6-Ε-080 Φυσική. Θεωρία & Πρακτική - ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

¶ƒ√§√°√™ ∏ º˘ÛÈ΋ Â›Ó·È Ë ‚·ÛÈÎfiÙÂÚË ıÂÙÈ΋ ÂÈÛÙ‹ÌË Ô˘ ¤¯ÂÈ ˆ˜ ÛÙfi¯Ô ÙË ıÂÌÂÏ›ˆÛË Ù˘ ʇÛ˘ ÙˆÓ Ê·ÈÓÔ̤ӈÓ. ∏ ÛÔ˘‰·ÈfiÙËÙ¿ Ù˘ ηı›ÛÙ·Ù·È Ê·ÓÂÚ‹, ÂÍ·ÈÙ›·˜ ÙˆÓ ÌÂÁ¿ÏˆÓ ÂÈÙÒÛÂˆÓ Ô˘ ¤¯ÂÈ ÛÙËÓ Ù¯ÓÔÏÔÁÈ΋ ÚfiÔ‰Ô. √ ÚˆÙ·Ú¯ÈÎfi˜ ÛÎÔfi˜ ÙÔ˘ Ì·ı‹Ì·ÙÔ˜ Ù˘ º˘ÛÈ΋˜ Â›Ó·È Ó· ‰ÒÛÂÈ ÛÙÔ ÛÔ˘‰·ÛÙ‹ ÙˆÓ ∆¯ÓÔÏÔÁÈÎÒÓ ∂Î·È‰Â˘ÙÈÎÒÓ π‰Ú˘Ì¿ÙˆÓ ÌÈ· ÂÓÔÔÈË̤ÓË ÂÈÎfiÓ· Ù˘ º˘ÛÈ΋˜ Î·È Ó· ÙÔÓ Î·Ù·ÛÙ‹ÛÂÈ ÂÚÈÛÛfiÙÂÚÔ ÈηÓfi Ó· ÂÊ·ÚÌfiÛÂÈ ÙȘ ıÂÌÂÏÈÒ‰ÂȘ ·Ú¯¤˜ Ù˘ ÛÙËÓ ∆¯ÓÔÏÔÁ›· Ô˘ ı· ÛÔ˘‰¿ÛÂÈ. °È· ÙÔ ÏfiÁÔ ·˘Ùfi οı ÎÂÊ¿Ï·ÈÔ ÂÚÈÏ·Ì‚¿ÓÂÈ ÙȘ ıÂÌÂÏÈÒ‰ÂȘ ·Ú¯¤˜ Ù˘ º˘ÛÈ΋˜, ÂÓÒ ·Ú¿ÏÏËÏ· ·Ó·‰ÂÈÎÓ‡ÔÓÙ·È ÂÈÚ·Ì·ÙÈο Î·È ÂÊ·ÚÌfi˙ÔÓÙ·È ÔÈ ıÂÌÂÏÈÒ‰ÂȘ ÓfiÌÔÈ Ù˘, ÒÛÙÂ Ô ÛÔ˘‰·ÛÙ‹˜ Ó· ·ÔÎÙ‹ÛÂÈ Ú·ÎÙÈΤ˜ ÈηÓfiÙËÙ˜. ∏ ‡ÏË ¤¯ÂÈ ÔÚÁ·Óˆı› Û ÂÓÓ¤· ÎÂÊ¿Ï·È·. ™ÙÔ 1Ô ÎÂÊ¿Ï·ÈÔ ÂÈÛ¿ÁÔÓÙ·È ÔÈ Ì·ıËÌ·ÙÈΤ˜ ¤ÓÓÔȘ Ô˘ ·ÔÙÂÏÔ‡Ó ‚·ÛÈÎfi ÙÚfiÔ Ê˘ÛÈ΋˜ ÛΤ„˘. ¢›ÓÔÓÙ·È, Â›Û˘, ÔÈ ÂÈÛ·ÁˆÁÈΤ˜ ¤ÓÓÔȘ ÁÈ· ÙËÓ ·Ó¿Ï˘ÛË ÙˆÓ ÂÈÚ·Ì·ÙÈÎÒÓ ÌÂÙÚ‹ÛÂˆÓ Î·È ÙËÓ ·Ó¿‰ÂÈÍË ÙˆÓ Ê˘ÛÈÎÒÓ ÓfïÓ, Ô˘ ‰È¤Ô˘Ó Ù· Ê·ÈÓfiÌÂÓ·, Ô˘ ·Ó··Ú¿ÁÔÓÙ·È Ì ÙÔ ›ڷ̷. ™ÙÔ 2Ô ÎÂÊ¿Ï·ÈÔ ıÂÌÂÏÈÒÓÔÓÙ·È Ù· ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈο Ù˘ ΛÓËÛ˘, Ô˘ Â›Ó·È ÌÈ· ·’ ÙȘ ÈÔ ‚·ÛÈΤ˜ ȉÈfiÙËÙ˜ Ù˘ ‡Ï˘. ∂Âȉ‹ fiÏ· Ù· Ê·ÈÓfiÌÂÓ· ÛÙË Ê‡ÛË Â›Ó·È ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· ·ÏÏËÏÂȉڿÛˆÓ, ÌÂÏÂÙ¿Ì ÙȘ ·ÏÏËÏÂȉڿÛÂȘ ¯ÚËÛÈÌÔÔÈÒÓÙ·˜ ‰›·. ™ÙÔ 3Ô ÎÂÊ¿Ï·ÈÔ ÌÂÏÂÙ¿Ì ΢ڛˆ˜ ÙË ‚·Ú˘ÙÈ΋ Î·È ÙËÓ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈ΋ ·ÏÏËÏÂ›‰Ú·ÛË, Ô˘ Â›Ó·È ˘‡ı˘Ó˜ ÁÈ· Ù· ÂÚÈÛÛfiÙÂÚ· ·fi Ù· Ì·ÎÚÔÛÎÔÈο Ê·ÈÓfiÌÂÓ· Ô˘ ·Ú·ÙËÚÔ‡ÌÂ. ∆Ô 4Ô ÎÂÊ¿Ï·ÈÔ Î·Ï‡ÙÂÈ ÙȘ ‰È¿ÊÔÚ˜ ÌÔÚʤ˜ ÂÓ¤ÚÁÂÈ·˜ Î·È ‰›ÓÂÙ·È È‰È·›ÙÂÚË ¤ÌÊ·ÛË ÛÙËÓ ·Ú¯‹ ‰È·Ù‹ÚËÛ˘ Ù˘ ÂÓ¤ÚÁÂÈ·˜, Ë ÔÔ›· ¤¯ÂÈ Î·Ù·ÛÙ› Ë ÂÚÈÛÛfiÙÂÚÔ ÂÓÔÔÈËÙÈ΋

