Elektromagnetismoa eta Fisika Nuklearra: Oinarriak

Elektromagnetismoa

Lorentz-en Legea: Karga Higikorren Indar Magnetikoa

Eremu magnetikoaren intentsitatea determinatzeko, eremu magnetikoa edo indukzio magnetikoaren bektorea (B) determinatu behar da. Demagun espazioko ingurune batean eremu magnetiko bat dugula eta bertan q karga bat ipintzen dugula.

Karga geldirik badago, ez du indarrik jasaten, baina karga v abiaduraz higitzen ari denean, ondoko indar magnetikoa jasaten du:

F = q(v x B)

Karga batek jasaten duen indar magnetikoa v eta B-k osatzen duten planoarekiko elkarzuta da. Indarraren modulua honako hau da: F = |q| · v · B · sin(α), non α v eta B bektoreen arteko angelua den.

Karga eta eremuaren artean higidura erlatiborik ez badago, eremuak ez du indarrik egiten. Demagun ingurune batean eremu magnetiko uniformea dagoela, eta karga eremuarekiko perpendikular sartzean, kargak higidura zirkularra egingo du, indar zentrifugoa eta magnetikoa orekatuta egongo baitira.

Korronte Elektrikoen Arteko Indarrak: Ampereren Definizioa

Karga bat eremu magnetiko batetik zehar mugitzen denean, indar bat jasaten du. Korronteek beren inguruan eremu magnetikoa sortzen badute, korronteen arteko indarrak agertuko dira, korronteak mugimenduan dauden kargak besterik ez direlako.

Amperek aztertu zuen lehenengo aldiz bi korronte paraleloen arteko indarrak. Konturatu zen korronte elektrikoak noranzko berekoak direnean elkar erakartzen dutela, eta aurkako noranzkoak direnean elkar aldaratzen dutela.

Ampereren Definizioa

Amperea, bi eroale paralelo, zuzen, luzera mugagabeko, sekzio arbuiagarriko eta hutsean bata bestetik metro bateko distantziara kokatuta daudenean, luzera metroko 2x10^-7 N-ko indarra eragiten duen korronte intentsitate konstantea da.

I₁ korronteak d distantziara duen bigarren eroalean sortuko duen eremu magnetikoa:

B₁ = (μ₀ / 2π) * (I₁ / d)

Era berean, lehenengo eroalean I₂ korronteak sortuko duen eremu magnetikoa:

B₂ = (μ₀ / 2π) * (I₂ / d)

Newtonen akzio-erreakzio legea aplikatuz (F = I(L x B)), bi eroaleen arteko indarra honako hau da:

F₁₂ = F₂₁ = (μ₀ / 2π) * (I₁ * I₂ / d) * L

Faraday eta Lenzen Legea: Indukzio Elektromagnetikoa

Induzitutako korrontearen noranzkoa fluxu-aldaketaren aurkakoa da. Imanaren ipar poloa espirara hurbiltzen denean, korronte elektrikoa induzitzen da, eta korronte honek beste eremu magnetiko bat sortzen du. Induzitutako eremu magnetiko honek imanaren hurbilketa oztopatzen duen indar bat sortzen du.

Espiran sortutako korrontearen noranzkoak, berak sortutako eremuaren ipar poloa, hurbiltzen den imanaren ipar poloaren parean azalduko du. Imanaren ipar poloa urruntzen denean, espiran hego poloa agertuko da urruntzea ekiditeko.

Faradayren Legea

Zirkuitu batean induzitutako indar elektroeragilea (IEE), zirkuituan barruan fluxu magnetikoaren (Φ) aldaketaren abiadura da, ikurrez aldatuta. Hau espira kopuruari (N) biderkatzen zaio:

IEE = -N (dΦ/dt)

Intentsitatea (I) honako hau da:

I = -1/R * (dΦ/dt)

Fisika Nuklearra

Fisio Nuklearra

Nukleo atomiko batzuk zatitzean energia handia askatzen da. Prozesua pizteko aktibazio-energia behar da. Hau lortzeko, nukleo ezegonkorra neutroi geldo batez bonbardatzen da.

Hemen neutroiak askatzen dira, eta hauek beste atomo batzuk desintegrarazten dituzte, kate-erreakzioa sortuz. Kate-erreakzioa kontrolatu ezean, leherketa gertatuko da.

Indar nuklear bortitzak aldarapen elektrostatikoa gainditzen du, protoiak eta neutroiak loturik mantenduz. Nukleo atomiko bat apurtzeko, lotura-energia gainditu behar da. Lotura-energia (E) masa-galerarekin lotuta dago, Einsteinen ekuazioaren bidez: E = mc².

Fusio Nuklearra

Bi nukleo txiki elkartzea da (atomoaren masa zati bat energia bihurtzen da). Aktibazio-energia behar da, aldarapen elektrostatikoa gainditzeko behar den energia, energia termiko moduan eman daiteke.

Bonba termonuklearretan lortu izan da modu ez-kontrolatuan, aktibazio-energia lortzeko fisiozko bonba atomiko bat erabiliz.

Erradioaktibitate Naturala (Soddy eta Fajansen Legeak)

Lurrean dauden material erradioaktiboetatik eta izpi kosmikoen eraginez sortzen diren material erradioaktiboetatik dator. Atomoan, protoi eta neutroi kopuruen erlazioa egokia ez denean sortzen da (gehienetan atomo astunetan).

• Alfa Partikula (α)

  Helio nukleoak dira, 2 protoi eta 2 neutroi dituztenak (nukleo handietan gertatzen da).

  1. Legea: Alfa partikula igortzerakoan, nukleoak zenbaki atomikoa 2 unitatez txikiagoa du eta masa-zenbakia 4 unitatez.

• Beta Erreakzioa (β)

  Elektroiak igortzen dira. Nukleoko neutroi bat protoi eta elektroi batean desintegratu daiteke.

  2. Legea: Zenbaki atomikoa unitate batez handitzen da.

• Gamma Erradiazioa (γ)

  Gamma izpiak, maiztasun eta energia handiko uhin elektromagnetikoak dira. Batzuetan nukleoan normalean baino energia gehiago dago, eta egoera normalera bueltatzeko gamma izpiak emititzen dituzte.

Erradioaktibitatearen Legea

Desintegrazio erradioaktiboaren legea honako hau da:

dN/dt = -λN

Non λ desintegrazio-konstantea den eta N desintegratu gabeko nukleo-kopurua.

Nukleo-kopurua erdira jaisteko behar den denborari semidesintegrazio-periodoa (T) deritzo. Nukleo-kopuruaren eboluzioa denboran zehar honako ekuazio honek adierazten du:

N = N₀e^-(ln2/T)t