|
|
Page:75
שאלה 22 טוענים שני כדורים מוליכים וחלולים בעלי מרכז משותף , 0 , שרדיוסיהם M = 0 . 2 mn R = O . lm במטענים שווי גודל ושוני סימן : , q = ± 6 xiO- C כמתואר באיור ) . הכדור הפנימי נתמך במוט מבודד העובר דרך חור קטן בכדור החיצוני . הנח כי השפעת החור זניחה , ואפשר להתייחס לכדור החיצוני כאל כדור מושלם סגור ( . א . מצא בעזרת חוק גאוס ביטוי כללי לשדה באזורים הבאים : ( 1 ) מחוץ לכדור הגדול . ( 2 ) בין שני הכדורים ( 3 ) . בתוך הכדור הקטן . ב . מצא ביטוי לפוטנציאל בשלושת האזורים הללו . ג . הצב ערכים מספריים במשוואות שפיתחת ומצא את השדה , £ , והפוטנציאל , V , על השטח החיצוני והפנימי של הכדור הגדול והקטן , וכן בנקודות שמרחקן ממרכז הכדורים הוא 0 . 15 , 0 . 05 ו 0 . 25 מטרים . ד ) . רשות ) בעזרת סעיף ג , סרטט גרפים של E ושל V כפונקציה של r ( המרחק מהמרכז . ( ה . מהי העבודה הדרושה כדי להעביר מטען בוחן C q' = lxlO מן הכדור הגדול לקטן י שאלה 23 ( רשות ) צינור ארוך , בעל שטח חתך עגול שרדיוסו Jl = 0 . 2 m טעון בצפיפות מטען שטחית אחידה . a . a מצא בעזרת חוק גאוס ביטוי לשדה החשמלי במרחק r מציר הצינור ( התייחס אליו כאל צינור בעל אורך אינסופי . הבדל בין המקרה r > R למקרה . ( r < R ב . חשב את השדה על פני הצינור מבחוץ וכן בנקודות שמרחקן מהציר הוא 0 . 1 ו 0 . 5 מטרים , אם a- 5 xl ( HC / m שאלה 24 ( רשות ) הגדרנו את הפוטנציאל החשמלי בנקודה נתונה כעבודה הדרושה כדי להביא מטען יחידה , מאינסוף לאותה נקודה , כנגד השדה החשמלי . יש מקרים שבהם הגדרה זו אינה ישימה . כדי לראות זאת , נסה לחשב את הפוטנציאל בסביבת מישור טעון אינסופי . האם תוכל להציע הגדרה חלופית שתפתור את הבעיה ? שאלה 25 האיור מתאר באופן סכימתי את אחד ממאיצי החלקיקים הראשונים , שנבנה בשנת 1930 בקיימברידג , ' וכונה ( על שם ממציאיו ) מאיץ קוקרופט וולטון . הכדור הפנימי טעון במטען חיובי , והחיצוני — במטען שלילי . הבדל הפוטנציאלים שביניהם הוא מאות אלפי וולטים . בתוך הכדור הפנימי יש מקור של פרוטונים ( אטומי מימן שהאלקטרונים סולקו מהם . ( הפרוטונים מואצים בתוך צינור מרוקן מאוויר ויוצאים מהכדור החיצוני עם אנרגיה קינטית גבוהה ( באחד הניסויים הראשונים במאיץ זה הופגז היסוד ליתיום בפרוטונים מהירים . לאחר בליעת פרוטון , התפרק גרעין הליתיום , שבו 3 פרוטונים ו 4 ניטרונים , לשני גרעיני הליום , שבכל אחד מהם 2 פרוטונים ו 2 ניטרונים . (
|
|