שיטת ההפרש הסופי בתחום הזמן
שיטת ההפרש הסופי בתחום הזמן (FDTD) היא דרך למחשב לפתור משוואות שמשתנות בזמן ובמרחב. משוואות הם משפטים שמסבירים איך דברים משתנים. השיטה הומצאה על ידי קיין יי ב־1966. הרעיון פשוט: מחלקים את המרחב לרשת של נקודות. נקודות אלה נקראות צמתים. מתחילים בזמן ההתחלתי ומתקדמים בצעדים בזמן. בכל צעד מחשבים מה קור...
וקטור פוינטינג
וקטור פוינטינג מראה לאן וכמה אנרגיה אלקטרומגנטית זורמת. וקטור הוא דבר שיש לו כיוון ועוצמה. שטף זה מה שעובר דרך שטח. האנרגיה מגיעה משדות: שדה חשמלי ושדה מגנטי. שדה חשמלי משפיע על מטענים. שדה מגנטי לבד לא עושה עבודה על המטענים. לכן לוקחים את שניהם בחשבון. אפשר לכתוב את הווקטור בנוסח מיוחד ביחידות מסוי...
פוטנציאל חשמלי
פוטנציאל חשמלי הוא כמה אנרגיה יש לכל אחד חלקיק חשמלי במקום מסוים. "מטען" זה הכינוי לחלקיקים האלה. מה שחשוב הוא ההפרש בין פוטנציאלים. הפרש כזה נקרא מתח. מתח מראה כמה עבודת צריך להשקיע כדי להזיז מטען ממקום אחד לאחר. בשדות חשמליים שקטים אפשר למצוא פונקציה אחת שממנה מקבלים את השדה. הפונקציה הזאת היא ה...
טנזור השדה האלקטרומגנטי
טנזור השדה האלקטרומגנטי הוא דרך לתאר יחד את השדה החשמלי והשדה המגנטי. זהו אובייקט מתמטי שעוזר להבין איך השדות משתנים במרחב ובזמן. יש משהו שנקרא פוטנציאל. פוטנציאל הוא ארבעה מספרים שמספרים על מצב השדה. קוראים לזה 4‑וקטור. מטפלים בו כקבוצה: (φ/c, A). הטנזור F נקבל על ידי לקיחת ההפרש בין נגזרות של הפו...
סופרפוזיציה
סופרפוזיציה אומרת שמצב פיזיקלי יכול להיות סכום של מצבים קטנים. זה נכון כשמיישמים חוקים פשוטים שנקראים משוואות ליניאריות. דוגמה לכך הם שדות חשמליים וכוח הכבידה. בסטטיקה חותכים גוף לחלקים, שמים לב לנקודת מרכז המסה של כל חלק. אחר כך מחברים את הנקודות האלה כדי למצוא איפה נמצא מרכז המסה של הכל יחד. מהנדס...
כוח לורנץ
כוח לורנץ דוחף חלקיקים טעונים כשיש שדה חשמלי ושדה מגנטי. שדה חשמלי הוא אזור שסובב מטענים ושדה מגנטי הוא אזור שסובב מגנטים או זרמים. הכוח תלוי במהירות Part של החלקיק. זה אומר שככל שהחלקיק נע מהר יותר, הכוח יכול להשתנות. כדי לדעת לאן הכוח פועל משתמשים בכלל יד ימין: הבוהן = כיוון התנועה, האצבע = כיו...
אנרגיה פוטנציאלית חשמלית
אנרגיה פוטנציאלית חשמלית היא אנרגיה ששוכבת בתוך שדה חשמלי. שדה חשמלי זה נוצר על ידי מטענים. מטען זה כמו קבוצה של חלקיקים חשמליים. האנרגיה נמדדת בג'אול. מטען אחד שנמצא במקום שבו יש מתח קיבל אנרגיה. את המתח אפשר לקרוא גם "פוטנציאל" או "וולט". האנרגיה קשורה לכמות המטען ולמתח שבמקום. כשיש כמה מטענים, ...
