H27: Magnetisme les 19 –
3/12
Vroeger: elektriciteit & magnetisme apart beschouwd
Per toeval: link tussen de 2 in dit HFDST: basiseig – hoe komen die samen?
27.1: Magneten en magnetische velden
Historiek: oorsprong china
Belangrijke toepassing: magnetische data-opslag (harde schijven)
- Vroeger: maar 20 MB (héél weinig)
- Nu: harde schijven -> reeks condensatoren
Zodat snellere toegang, sneller uitlezen
Op lange termijn: meest betrouwbare manier om bestanden lang en vertrouwd opslagen
Elke magneet:
- Zuidpool – noordpool
- Tegengestelde trekken aan gelijke stoten af
- Magnetische polen NOOIT afzonderlijk voorkomen = geen magnetische monopool (<-> elektr
lading)
27.2: Elektrische stromen produceren magnetische velden
Experiment van Oersted
Elektrische stroom door draad laten vloeien – toevallig kompasnaald in de buurt
Geen stroom: kompas naar N stroom door draad: heroriëntatie richting L op draad
> Elektrische stroom wekt magnetisch veld op
Magnetische veldvector: rakend aan veldlijnen
Grootte magneetveld ~ grootte stroom
Magnetisch veld van de aarde
Oorsprong: bewegende ladingen in vloeibare kernen vd aarde
Massa gesmolten materiaal: grote convectiestromen ladingen in beweging zetten
Elektrische stroom in midden aarde DUS magnetisch veld gegenereerd
! geografische N/Z pool ≠ magnetische N/Z pool
,27.3: Kracht op elektrische stroom in magnetisch veld
Elektrische stroom kracht op magneet
3e wet Newton: magneet kracht op stroom voerende draad
Experiment Oersted: Magneet aan batterij: draad ↑ / ↓ ALS stroom vloeit
Grootte afh oriëntatie geleider
> minder van belang
27.4: Kracht op een elektrische lading die in een magnetisch veld beweegt: Lorentzkracht
Lorentzkracht = 2e fundamentele wet
EM
Bewegende lading in magneetveld: richting ∆ MAAR niet de grootte
Proton in magnetisch veld
: magn veld UIT blad : magn veld IN blad
F staat L op v DUS a L op v uitsluitend centripetale versnelling: cirkelbaan
DIA 23-24!!
, Toepassing zelf kunnen uitleggen!
- Cyclotron (=deeltjesversneller) !!!
Idee = geladen deeltje versnellen door elekt veld: afbuiging in magneetveld om deeltje binnen
machine te houden
Hoge Ekin gebruiken in allerlei toepassingen
Werking:
2 metalen D dozen met opening: elektrisch veld horizontaal gelegen + magneetveld L op
elektrisch veld
Protonen versnelt in elektrisch veld: voelt magneetveld cirkelbeweging uitvoeren
> wisselt steeds van dozen DUS spiraalvormige beweging (omwisselbaar!)
Eigenlijke versnelling dankzij elektrische veld
Zie dia 25!!: lading versnellen naar volgende doos – elektrisch veld van richting verandert –
opnieuw versnellen in elektrisch veld => cirkelvormige baan
Tot straal baan zo groot als straal doos: deeltje naar buiten
E van zon deeltje: gigantisch
> toepassing bij kankertherapie: hadrontherapie: protonbundel uit cyclotron mikken op
tumor dia26-27
heel gericht werken: omliggend gezond weefsel niet aantasten
Replicatiemechanisme stopzetten: schade ah weefsel = Ekin protonen w afgegeven: DNA
strengen vernietigd
‘schrijven met dunne straal’: tumor beschrijven, zo vernietigen
maar 1 zon toestel in België want grote installatie: in gasthuisberg!!
Heel dikke muren rond behandelkamer: veel straling
onderzoek en ontwikkeling: deeltjesversnelling
protonen versnellen tot snelheid licht
> neveneffect:
ontstaan relativistische effecten: deeltje zelf zendt straling uit
Gecreëerde straling = X-stralen: gebruiken voor experimenten; diffractie-experimenten
Installatie Frankrijk: grote ring met versnelde deeltjes
Heel veel Xstralen: gebruiken in onderzoek
> structuur DNA ontrafelen
functioneren van DNA achterhalen => vooruitgang in medische wereld
DUS aanvankelijk storend effect NU mooi gebruikt in geneeskunde
Cyclotron in voedingsindustrie les
20 – 4/12
> kleinere cyclotron: fruit bestralen met protonenbundel
zodat bacteriën doden langer houdbaar
Toepassing
- snelheidsfilter
deeltjes eruit pikken die een welbepaalde snelheid hebben – rest buiten spel zetten
= combi magneetveld L elektrisch veld
DIA 30
Geen resulterende F als beide F elkaar compenseren
- meting stromingssnelheid bloed
gemiddelde stromingsv gekend
klem op vinger: kleine magneet inbegrepen DUS magneet veld over ader zetten
MAAR bloed: veel – en + deeltjes
> stroming door magn veld: LORENTZKRACHT
> scheiding ladingen: -↑ +↓
3/12
Vroeger: elektriciteit & magnetisme apart beschouwd
Per toeval: link tussen de 2 in dit HFDST: basiseig – hoe komen die samen?