¤ÓÓÔÈ· Ù˘ º˘ÛÈ΋˜. ™ÙÔ 5Ô ÎÂÊ¿Ï·ÈÔ ÌÂÏÂÙ¿Ì ÙȘ Û˘Ó¤ÂȘ ÙÔ˘ ÓfiÌÔ˘ ‰È·Ù‹ÚËÛ˘ Ù˘ ÔÚÌ‹˜ Î·È Ù˘ ÛÙÚÔÊÔÚÌ‹˜ ÛÙË ‰˘Ó·ÌÈ΋ Û˘ÌÂÚÈÊÔÚ¿ Ì˯·ÓÈÎÒÓ Û˘ÛÙËÌ¿ÙˆÓ. ¶·ÚÔ˘ÛÈ¿˙ÔÓÙ·È, Â›Û˘, ÔÈ ÛÙ·ÙÈΤ˜ Î·È ‰˘Ó·ÌÈΤ˜ ȉÈfiÙËÙ˜ Ù˘ ‡Ï˘. ∆Ô 6Ô ÎÂÊ¿Ï·ÈÔ ·Ó·Ê¤ÚÂÙ·È ÛÙ· Î˘Ì·ÙÈο Ê·ÈÓfiÌÂÓ· ˆ˜ ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· Ù˘ ¤ÓÓÔÈ·˜ ÙÔ˘ ‰›Ô˘ Î·È Î˘Ú›ˆ˜ ÛÙ· ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈο ·̷ٷ ˆ˜ ÙÔ Ê˘ÛÈÎfi ·ÔÙ¤ÏÂÛÌ· ÙˆÓ ÂÍÈÛÒÛÂˆÓ ÙÔ˘ Maxwell. ∂›Ó·È ÁÂÁÔÓfi˜ fiÙÈ Ë ·Ó¿Ù˘ÍË Ù˘ Û‡Á¯ÚÔÓ˘ Ù¯ÓÔÏÔÁ›·˜ ÔÊ›ÏÂÙ·È ÛÙËÓ ·ÏÌ·ÙÒ‰Ë ÚfiÔ‰Ô Ù˘ º˘ÛÈ΋˜ ÙˆÓ ËÌÈ·ÁˆÁÒÓ. ∏ ÚfiÔ‰Ô˜ ·˘Ù‹, fï˜, Â‹Ïı Ì ÙËÓ ·Ó¿Ù˘ÍË Ù˘ ∫‚·ÓÙÔÌ˯·ÓÈ΋˜. °È· ÙÔ ÏfiÁÔ ·˘Ùfi ‰›ÓÂÙ·È È‰È·›ÙÂÚË ¤ÌÊ·ÛË ÛÙ· ΂·ÓÙÈο Ê·ÈÓfiÌÂÓ·, Ô˘ ÂÚÈÁÚ¿ÊÔÓÙ·È ÛÙÔ 7Ô ÎÂÊ¿Ï·ÈÔ Ì ÙÂÏÈÎfi ÛÙfi¯Ô Ó· ‰Ôı› ÌÈ· ÈηÓÔÔÈËÙÈ΋ ÂÚÌËÓ›· Ù˘ ·ÁˆÁÈÌfiÙËÙ·˜ ÙˆÓ ÛÙÂÚÂÒÓ Î·È È‰È·›ÙÂÚ· ÙˆÓ ËÌÈ·ÁˆÁÈÎÒÓ ‰È·Ù¿ÍÂˆÓ ÛÙÔ 8Ô ÎÂÊ¿Ï·ÈÔ. ∆¤ÏÔ˜ ÙÔ 9Ô ÎÂÊ¿Ï·ÈÔ Î·Ï‡ÙÂÈ ÙÔ˘˜ ‚·ÛÈÎÔ‡˜ ˘ÚËÓÈÎÔ‡˜ ÌÂÙ·Û¯ËÌ·ÙÈÛÌÔ‡˜, ηıÒ˜ Î·È ÙȘ Ù¯ÓÈΤ˜ ηٷ̤ÙÚËÛ˘ ÙˆÓ ˘ÚËÓÈÎÒÓ ·ÎÙÈÓÔ‚ÔÏÈÒÓ. ™Â ÌÈ· ÚÔÛ¿ıÂÈ· Ó· ‚ÔËıËı› Ô ÛÔ˘‰·ÛÙ‹˜ ÛÙËÓ Î·Ù·ÓfiËÛË ÙˆÓ Ê˘ÛÈÎÒÓ ÓfiÌˆÓ Î·È ÙˆÓ ÂÊ·ÚÌÔÁÒÓ ÙÔ˘˜ ÛÙËÓ Ù¯ÓÔÏÔÁ›· οı ÎÂÊ¿Ï·ÈÔ ÂÚÈÏ·Ì‚¿ÓÂÈ ÈηÓfi ·ÚÈıÌfi ÂÊ·ÚÌÔÁÒÓ. ™ÙÔ Ù¤ÏÔ˜ οı ÎÂÊ·Ï·›Ô˘ ‰›ÓÂÙ·È ÌÈ· ·Ó·ÛÎfiËÛË ÙˆÓ ‚·ÛÈÎÒÓ ÂÓÓÔÈÒÓ Î·È ÓfiÌˆÓ ˘fi ÌÔÚÊ‹ ÂÚˆÙ‹ÛˆÓ. ™ÙË Û˘Ó¤¯ÂÈ· ·ÎÔÏÔ˘ıÔ‡Ó ÂÚˆÙ‹ÛÂȘ, ˘Ô‰ÂÈÁÌ·ÙÈο Ï˘Ì¤Ó· ÚÔ‚Ï‹Ì·Ù· Î·È ÂÈÚfiÛıÂÙ· ÚÔ‚Ï‹Ì·Ù· ÁÈ· χÛË. ∂˘ÂÏÈÛÙԇ̠fiÙÈ ÙÔ ·ÚfiÓ Û‡ÁÁÚ·ÌÌ· ı· Û˘Ì‚¿ÏÏÂÈ ÛÙËÓ ·ÚÙÈfiÙÂÚË ÂÎ·›‰Â˘ÛË ÙˆÓ ÛÔ˘‰·ÛÙÒÓ. ∂˘ÚfiÛ‰ÂÎÙ˜ ı· Â›Ó·È ÔÈ ÔÔÈÂÛ‰‹ÔÙ ‡ÛÙԯ˜ ·Ú·ÙËÚ‹ÛÂȘ ÁÈ· ÂÚ·ÈÙ¤Úˆ ‚ÂÏÙ›ˆÛË ÙÔ˘ ·ÚfiÓÙÔ˜.

