FY7 Sähkömagnetismi ja valo — kertaus yo-kokeeseen

Mitä sensori odottaa tästä moduulista

FY7 yhdistää kaksi asiaa, jotka on osattava pitää erillään ja silti nähdä samana ilmiönä: sähkömagnetismi (virta synnyttää magneettikentän, muuttuva magneettikenttä synnyttää jännitteen) ja valo sähkömagneettisena aaltona. Pisteet tulevat kahdesta asiasta. Ensimmäinen on muutoksen korostaminen: induktio ei synny magneettikentästä vaan sen muuttumisesta. Toinen on suuntien perusteleminen oikean käden säännöllä ja Lenzin lailla — pelkkä "vasemmalle" ilman sääntöä ei riitä.

Ydinkäsitteet

• Magneettivuon tiheys B — magneettikentän voimakkuutta kuvaava vektorisuure, yksikkö tesla (T).
• Magneettivuo fii — kentän ja pinta-alan tulo, fii = B*A (kohtisuorassa tapauksessa), yksikkö weber (Wb).
• Sähkömagneettinen induktio — ilmiö, jossa muuttuva magneettivuo synnyttää käämiin lähdejännitteen. Faradayn laki: e = -N * (delta-fii / delta-t).
• Lenzin laki — indusoitunut virta kulkee aina siihen suuntaan, että se vastustaa sitä muutosta, joka sen synnytti. Tämä on energian säilymislaki induktion muodossa.
• Oikean käden sääntö — peukalo virran suuntaan, sormet kiertyvät magneettikentän suuntaan suoran johtimen ympäri. Käämillä sormet virran kiertosuuntaan, peukalo osoittaa pohjoisnavan.
• Sähkömagneettinen aalto — toisiaan ylläpitävät muuttuvat sähkö- ja magneettikentät, jotka etenevät tyhjiössä nopeudella c = 3,00 * 10^8 m/s. Poikittainen aalto, ei tarvitse väliainetta.
• Sähkömagneettinen spektri — radioaallot, mikroaallot, infrapuna, näkyvä valo, ultravioletti, röntgen, gammasäteily. Taajuus kasvaa ja aallonpituus pienenee tässä järjestyksessä.
• Taittuminen ja heijastuminen — valon suunnan muuttuminen rajapinnalla. Snellin laki: n_1sin(alfa_1) = n_2sin(alfa_2).
• Taitekerroin n — n = c/v, kertoo kuinka moninkertainen valon nopeus tyhjiössä on nopeuteen aineessa nähden.