27.1: Magneten en magnetische velden
Historiek: oorsprong china
Belangrijke toepassing: magnetische data-opslag (harde schijven)
- Vroeger: maar 20 MB (héél weinig)
- Nu: harde schijven -> reeks condensatoren
Zodat snellere toegang, sneller uitlezen
Op lange termijn: meest betrouwbare manier om bestanden lang en vertrouwd opslagen
Elke magneet:
- Zuidpool – noordpool
- Tegengestelde trekken aan gelijke stoten af
- Magnetische polen NOOIT afzonderlijk voorkomen = geen magnetische monopool (<-> elektr
lading)
27.2: Elektrische stromen produceren magnetische velden
Experiment van Oersted
Elektrische stroom door draad laten vloeien – toevallig kompasnaald in de buurt
Geen stroom: kompas naar N stroom door draad: heroriëntatie richting L op draad
> Elektrische stroom wekt magnetisch veld op
Magnetische veldvector: rakend aan veldlijnen
Grootte magneetveld ~ grootte stroom
Magnetisch veld van de aarde
Oorsprong: bewegende ladingen in vloeibare kernen vd aarde
Massa gesmolten materiaal: grote convectiestromen ladingen in beweging zetten
Elektrische stroom in midden aarde DUS magnetisch veld gegenereerd
! geografische N/Z pool ≠ magnetische N/Z pool
,27.3: Kracht op elektrische stroom in magnetisch veld
Elektrische stroom kracht op magneet
3e wet Newton: magneet kracht op stroom voerende draad
Experiment Oersted: Magneet aan batterij: draad ↑ / ↓ ALS stroom vloeit
Grootte afh oriëntatie geleider
> minder van belang
27.4: Kracht op een elektrische lading die in een magnetisch veld beweegt: Lorentzkracht
Lorentzkracht = 2e fundamentele wet
EM
Bewegende lading in magneetveld: richting ∆ MAAR niet de grootte
Proton in magnetisch veld
: magn veld UIT blad : magn veld IN blad
F staat L op v DUS a L op v uitsluitend centripetale versnelling: cirkelbaan
DIA 23-24!!
, Toepassing zelf kunnen uitleggen!
- Cyclotron (=deeltjesversneller) !!!
Idee = geladen deeltje versnellen door elekt veld: afbuiging in magneetveld om deeltje binnen
machine te houden
Hoge Ekin gebruiken in allerlei toepassingen
Werking:
2 metalen D dozen met opening: elektrisch veld horizontaal gelegen + magneetveld L op
elektrisch veld
Protonen versnelt in elektrisch veld: voelt magneetveld cirkelbeweging uitvoeren
> wisselt steeds van dozen DUS spiraalvormige beweging (omwisselbaar!)
Eigenlijke versnelling dankzij elektrische veld
Zie dia 25!!: lading versnellen naar volgende doos – elektrisch veld van richting verandert –
opnieuw versnellen in elektrisch veld => cirkelvormige baan
Tot straal baan zo groot als straal doos: deeltje naar buiten
E van zon deeltje: gigantisch
> toepassing bij kankertherapie: hadrontherapie: protonbundel uit cyclotron mikken op
tumor dia26-27
heel gericht werken: omliggend gezond weefsel niet aantasten
Replicatiemechanisme stopzetten: schade ah weefsel = Ekin protonen w afgegeven: DNA
strengen vernietigd
‘schrijven met dunne straal’: tumor beschrijven, zo vernietigen
maar 1 zon toestel in België want grote installatie: in gasthuisberg!!
Heel dikke muren rond behandelkamer: veel straling
onderzoek en ontwikkeling: deeltjesversnelling
protonen versnellen tot snelheid licht
> neveneffect:
ontstaan relativistische effecten: deeltje zelf zendt straling uit
Gecreëerde straling = X-stralen: gebruiken voor experimenten; diffractie-experimenten
Installatie Frankrijk: grote ring met versnelde deeltjes
Heel veel Xstralen: gebruiken in onderzoek
> structuur DNA ontrafelen
functioneren van DNA achterhalen => vooruitgang in medische wereld
DUS aanvankelijk storend effect NU mooi gebruikt in geneeskunde
Cyclotron in voedingsindustrie les
20 – 4/12
> kleinere cyclotron: fruit bestralen met protonenbundel
zodat bacteriën doden langer houdbaar
Toepassing
- snelheidsfilter
deeltjes eruit pikken die een welbepaalde snelheid hebben – rest buiten spel zetten
= combi magneetveld L elektrisch veld
DIA 30
Geen resulterende F als beide F elkaar compenseren
- meting stromingssnelheid bloed
gemiddelde stromingsv gekend
klem op vinger: kleine magneet inbegrepen DUS magneet veld over ader zetten
MAAR bloed: veel – en + deeltjes
> stroming door magn veld: LORENTZKRACHT
> scheiding ladingen: -↑ +↓