∞¯ÈÏϤ·˜ ∑·¯·ÚÔ‡Ï˘ ∞Ó·ÏËÚˆÙ‹˜ ∫·ıËÁËÙ‹˜ ∆.∂.π. §¿ÚÈÛ·˜

¶∂ƒπ∂Ã√ª∂¡∞ ∫ÂÊ¿Ï·ÈÔ 1: ∂ÈÛ·ÁˆÁ‹ 1.1 ∆Ô ·ÓÙÈΛÌÂÓÔ Ù˘ º˘ÛÈ΋˜ 1.2 ¶ÂÈÚ·Ì·ÙÈ΋ ÌÂıÔ‰ÔÏÔÁ›· 1.3 ∞Ó¿Ï˘ÛË ÂÈÚ·Ì·ÙÈÎÒÓ ÌÂÙÚ‹ÛÂˆÓ 1.3.1 ª¤ÙÚËÛË Î·È ÂÈÚ·Ì·ÙÈÎfi ÛÊ¿ÏÌ· 1.3.2 ¶ÔÛÔÙÈ΋ ÂÎÙ›ÌËÛË ÙˆÓ Ù˘¯·›ˆÓ ÛÊ·ÏÌ¿ÙˆÓ 1.3.3 ∫·Ù·ÓÔÌ‹ ÙˆÓ ÌÂÙÚ‹ÛÂˆÓ 1.3.4 ™ËÌ·ÓÙÈο „ËÊ›· ÌÂÙÚ‹ÛÂˆÓ 1.3.5 ™¯ÂÙÈÎfi ÛÊ¿ÏÌ· 1.3.6 ªÂÙ¿‰ÔÛË ÛÊ·ÏÌ¿ÙˆÓ 1.3.7 ™Ê¿ÏÌ· ηٷ̤ÙÚËÛ˘ ˘ÚËÓÈÎÒÓ ∞ÎÙÈÓÔ‚ÔÏÈÒÓ 1.4 °Ú·ÊÈ΋ ·Ó¿Ï˘ÛË 1.4.1 ∏ ¯ÚËÛÈÌfiÙËÙ· Ù˘ ÁÚ·ÊÈ΋˜ ·Ú¿ÛÙ·Û˘ 1.4.2 ¶›Ó·Î˜ ÌÂÙÚ‹ÛÂˆÓ 1.4.3 ∆¯ÓÈ΋ Ù˘ ÁÚ·ÊÈ΋˜ ·Ú¿ÛÙ·Û˘ 1.4.4 ∂ÍÈÛÒÛÂȘ ηÌ˘ÏÒÓ 1.4.5 ∂‡ÚÂÛË Ù˘ ÎÏ›Û˘ Û ÛËÌÂ›Ô Î·Ì‡Ï˘ 1.4.6 ª¤ıÔ‰Ô˜ ÙˆÓ ÂÏ·¯›ÛÙˆÓ ÙÂÙÚ·ÁÒÓˆÓ 1.4.7 ∞Ó·ÁˆÁ‹ ÌË ÁÚ·ÌÌÈÎÒÓ Û¯¤ÛÂˆÓ Û ÁÚ·ÌÌÈ΋ ÌÔÚÊ‹ 1.5 ¢È·Ó˘ÛÌ·ÙÈο Ê˘ÛÈο ÌÂÁ¤ıË 1.5.1 ¶ÚfiÛıÂÛË ‰È·Ó˘ÛÌ¿ÙˆÓ 1.5.2 ∂ÛˆÙÂÚÈÎfi ÁÈÓfiÌÂÓÔ ‰È·Ó˘ÛÌ¿ÙˆÓ 1.5.3 ∂͈ÙÂÚÈÎfi ÁÈÓfiÌÂÓÔ ‰È·Ó˘ÛÌ¿ÙˆÓ

