontuuri magnetmoment. Külgedele a jõudu ei mõju. Jõud püüab kontuuri pöörata nii, et kontuuri normaal ühtiks magnetinduktsiooni vektoriga. 48. Kasutades allolevat joonist, tuletage töö avaldis vooluga juhtme liikumisel homogeenses magnetväljas. Magnetväljas mõjub vooluga juhtmele Ampere'i jõud. Kui juhe pole kinnitatud, siis saab see nihkuda. Seega magnetväli teeb tööd vooluga juhtme nihutamisel. 49. Kasutades allolevat joonist, tuletage töö avaldis vooluga kontuuri liikumisel
produtseerib hajunud kiirguse. Hajunud kiirguse lainepikkus on vôrdne pealelangeva kiirguse omaga. (Rayleigh hajumine). Kui molekuli polarisatsioon muutub siis 10-6 osa footoneid aga ergastab molekuli teatud vônkumisi ja see avaldub hajunud kiirguse spektris nôrkade spektrijoontena, mis on nihutatud ergastava sageduse suhtes (Ramani effekt). Tuumade magnetiline resonants (NMR) Umbes pooled tuumad pöörlevad ja laengu tôttu on neil magnetmoment. Tugevas magnetväljas orienteeruvad kôik magnetmomendid magnetväljasihis, kuid mitte täpselt paralleelselt. Tekib pretsessioon telje pöörlemine ümber magnetvälja suuna. Kui magnetväljas olevale tuumale suunata elektromagnetiline kiirgus, mis on sama sagedusega kui pretsessioon, siis "pöörab" see kiirgus tuuma magnetmomendi vektori vastupidiselt välja suunale. Tuum neelab energiat. See on NMR fenomen. Tuuma
- 2 B 92. Tuletage koguvooluseadus. Tehke vastav joonis koos tähistega.Kasutage antud tsirkulatsiooni avaldist ja sirgvoolu magnetinduktsiooni avaldist 93. Leidke solenoidi magnetinduktsiooni valem. 94. Leidke toroidi magnetinduktsiooni valem. 95. Lähtudes Lorentzi jõu valemist ja joonisest, tuletage Ampere'i jõu valem. 96. Lähtudes joonisest, mida tuleb täiendada jõududega, tuletage vooluga kontuurile mõjuva jõumomendi avaldis ja defineerige kontuuri magnetmoment. 97. Kasutades allolevat joonist, tuletage töö avaldis vooluga juhtme liikumisel homogeenses magnetväljas. 98. Kasutades allolevat joonist, tuletage töö avaldis vooluga kontuuri liikumisel homogeenses magnetväljas. 99. Mis on magneetuvus? Mis on magnetväljatugevus ja miks see on vajalik suurus.? Mis on suhteline magnetiline läbitavus. 100. Kuidas klassifitseeritakse magneetikud? 1) Diamagneetikud. Magnetiline vastuvõtlikkus on negatiivne ja väike ja konstantne.
