Natuurkunde II

Bron: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics & Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN Een elektrisch veld wordt gegenereerd door een geladen object (de bronlading genoemd) in de ruimte eromheen en vertegenwoordigt het vermogen om elektrische kracht uit te oefenen op een ander geladen object (de testlading genoemd). Gerepresenteerd door een vector op elk willekeurig punt in de ruimte, is het elektrische veld de elektrische kracht per eenheid testlading...

Bron: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics & Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN Elektrisch potentiaal, ook bekend als "voltage", meet de elektrische potentiële energie per eenheid lading. Elektrisch veld is een scalaire grootheid en is fundamenteel voor veel elektrische effecten. Net als potentiële energie is wat fysiek zinvol is de verschil in het elektrische potentiaal. Bijvoorbeeld, de ruimtelijke variatie in het elektrische potentiaal is gerelateerd...

Bron: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics & Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN Magnetische velden kunnen worden gegenereerd door bewegende ladingen, zoals een elektrische stroom. Het magnetische veld dat door een stroom wordt gegenereerd, kan worden berekend aan de hand van de Maxwell-vergelijking. Bovendien kunnen magnetische objecten zoals staafmagneten ook magnetische velden genereren vanwege microscopische dynamiek van ladingen binnen het materiaal.

Bron: Andrew Duffy, PhD, Afdeling Fysica, Boston University, Boston, MA Dit experiment dupliceert J.J. Thomson's beroemde experiment aan het eind van de 19e eeuw, waarin hij de lading-massa verhouding van het elektron meet. In combinatie met Robert A. Millikan's oliedruppelexperiment enkele jaren later dat een waarde produceerde voor de lading van het elektron, maakten de experimenten het voor wetenschappers voor het eerst mogelijk om zowel de massa als de lading van het elektron te bepalen,...

Bron: Andrew Duffy, PhD, Afdeling Natuurkunde, Boston University, Boston, MA Dit experiment onderzoekt de wet van Ohm, die stroom, spanning en weerstand met elkaar verbindt. Een doel van het experiment is om vertrouwd te raken met circuitdiagrammen en de terminologie die wordt gebruikt in basiscircuits, zoals weerstand, weerstand, stroom, spanning en voeding. Aan het einde van het experiment wordt bekendheid opgedaan met het aansluiten van een circuit en het meten van zowel de stroom die door...

Bron: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics & Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN Dit experiment demonstreert hoe stroom wordt verdeeld in weerstanden die in serie of parallel zijn aangesloten, en beschrijft dus hoe de totale 'effectieve' weerstand kan worden berekend. Met behulp van de wet van Ohm is het mogelijk om te converteren tussen de spanning en stroom door een weerstand, als de weerstand bekend is. Voor twee weerstanden die in serie zijn...

Bron: Yong P. Chen, PhD, Afdeling Fysica & Sterrenkunde, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN Dit experiment zal commerciële condensatoren en een condensator met evenwijdige platen gebruiken om het concept van capaciteit te demonstreren. Een condensator slaat tegengestelde ladingen op twee geleiders op, bijvoorbeeld twee tegenover elkaar liggende metalen platen, wat leidt tot een potentiaalverschil (spanningsval) tussen de twee geleiders. De hoeveelheid lading op elke...

Bron: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics & Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN Dit experiment zal inductieve spoelen gebruiken om het concept van inductor en inductantie te demonstreren. Magnetische inductie zal worden aangetoond met behulp van een staafmagneet die in of uit de kern van een spoel wordt geplaatst om een tijdelijke elektromotorische kracht (emk) spanning in de spoel te induceren, gemeten door een voltmeter. Dit experiment zal ook de...

Bron: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics & Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN Condensatoren (C), inductoren (L) en weerstanden (R) zijn elk een belangrijk circuitelement met verschillende gedragingen. Een weerstand zet energie om en volgt Ohm's wet, waarbij de spanning evenredig is met de stroom. Een condensator slaat elektrische energie op, waarbij de stroom evenredig is met de snelheid van verandering van de spanning, terwijl een inductor...

Bron: Derek Wilson, Asantha Cooray, PhD, Department of Physics & Astronomy, School of Physical Sciences, University of California, Irvine, CA Halfgeleiders zijn materialen waarvan het vermogen om een elektrische stroom te geleiden sterk afhankelijk is van hun temperatuur en niveau van onzuiverheden. Het meest voorkomende type halfgeleidermateriaal is kristallijn silicium. De meeste pure halfgeleiders zijn geen uitstekende geleiders; om de geleidbaarheid te verbeteren, wordt een zuivere...

Bron: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics && Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN Het foto-elektrisch effect verwijst naar de emissie van elektronen uit een metaal wanneer licht erop schijnt. Om de elektronen uit het metaal te bevrijden, moet de frequentie van het licht voldoende hoog zijn zodat de fotonen in het licht voldoende energie hebben. Deze energie is evenredig met de lichtfrequentie. Het foto-elektrisch effect leverde het experimentele...

Bron: Derek Wilson, Asantha Cooray, PhD, Department of Physics & Astronomy, School of Physical Sciences, University of California, Irvine, CA Licht reist met verschillende snelheden, afhankelijk van het materiaal waardoor het zich voortplant. Wanneer licht van het ene materiaal naar het andere reist, zal het trager worden of sneller. Om energie en momentum te behouden, moet het licht de richting waarin het zich voortplant veranderen. Dit buigen van licht staat bekend als breking. Een deel...

Bron: Yong P. Chen, PhD, Afdeling Fysica & Sterrenkunde, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN Interferentie en diffractie zijn karakteristieke fenomenen van golven, variërend van watergolven tot elektromagnetische golven zoals licht. Interferentie verwijst naar het fenomeen wanneer twee golven van hetzelfde soort overlappen om een afwisselende ruimtelijke variatie van grote en kleine golfamplitude te geven. Diffractie verwijst naar het fenomeen wanneer een golf door een...

Bron: Arianna Brown, Asantha Cooray, PhD, Afdeling Fysica & Astronomie, School voor Fysische Wetenschappen, Universiteit van Californië, Irvine, CA Stationaire golven, of staande golven, zijn golven die niet lijken te propageren en worden geproduceerd door de interferentie van twee golven die in tegengestelde richtingen reizen met dezelfde frequentie en amplitude. Deze golven lijken op en neer te trillen zonder lineaire beweging en worden het gemakkelijkst geïdentificeerd in trillende...

Bron: Arianna Brown, Asantha Cooray, PhD, Department of Physics & Astronomy, School of Physical Sciences, University of California, Irvine, CA Golven zijn storingen die zich door een materieel medium of lege ruimte voortplanten. Lichtgolven kunnen door een vacuüm en sommige vormen van materie reizen en zijn van transversale aard, wat betekent dat de oscillaties loodrecht staan op de voortplantingsrichting. Geluidsgolven zijn echter drukgolven die zich door een elastisch medium als lucht...