11 12 12 13 13 14 17 18 19 19 22 25 25 25 25 26 27 29 30 34 34 35 35

∫ÂÊ¿Ï·ÈÔ 2: ∫›ÓËÛË 2.1 ∫ÈÓËÌ·ÙÈ΋ ÙÔ˘ ÛˆÌ·Ù›Ô˘ 2.2 ∆Ô ‰È¿Ó˘ÛÌ· Ù˘ Ù·¯‡ÙËÙ·˜ 2.3 ∆Ô ‰È¿Ó˘ÛÌ· Ù˘ ÂÈÙ¿¯˘ÓÛ˘

41 42 42 43

∫ÂÊ¿Ï·ÈÔ 3: ¢˘Ó¿ÌÂȘ Î·È ¶Â‰›· 3.1 ¡fiÌÔÈ ÙÔ˘ ¡Â‡ÙˆÓ· 3.2 ∏ ʇÛË ÙˆÓ ‰˘Ó¿ÌÂˆÓ 3.3 ∏ ¤ÓÓÔÈ· ÙÔ˘ ‰›Ô˘ 3.4 ¶Â‰›Ô ‚·Ú‡ÙËÙ·˜ 3.5 ¢˘Ó¿ÌÂȘ ÙÚÈ‚‹˜ 3.6 ¢˘Ó¿ÌÂȘ ·‰Ú¿ÓÂÈ·˜ 3.7 ∏ÏÂÎÙÚÈÎfi ‰›Ô