vahetumisega ning see tagabki hetkel on mähisele mõjuv jõumoment kommutaatori harjadel alati emj sama r M = 0. polaarsuse. r r r M = pm ´ B , (2) r r mis paneb ankru pöörlema ja saame mootori. Siin p m = w I S ankrumähise magnetmoment (A·m), I vool ankrumähises, S ankrumähise pindala. Jõumomendi ühikuks on N·m. Alalisvoolugeneraatori ja mootori oluliseks osaks on kommutaator, mille ülesandeks on voolusuuna automaatne muutmine ankrumähises iga poolpöörde järel. Kommutaator on kinnitatud ankruvõllile ja koosneb üksteisest isoleeritud voolujuhtivatest lestadest (lamellidest), milledega on ühendatud ankrumähise otsad. Lestade arv sõltub mähise poolide
määrab elektroni lubatud statsion. energiatasemetele vastavad ruumikoordinaadid Elektronpilv- elektroni negat. Laengu jaotustiheduse ruumiline kuju aatomis Orbitaal- elektronide jaotustiheduse kuju, kus elektronide esinemise tõenäosus on kõrge peakvantarv- n:määrab elktronorbitaali energia, isel elek tõenäoseimat kaugust tuumast Orbitaalkvantarv-l: määrab orbitaali kuju Magnetkvantarv-m:isel elektronorbitaalide ruumilist orientatsiooni Spinnkvantarv e spinn:näitab,kas elekrtoni magnetmoment on magnetvälja suunaline või o ta sellega risti(+1/2 või 1/2) Erineva spinniga elektronide olemasolu kahekordistab elektronide arvu. Pauli printsiip:aatomite elektronkihtide mahutavus-aatomis ei saa olla kahte täpselt ühesuguses energiaolekus asuvat, st ühesuguste kvantarvudega elektroni.Vastavalt Pauli printsiibile mahub ühele ja samale orbitaalile kaks vastupidise spinniga elektronpaari. Orbitaali täitumise järjekord(Hundi reegel): ühesugust tüüpi orbitaalid täituvad esmalt
polümeeridel. Termoisolatsiooniks kasutatavatel materjalidel peab olema võimalikult väike soojusjuhtuvus. 20. Ferromagnetism ja ferrimagnetism. Magnetmomentide tekkimine magnetmaterjalides on seotud elektronide spinnidega. Ferromagneetikutes esinevad makroskoopilised osad – domeenid – mille piires on kõigi elektronide spinnid orienteeritud paraleelselt. Üksikud domeenid on orienteeritud juhuslikult, mistõttu matrjali summaarne magnetmoment puudub. Magnetilise induktsiooni sõltuvust materjalis välise magnetvälja tugevusest B = f(H) nimetatakse magneetimiskõveraks. Magneetimisel toimub kaks efekti: 1) Domeenide kasv 2) Domeenide magnetmomentide pöördumine välise välja suunda Kui need protsessid lõpevad, saavutatakse küllastus, millele vastab küllastusinduktsioon Bs. Magneetimiskõveralt saab leida magnetilise läbitavuse μ . Väikestele väljatugevustele vastab esialgne magnetiline läbitavus μi
kogus jäätmeid läheb lõppladustamisele. 2 4. Aatomituuma omadused. Massidefekt. Seoseenergia: Tuumareaktsioonid. Tuumareaktsioonide efektiivsed ristlõiked. Tuumade lõhustumine. Aatomituum on aatomi väga väike ja tihe keskosa, mis moodustab põhilise osa aatomi massist. Aatomituum koosneb nukleonidest – positiivse laenguga prootonitest ja neutraalse laenguga neutronitest. Tuuma iseloomustavad: laeng, mass, spin, magnetmoment, raadius, el.moment. Nii nagu aatomis, on ka tuumas tuumasisene energia kvantiseeritud: igal nukleonil on lubatud enrgianivood (nivoode vahe ~ 1 MeV). Seoseenergiale ekvivalentset massi (seisumass), mille võrra on tuum kergem tema koostisosade masside summast, nimetatakse massidefektiks. Massidefekt Z prootoni ja N neutroni puhul: ΔM=ZmP+NmN-M Seoseenergia on töö, mida on vaja teha tuuma lõhkumisel algosakesteks. Täpselt sama suur energiahulk vabaneb algosakeste tuumaks liitumisel.