ניסוי מיליקן
ניסוי טיפת השמן בוצע ב-1909 על ידי רוברט מיליקן. המטרה: למדוד את המטען של אלקטרון. אלקטרון (חלקיק קטן מאוד שנושא מטען). מיליקן ייצר טיפות שמן קטנות שנפלטו מנחיר. חלק מהטיפות קיבלו מטען חשמלי (כמו מטען קטן) בגלל החיכוך. הטיפות עברו בין שתי צלחות חשמליות שנוצר בהן שדה חשמלי (אזור שבו הכוח פועל על מט...
חוק גאוס
חוק גאוס אומר כמה שדה חשמלי עובר דרך מעטפת סגורה. שדה חשמלי הוא כוח קטן שמטענים יוצרים. מטען הוא משהו שמביא חשמל, כמו מטען של חלקיק. שטף (כמות שעוברת) הוא כמה קווים של שדה חוצים את המשטח. משטח גאוסי הוא מעטפת סגורה. וקטור השטח הוא חץ קטן שמצביע החוצה מהמשטח. אם אין מטען בתוך המעטפת, מספר הקווים ש...
יחס איינשטיין
יחס איינשטיין נכתב על ידי אלברט איינשטיין ב-1905. הוא קשור לתנועה בראונית, תזוזה אקראית של חלקיקים זעירים. D הוא קבוע הדיפוזיה. זה מראה כמה החלקיקים מתפזרים. μ היא ניידות. היא אומרת כמה מהר חלקיקים זזים כשמפעילים כוח. k_B הוא קבוע בולצמן. T היא הטמפרטורה (בקלווין). בחשמל מוסיפים את המטען q. א...
קיטוב
קיטוב הוא איך כיוון התנודות של גל מסוים מסודר. גל הוא תזוזה שחוזרת על עצמה ונעה במקום. יש גלים שהתנודות שלהם הולכות קדימה ואחורה. קוראים להם גלי אורך. יש גם גלים שהתנודות שלהם הן מצד לצד. קוראים להם גלי רוחב. באור, השדה החשמלי הוא שגורס את הכיוון. הקיטוב הוא כיוון השדה הזה. קיטוב יכול להיות פשוט. ...
משוואות מקסוול
משוואות מקסוול אומרות איך חשמל ומגנטיות פועלים יחד. השדות הם אזורים שמפעילים כוח על מטענים. חוק גאוס אומר שמטען חשמלי יוצר שדה חשמלי סביבו. חוק גאוס למגנטיות אומר שאין מגנט בודד. מגנטים תמיד באים בזוג. חוק פאראדיי אומר ששינוי במגנטיות יוצר חשמל. זה עוזר לגריד להפיק חשמל בתחנות כוח. חוק אמפר‑מקס...
חשמל
חשמל קשור למטענים חשמליים, חלקיקים קטנים בשם אלקטרונים ופרוטונים. אלקטרון הוא חלקיק קטן עם מטען שלילי. פרוטון יש במרכז האטום ויש לו מטען חיובי. בגילוי מוקדם ראו שאם משפשפים ענבר בפרווה, הענבר מושך חפצים קלים. פרנקלין הראה שהברק דומה לניצוץ חשמלי באמצעות עפיפון בסערה. מטען הוא התכונה שעושה חומרים ...
אלקטרומגנטיות
אֵלֶקְטְרוֹמַגְנֵטִיּוּת היא חקר החשמל והמגנטים. אלה קשרים שמסבירים גם את האור. מטענים זהים דוחים. מטענים הפוכים מושכים. מטען חשמלי הוא משהו שגורם למשיכה או דחייה. ככל שהמרחק גדול יותר, הכוח נחלש מהר יותר. כוח מגנטי פועל כשמטענים נעים. זרם חשמלי יכול ליצור מגנט. לא מצאו אי פעם מטען מגנטי בודד. מפנ...