55 56 57 58 59 66 68 69

3.7.1 ∫›ÓËÛË ÊÔÚÙÈṲ̂ÓÔ˘ ÛˆÌ·Ù›Ô˘ Û ÔÌÔÁÂÓ¤˜ ËÏÂÎÙÚÈÎfi ‰›Ô 3.8 ∏ÏÂÎÙÚÈÎfi Ú‡̷ 3.9 ª·ÁÓËÙÈÎfi ‰›Ô 3.9.1 ∫›ÓËÛË ÊÔÚÙÈṲ̂ÓÔ˘ ÛˆÌ·Ù›Ô˘ Û ÔÌÔÁÂÓ¤˜ Ì·ÁÓËÙÈÎfi ‰›Ô 3.9.2 ∆Ô Ê·ÈÓfiÌÂÓÔ Hall 3.9.3 ª·ÁÓËÙÈ΋ ‰‡Ó·ÌË Û ÚÂ˘Ì·ÙÔÊfiÚÔ ·ÁˆÁfi 3.10 ¶ËÁ¤˜ ÙÔ˘ Ì·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ 3.10.1 ¡fiÌÔ˜ ÙˆÓ Biot – Savart 3.10.2 ¡fiÌÔ˜ ÙÔ˘ Ampère 3.10.3 ¢‡Ó·ÌË ÌÂٷ͇ ÚÂ˘Ì¿ÙˆÓ ∫ÂÊ¿Ï·ÈÔ 4: ªÔÚʤ˜ ÂÓ¤ÚÁÂÈ·˜ 4.1 ∏ ¤ÓÓÔÈ· Ù˘ ÂÓ¤ÚÁÂÈ·˜ 4.1.1 ŒÚÁÔ ‰˘Ó¿Ìˆ˜ 4.1.2 ŒÚÁÔ Î·È ÎÈÓËÙÈ΋ ÂÓ¤ÚÁÂÈ· 41.3 πÛ¯‡˜ 4.1.4 ¢˘Ó·ÌÈ΋ ÂÓ¤ÚÁÂÈ· 4.1.5 ¡fiÌÔ˜ ‰È·Ù‹ÚËÛ˘ Ù˘ ÂÓ¤ÚÁÂÈ·˜ 4.1.6 ¢˘Ó·ÌÈ΋ ÂÓ¤ÚÁÂÈ· ÛÙÔ ‰›Ô ‚·Ú‡ÙËÙ·˜ 4.2 £ÂÚÌÈ΋ ÂÓ¤ÚÁÂÈ· 4.2.1 ∂ÓÂÚÁÂȷ΋ ηٿÛÙ·ÛË Û˘ÛÙ‹Ì·ÙÔ˜ 4.2.2 √ ÚÒÙÔ˜ ÓfiÌÔ˜ Ù˘ ıÂÚÌÔ‰˘Ó·ÌÈ΋˜ 4.2.3 ∂Ê·ÚÌÔÁ¤˜ ÙÔ˘ ÚÒÙÔ˘ ÓfiÌÔ˘ Ù˘ ıÂÚÌÔ‰˘Ó·ÌÈ΋˜ 4.2.4 √ ‰Â‡ÙÂÚÔ˜ ÓfiÌÔ˜ Ù˘ ıÂÚÌÔ‰˘Ó·ÌÈ΋˜ 4.3 ∏ÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈ΋ ÂÓ¤ÚÁÂÈ· 4.3.1 ∏ÏÂÎÙÚÈ΋ ‰˘Ó·ÌÈ΋ ÂÓ¤ÚÁÂÈ· 4.3.2 ∏ÏÂÎÙÚÈÎfi ‰˘Ó·ÌÈÎfi 4.3.3 ∂Ó¤ÚÁÂÈ· ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ‰›Ô˘ 4.3.4 ∂Ó¤ÚÁÂÈ· Û ËÏÂÎÙÚÈÎfi ·Îψ̷ 4.3.5 ™ÙÔȯ›· ËÏÂÎÙÚÈÎÒÓ Î˘ÎÏˆÌ¿ÙˆÓ 4.3.6 ∞Ó¿Ï˘ÛË ËÏÂÎÙÚÈÎÔ‡ ΢ÎÏÒÌ·ÙÔ˜ 4.3.7 ŸÚÁ·Ó· ËÏÂÎÙÚÈÎÒÓ Î˘ÎÏˆÌ¿ÙˆÓ 4.3.8 ¶·Ú·ÁˆÁ‹ ËÏÂÎÙÚÈ΋˜ ÂÓ¤ÚÁÂÈ·˜ 4.3.9 ∂Ó¤ÚÁÂÈ· ·ÔıËÎÂ˘Ì¤ÓË Û ̷ÁÓËÙÈÎfi ‰›Ô

72 76 79 80 83 85 90 90 93 97 117 118 118 119 121 121 122 124 125 125 126 127 131 134 134 135 138 139 140 142 145 163 167