Ferromagneetikutes esinevad makroskoopilised osad domeenid mille piires on kõigi elektronide spinnid orienteeritud paralleelselt (joon 13-4). Üksikud domeenid on orienteeritud juhuslikult, mistõttu materjalil summaarne magnetmoment puudub. Magnetilise induktsiooni sõltuvust materjalis välise magnetvälja tugevusest B = f(H) nimetatakse magneetimiskõveraks (joonised 13-5 ja 13-7). Magneetimisel toimub kaks efekti: 1) domeenide kasv (kasvavad need domeenid, mille orientatsioon on lähedane välise magnetvälja suunale); 2) domeenide magnetmomentide pöördumine välise välja suunda. Magneetimiskõveralt saab leida magnetilise läbitavuse
asetatud liikuvat laengut või elektrovoolu jõuga. Elektrivool on nii mangetvälja tekitaja kui ka selle mõju vastuvõtja. Ampere seadus F=Bilsinα – juhile avalduv jõud on võrdeline voolutugevusega ja juhi pikkusega ning oleneb juhi asendist magnetväljas ja magnetvälja tugevusest. Magnetvälja induktsioon on vektor, mille suuna saab määrata kruvireegliga. Magnetvälja induktsioon iseloomustab magnetvälja mõju voolule. B=Mmax/iS=Mmax/Pm, kus Pm on magnetmoment, mis väitab magnetvälja mõju tasapinnalisele voolukontuurile. 18. BIOT-SAVART-LAPLACE´I SEADUS Mis tahes voolu magnetväli on arvutatav selle vooluelementide poolt põhjustatud magnetvälja tugevuste vektoriaalse 𝜇0 𝑑𝑙 𝑟 𝜇0 𝑑𝑙 summana, kusjuures voolu elemendi väljatugevus arvutatakse valemi 𝑑𝐵 = 4𝜋 𝑖 𝑟3 = 4𝜋 𝑖 𝑟2 𝑠𝑖𝑛𝛼 abil , milles α on
Enamus aineid magnetvälja märgatavalt ei mõjuta. Klassikalise teooria järgi sisaldavad ained molekulaarseid elektrivoolusid. Selle oletuse tegi Ampere 1820. a.; 100 aastat hiljem leidis see ka teoreetilise kinnituse (tiirlev elektron Rutherford'i aatomimudelis). Seega võib molekuli vaadelda magnetilise dipoolina, sarnaselt elektrilisele dipoolile dielektrikute teoorias. Polarisatsiooni vektori asemel defineerime nüüd magneetuvusvektori kus on molekulaarne magnetmoment. Pretsesseeriv ringvool ja selle magnetmoment. Edasi tuleb oluline erinevus. Kui dielektrike korral viib polarisatsioon elektrivälja nõrgenemisele laengute vahel (dipoolid orienteeruvad elektriväljale vastassuunas), siis magneetikus tähendab magnetdipoolide orienteerumine välja järgi välja koondumist magneetikusse. Seetõttu kirjutatakse kus on "algväli", aga "indutseeritud väli".
Geigeri lahenduseks. b) Kõrgetel pingetel ( )on kaks võimalikku lahenduse tüüpi: · sädelahendus ligikaudu homogeense välja korral · koroonalahendus (õigemini kroonlahendus) tugevalt mittehomogeense välja korral, näiteks elektroodi teravikul. Loeng 13 Elektromagnetiline induktsioon. Suurused: · Magnetvoog - (veeber) · Magnetmoment - tähendab ainest tingitud täiendava magnetvälja tekkimist. Aine magneetumist iseloomustav suurus igas aine punktis on magneetumusvektor J - aine magnetmoment ruumalaühiku kohta. · Induktiivsus L (H) (Henry) · Noolereegel, selle rakendamine vektorkorrutisena antud valemite graafilisel kujutamisel. a) vektorkorrutis; b) ortonormaalne reeper kui "parempoolne kolmik" Vektorkorrutis koordinaatkujul:
Geigeri lahenduseks. b) Kõrgetel pingetel ( )on kaks võimalikku lahenduse tüüpi: · sädelahendus ligikaudu homogeense välja korral · koroonalahendus (õigemini kroonlahendus) tugevalt mittehomogeense välja korral, näiteks elektroodi teravikul. Loeng 13 Elektromagnetiline induktsioon. Suurused: · Magnetvoog - (veeber) · Magnetmoment - tähendab ainest tingitud täiendava magnetvälja tekkimist. Aine magneetumist iseloomustav suurus igas aine punktis on magneetumusvektor J - aine magnetmoment ruumalaühiku kohta. · Induktiivsus L (H) (Henry) · Noolereegel, selle rakendamine vektorkorrutisena antud valemite graafilisel kujutamisel. a) vektorkorrutis; b) ortonormaalne reeper kui "parempoolne kolmik" Vektorkorrutis koordinaatkujul:
ehk magnetvoo tihedus B. Sõltuvalt väärtusest jaotatakse materjalid kolmeks: 1) ferromagneetikud (magnetmaterjalid)mille r >>1 2) paramagneetikud, mille r 1 3) diamagneetikud, mille r 1 Magnetmomentide tekkimine magnetmaterjalides on seotud elektronide spinnidega. Ferromagneetikutes esinevad makroskoopilised osad domeenid mille piires on kõigi elektronide spinnid orienteeritud paralleelselt (joon 13-4). Üksikud domeenid on orienteeritud juhuslikult, mistõttu materjalil summaarne magnetmoment puudub. Magnetilise induktsiooni sõltuvust materjalis välise magnetvälja tugevusest B = f(H) nimetatakse magneetimiskõveraks (joonised 13-5 ja 13-7). Magneetimisel toimub kaks efekti: 1) domeenide kasv (kasvavad need domeenid, mille orientatsioon on lähedane välise magnetvälja suunale); 2) domeenide magnetmomentide pöördumine välise välja suunda. Kui need protsessid lõpevad, saavutatakse küllastus, millele vastab küllastusinduktsioon Bs.
