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lunedì 7 maggio 2012

Fisica: Quesiti di magneto-statica

So scrivere e discutere l'espressione della forza di Lorentz? La forza di Lorentz F=(qv)x(B) è il prodotto vettoriale tra il vettore velocità (caratteristico della carica) moltiplicato per la carica, esterno il vettore Campo Magnetico (B). Il modulo della forza è quindi proporzionale al modulo della carica, alla velocità e al sin dell'angolo compreso tra i due vettori. Si può inoltre notare che se l'angolo è nullo o piatto il valore della forza di Lorentz si annulla. 
Conosco le unità di misura del campo magnetico? Ricavandole dalla formula della forza di Lorentz si trova (N/Am) che equivale al T (Tesla) anche se spesso si usa un suo sottomultiplo, ovvero G (Gauss) equivalente a 1/10000 T. 
Conosco le caratteristiche del campo magnetico? Il campo magnetico non ha monopoli magnetici in quanto un magnete ha sempre 2 poli (Nord - Sud); inoltre è caratterizzato da linee di forza chiuse. In un dipolo le linee di forza vanno dal Nord al Sud all'esterno, mentre dal Sud al Nord all'interno del magnete. 
So descrivere il moto di cariche elettriche in un campo magnetico? Una carica che attraversa una regione di campo magnetico subisce la forza di Lorentz compiendo una deviazione in un percorso circolare forzato con raggio costante. Il periodo del moto dipende soltanto dalle caratteristiche della particella e del campo magnetico. 
So spiegare il funzionamento di uno spettrometro di massa? Questo meccanismo sfrutta le differenti reazioni di cariche diverse che attraversano un campo magnetico per definirne la massa partendo da risultati noti; infatti la massa di una particella influisce su raggio e periodo della deviazione. 
So descrivere il principio di funzionamento di un ciclotrone? Il ciclotrone è un acceleratore di elettroni; è un sistema sottovuoto all'interno di un campo magnetico con due "calotte" semicilindriche di cariche diverse: l'elettrone viene attratto in una calotta, poi subisce la deviazione di B e mentre viene spinto nell'altra calotta le due vengono cambiate di carica sfruttando il periodo costante.
Conosco l'espressione della forza magnetica su di un filo percorso da corrente? F=(idl)x(B) (prodotto vettoriale tra gli elementi di corrente e il campo magnetico).
Conosco l'espressione del momento torcente su di una spira in un campo magnetico? M=(iS)x(B) (prodotto vettoriale tra la superficie della spira moltiplicata alla corrente e il campo magnetico)
So definire il momento magnetico di una spira? Il momento magnetico è un vettore che ha come modulo il prodotto tra la corrente che scorre nella spira e la superficie della spira, ha direzione perpendicolare alla spira e verso dato dalla regola della mano destra.
So definire il magnetone di Bohr? Il magnetone di Bohr è il momento magnetico dell'elettrone dell'idrogeno nell'orbita fondamentale.
So discutere le posizioni di equilibrio di una spira in un campo magnetico? Se il momento magnetico della spira ha lo stesso verso del campo magnetico si è in presenza di un equilibrio stabile; se invece il verso è opposto l'equilibrio è instabile e la spira tenderà a tornare nella posizione di cui sopra.

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