8 ◆ ¶∂ƒπ∂Ã√ª∂¡∞

4.3.10 πÛ¯‡˜ Û ΢ÎÏÒÌ·Ù· ÂÓ·ÏÏ·ÛÛfiÌÂÓÔ˘ Ú‡̷ÙÔ˜ ∫ÂÊ¿Ï·ÈÔ 5: ¢˘Ó·ÌÈ΋ Ì˯·ÓÈÎÒÓ Û˘ÛÙËÌ¿ÙˆÓ 5.1 ∂ÈÛ·ÁˆÁ‹ 5.2 ∫¤ÓÙÚÔ Ì¿˙·˜ 5.3 ¡fiÌÔ˜ ‰È·Ù‹ÚËÛ˘ Ù˘ ÔÚÌ‹˜ 5.4 ∫ÚÔ‡ÛÂȘ 5.5 ¡fiÌÔ˜ ‰È·Ù‹ÚËÛ˘ Ù˘ ÛÙÚÔÊÔÚÌ‹˜ 5.6 ™ÙÚÔÊÔÚÌ‹ ÂÚÈÛÙÚÂÊfiÌÂÓÔ˘ ÛÒÌ·ÙÔ˜ 5.7 ÀÔÏÔÁÈÛÌfi˜ Ù˘ ÚÔ‹˜ ·‰Ú¿ÓÂÈ·˜ 5.8 πÛÔÚÚÔ›· ÛÙÂÚÂÔ‡ ÛÒÌ·ÙÔ˜ 5.9 ªË¯·ÓÈΤ˜ ȉÈfiÙËÙ˜ Ù˘ ‡Ï˘ 5.9.1 √È ÙÚÂȘ ηٷÛÙ¿ÛÂȘ Ù˘ ‡Ï˘ 5.9.2 ∂Ï·ÛÙÈΤ˜ ȉÈfiÙËÙ˜ ÙˆÓ ˘ÏÈÎÒÓ 5.9.3 ™Ù·ÙÈ΋ ÙˆÓ Ú¢ÛÙÒÓ 5.9.4 ¢˘Ó·ÌÈ΋ ÙˆÓ Ú¢ÛÙÒÓ ∫ÂÊ¿Ï·ÈÔ 6: ∫‡Ì·Ù· 6.1 ∞Ï‹ ·ÚÌÔÓÈ΋ Ù·Ï¿ÓÙˆÛË 6.2 ∂χıÂÚ˜ Ù·Ï·ÓÙÒÛÂȘ ·ÏÒÓ Û˘ÛÙËÌ¿ÙˆÓ 6.2.1 ™ÒÌ· ÚÔÛ·ÚÙË̤ÓÔ Û ÂÏ·Ù‹ÚÈÔ 6.2.2 ∞Ïfi ÂÎÎÚÂ̤˜ 6.2.3 ∫‡Îψ̷ LC 6.3 ∂Í·Ó·ÁηṲ̂Ó˜ Ù·Ï·ÓÙÒÛÂȘ 6.3.1 ∞fiÛ‚ÂÛË ÂχıÂÚˆÓ Ù·Ï·ÓÙÒÛÂˆÓ 6.3.2 ∆·Ï·ÓÙÒÛÂȘ Ì ·ÚÌÔÓÈ΋ ‰È¤ÁÂÚÛË 6.4 √‰Â‡ÔÓÙ· ·̷ٷ 6.4.1 ÷ڷÎÙËÚÈÛÙÈο ·ÚÌÔÓÈÎÒÓ Î˘Ì¿ÙˆÓ 6.4.2 ¢È¿‰ÔÛË ÂÓ¤ÚÁÂÈ·˜ ÛÙËÓ Î˘Ì·ÙÈ΋ ΛÓËÛË 6.5 ∂·ÏÏËÏ›· Î·È Û˘Ì‚ÔÏ‹ Î˘Ì¿ÙˆÓ 6.6 ∏ÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈο ·̷ٷ 6.6.1 £ÂˆÚ›· ÙˆÓ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÒÓ Î˘Ì¿ÙˆÓ 6.6.2 ∞ÚÌÔÓÈο ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈο ·̷ٷ 6.6.3 ∂Ó¤ÚÁÂÈ· ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÒÓ Î˘Ì¿ÙˆÓ 6.6.4. √ÚÌ‹ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÔ‡ ·̷ÙÔ˜ 6.6.5 ¶ËÁ¤˜ ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎÒÓ Î˘Ì¿ÙˆÓ 6.6.6 ∆Ô ËÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈÎfi Ê¿ÛÌ· 6.7 ∫‡Ì·Ù· ʈÙfi˜

168

201 202 202 203 204 210 211 212 217 222 222 223 225 229 243 244 245 246 252 254 256 256 257 264

