Elektryczność i magnetyzm

12. Elektrostatyka

Kierunek pola \(E\) w przestrzeni można przedstawić graficznie za pomocą tzw. linii sił (linii pola). Są to linie, do których wektor \(E\) jest styczny w każdym punkcie. Linie sił zaczynają się zawsze na ładunkach dodatnich, a kończą na ładunkach ujemnych. Podobnie jak natężenie pola elektrycznego, również potencjał elektryczny można przedstawić graficznie. W tym celu rysujemy powierzchnie lub linie ekwipotencjalne, które przedstawiają w przestrzeni zbiory punktów o jednakowym potencjale. Program pozwala wyznaczyć linie sił pola elektrycznego i rozkład potencjału pochodzący od zadanego statycznego rozkładu ładunków. W programie można wybrać jeden z proponowanych układów ładunków (np. dipol) lub utworzyć własny układ ładunków. Maksymalnie można umieścić na wykresie 12 ładunków. Wybierając opcję „Auto" można automatycznie wygenerować rozkład linii lub wprowadzać pojedyncze linie, klikając w wybranych punktach na wykresie po uprzednim zaznaczeniu opcji \(F(r)\). Podobnie można automatycznie wygenerować rozkład potencjału, wybierając opcję \(V(r)\). Opcja „Auto" pozwala wygenerować automatycznie linie stałego potencjału, a opcja \(V = const\). umożliwia tworzenie takich linii w wybranych punktach na wykresie. Składowe pola elektrycznego, wartość potencjału w danym punkcie oraz współrzędne są wyświetlane w panelu „Parametry".

13. Tor ruchu ładunku w polu magnetycznym B

Program pozwala prześledzić tor, po jakim porusza się naładowana cząstka w polu magnetycznym, w zależności od wartości indukcji pola \(B\), wartości prędkości cząstki \(v\) oraz kąta, pod jakim cząstka wpada do pola \(\beta\). W programie można zmieniać również perspektywę (kąt widzenia toru) oraz obracać rysunek tak, aby lepiej zaobserwować tor ruchu cząstki.

14. Wizualizacja fali elektromagnetycznej

Animacja przedstawia spolaryzowaną liniowo falę elektromagnetyczną rozchodzącą się w kierunku \(y\) (Wektory pola elektrycznego są równoległe do osi \(z\), a wektory pola magnetycznego do osi \(x\)). W programie można zmieniać długość fali i amplitudę pól.

15. Obwód szeregowy RLC

Program pozwala śledzić przebiegi czasowe spadków napięć na poszczególnych elementach obwodu R, L, C oraz porównać je z napięciem zasilającym \(U(t)\) i prądem w obwodzie \(I(t)\) .Parametry układu: R, L, C oraz częstotliwość napięcia wymuszajacego f można zmieniać, w zadanym zakresie, za pomocą odpowiednich suwaków. W szczególności można tak dobrać częstotliwość f napięcia zasilania lub częstotliwość własną obwodu (zmieniając L i C) aby zaobserwować zjawisko rezonansu napięć.