ehk magnetvoo tihedus B. Sõltuvalt väärtusest jaotatakse materjalid kolmeks: 1) ferromagneetikud (magnetmaterjalid)mille r >>1 2) paramagneetikud, mille r 1 3) diamagneetikud, mille r 1 Magnetmomentide tekkimine magnetmaterjalides on seotud elektronide spinnidega. Ferromagneetikutes esinevad makroskoopilised osad domeenid mille piires on kõigi elektronide spinnid orienteeritud paralleelselt (joon 13-4). Üksikud domeenid on orienteeritud juhuslikult, mistõttu materjalil summaarne magnetmoment puudub. Magnetilise induktsiooni sõltuvust materjalis välise magnetvälja tugevusest B = f(H) nimetatakse magneetimiskõveraks (joonised 13-5 ja 13-7). Magneetimisel toimub kaks efekti: 1) domeenide kasv (kasvavad need domeenid, mille orientatsioon on lähedane välise magnetvälja suunale); 2) domeenide magnetmomentide pöördumine välise välja suunda. Kui need protsessid lõpevad, saavutatakse küllastus, millele vastab küllastusinduktsioon Bs.
3) diamagneetikud, mille 1 r Joonisel 13-3 on näidatud ferro-, para- ja diamagneetikute B sõltuvus H-st väikestel väljatugevustel. Vaatleme edasi ainult magnetmaterjale. Magnetmomentide tekkimine magnetmaterjalides on seotud elektronide spinnidega. Ferromagneetikutes esinevad makroskoopilised osad domeenid mille piires on kõigi elektronide spinnid orienteeritud paralleelselt (joon 13-4). Üksikud domeenid on orienteeritud juhuslikult, mistõttu materjalil summaarne magnetmoment puudub. Magnetilise induktsiooni sõltuvust materjalis välise magnetvälja tugevusest B = f(H) nimetatakse magneetimiskõveraks (joonised 13-5 ja 13-7). Magneetimisel toimub kaks efekti: 1) domeenide kasv (kasvavad need domeenid, mille orientatsioon on lähedane välise magnetvälja suunale); 2) domeenide magnetmomentide pöördumine välise välja suunda. Kui need protsessid lõpevad, saavutatakse küllastus, millele vastab küllastusinduktsioon .
Sõltuvalt väärtusest jaotatakse materjalid kolmeks: 1) ferromagneetikud (magnetmaterjalid)mille µr >>1 2) paramagneetikud, mille µr 1 3) diamagneetikud, mille µr 1 Magnetmomentide tekkimine magnetmaterjalides on seotud elektronide spinnidega. Ferromagneetikutes esinevad makroskoopilised osad domeenid mille piires on kõigi elektronide spinnid orienteeritud paralleelselt. Üksikud domeenid on orienteeritud juhuslikult, mistõttu materjalil summaarne magnetmoment puudub. Magnetilise induktsiooni sõltuvust materjalis välise magnetvälja tugevusest B = f(H) nimetatakse mag-neetimiskõveraks. Magneetimisel toimub kaks efekti: 1) domeenide kasv (kasvavad need domeenid, mille orientatsioon on lähedane välise magnetvälja suunale); 2) domeenide magnetmomentide pöördumine välise välja suunda. Kui need protsessid lõpevad, saavutatakse küllastus, millele vastab küllastusinduktsioon Bs. Magneetimiskõveralt saab leida magnetilise läbitavuse .
annaabi.ee 
