Institutt for fysikk, NTNU TFY4155/FY1303: Elektrisitet og magnetisme Vår 2004

Sammendrag, uke 2 (7. og 9. januar)

Kvantisering av ladning [FGT 22.2; YF 22.2; AF 21.7; LHL 19.1; G “Advertisement”]

Elektrisk ladning q opptrer alltid i et helt antall av elementærladningen e:

q = ne n = 0, ±1, ±2, ...

Materien er bygd opp av atomer, bestående av en positivt ladet kjerne og negativt ladete elektroner. Atomkjernen består igjen av et antall protoner og nøytroner. Et nøytralt atom med atomnummer Z har Z protoner i kjernen og Z elektroner rundt kjernen. Et proton har ladning +e, et elektron har ladning −e, mens nøytronet har null ladning.

Bevaringslov for ladning [FGT 22.2; YF 22.2; AF 21.8; LHL 19.1; G “Advertisement”]

Netto ladning er alltid bevart i et lukket system.

Coulombs lov [FGT 22.3; YF 22.5; AF 21.3; LHL 19.3; G 2.1.2]

F = \frac{qq′}{4πε_{0}r^{2}} r̂

= elektrostatisk kraft mellom to punktladninger q og q′ i innbyrdes avstand r. Med r̂ i retning fra q til q′ blir F kraften på q′. Ladningene q og q′ kan være positive eller negative. To positive ladninger frastøter hverandre, to negative ladninger frastøter hverandre, mens en positiv og en negativ ladning tiltrekker hverandre.

SI-enhet for elektrisk ladning: [FGT 22.3; YF 22.5; AF 21.4; LHL 19.1; G “Advertisement”]

[q] = C (coulomb) Elementærladningen: e = 1.6 · 10^{−19} C

Permittiviteten til vakuum: ε_{0} = 8.85 · 10^{−12} C^{2}/Nm^{2} (1/4πε_{0} ≃ 9 · 10^{9} Nm^{2}/C^{2})