Quantumfysica Quantumfysica

Elektriciteit en Magnetisme

Docenten

Hjalmar Mulders en Willem van de Water (TUD)

Inhoud

Elektromagnetisme is een prachtig onderwerp dat in de klassen 5 en 6 VWO uitgebreid aan de orde komt. Zo komen daar lading, stroom, velden en inductie voorbij. Bij deze cursus hebben we gekozen voor ”University Physics”van Young en Freedman, een boek dat heel dicht bij de stof op school staat. Veel opgaven uit het boek kunnen zo in de klas gebruikt worden. Bijzonder bij elektromagnetisme is de waanzinnige effectiviteit van de wiskundige beschrijving. De vergelijkingen van Maxwell, waarmee deze cursus eindigt, maken al het voorafgaande overbodig. Gaandeweg frissen we het rekenen met vectorvelden op, zodat iedere deelnemer deze effectiviteit kan ervaren. De wiskunde opfriscursus wordt steeds voorafgaande aan het college gegeven.

Leerdoelen

  • Zien hoe het flux concept werkt, zowel voor electriciteit als magnetisme.
    Kunnen uitrekenen (door integreren) van elektrisch veld en potentiaal voor eenvoudige ladingsverdelingen.
  • Begrijpen dat de wet van Coulomb hetzelfde is als Gauss met elektrische flux.
  • Kunnen uitrekenen (door integreren) van magnetisch veld met de wet van Biot-Savart, die weer bevat is in de wet van Ampere.
  • Inductie vooral conceptueel kunnen toepassen, wet van Lenz.
  • Spanningen en stromen in schakelingen met weerstanden kunnen uitrekenen, en hetzelfde, met behulp van complexe getallen, in schakelingen met condensatoren.
  • Elektrische en magnetise velden in materialen: polarisatie en magnetisatie.
  • Kunnen lezen van de Maxwell vergelijkingen, toepassen op eenvoudige situaties, zoals magnetronoven en antennes.
  • Optica: afbeeldingen en eigenschappen van (samengestelde) lenzen met behulp van matrices.

Onderwijsmaterialen

  1. University Physics Young en Freedman, Hoofdstukken 21-34. Online leeromgeving Mastering Physics.
  2. Readers Complexe stromen en Matrix optica

Tentaminering

  1. Schriftelijk tentamen
  2. Net als bij de Quantumcursus nodigen we de deelnemers uit om een onderwerp naar keuze te behandelen. We dragen spannende thema’s aan, zoals “Optisch pincet”, of “Supergeleiding”. De beoordeling van die bijdrage kan voor maximaal 30% ingezet worden bij het eindresultaat. De bijdrage is individueel, een essay waar de vragen uit de opdracht beantwoord worden. Na inleveren van het essay is er een eenmalige
    feedback.
  3. Huiswerkopgaven gemaakt in “Mastering Physics” geven een bonus van maximaal 1 punt.
Logo nat4all_sidebar
Meteen inschrijven?
Werken in het voortgezet onderwijs?
Sidebar Nat_001