6.7.1 ∞Ú¯‹ ÙÔ˘ Huygens 6.7.2 ∞Ó¿ÎÏ·ÛË 6.7.3 ¢È¿ıÏ·ÛË ∫ÂÊ¿Ï·ÈÔ 7: ∫‚·ÓÙÔÌ˯·ÓÈ΋ 7.1 ∏ Á¤ÓÂÛË Ù˘ ΂·ÓÙÈ΋˜ ıˆڛ·˜ 7.1.1 ∞ÎÙÈÓÔ‚ÔÏ›· ÌÂÏ·Ófi˜ ÛÒÌ·ÙÔ˜ 7.1.2 ºˆÙÔËÏÂÎÙÚÈÎfi Ê·ÈÓfiÌÂÓÔ 7.1.3 ∞ÎÙ›Ó˜ à 7.1.4 ∆Ô Ê·ÈÓfiÌÂÓÔ Compton 7.2 ¶ÚfiÙ˘· ÙÔ˘ ·ÙfiÌÔ˘ 7.2.1 ¶ÚfiÙ˘Ô ÙÔ˘ ·ÙfiÌÔ˘ ηٿ Rutherford 7.2.2 ¶ÚfiÙ˘Ô ÙÔ˘ ·ÙfiÌÔ˘ ηٿ Bohr 7.2.3 TÔ ›ڷ̷ ÙˆÓ Franck-Hertz 7.3 Laser 7.3.1 ¶Èı·ÓfiÙËÙ˜ ÌÂÙ·ÙÒÛÂˆÓ Î·È ·ÓÙÈÛÙÚÔÊ‹ ÏËı˘ÛÌÒÓ 7.3.2 Laser ◊ÏÈÔ˘ – ¡¤Ô˘ (He – Ne) 7.3.3 ∆¯ÓÔÏÔÁÈΤ˜ ÂÊ·ÚÌÔÁ¤˜ ÙˆÓ Laser 7.4 ∫‡Ì·Ù· Î·È ÛˆÌ·Ù›‰È· 7.4.1 £ÂˆÚ›· ÙÔ˘ De Broglie 7.4.2 ∫˘Ì·ÙÔÛ˘Ó¿ÚÙËÛË ÛˆÌ·Ùȉ›Ô˘ 7.4.3 ∞Ú¯‹ Ù˘ ·ÚÔÛ‰ÈÔÚÈÛÙ›·˜ ÙÔ˘ Heisenberg 7.5 £ÂˆÚ›· ÙÔ˘ Schrödinger Ù˘ ΂·ÓÙÔÌ˯·ÓÈ΋˜ 7.5.1 ∫˘Ì·ÙÈ΋ Â͛ۈÛË ÙÔ˘ Schrödinger 7.5.2 ¶ÚfiÙ˘Ô ·ÙfiÌÔ˘ ÂÓfi˜ ËÏÂÎÙÚÔÓ›Ô˘ 7.5.3 ∆Ô ¿ÙÔÌÔ ÙÔ˘ ˘‰ÚÔÁfiÓÔ˘ 7.6 Spin ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÔÓ›Ô˘ 7.7 ∏ÏÂÎÙÚÔÓÈ΋ ‰ÔÌ‹ ÙˆÓ ÛÙÔȯ›ˆÓ

280 280 281 299 300 300 301 304 305 307 307 308 313 314 315 317 317 318 318 320 320 322 322 323 325 329 330

264 266 266 269 270 274 275 277 277 278 279

∫ÂÊ¿Ï·ÈÔ 8: ∞ÁˆÁÈÌfiÙËÙ· ÛÙÂÚÂÒÓ 8.1 ∂ÈÛ·ÁˆÁ‹ 8.2 ∫‚·ÓÙÈÎfi ÚfiÙ˘Ô ÂχıÂÚÔ˘ ËÏÂÎÙÚÔÓ›Ô˘ 8.3 ∫·Ù·ÓÔÌ‹ Fermi – Dirac 8.4 ∏ÏÂÎÙÚÈ΋ ·ÁˆÁÈÌfiÙËÙ· 8.4.1 ∫Ï·ÛÛÈ΋ ÚÔÛ¤ÁÁÈÛË 8.4.2 ∫‚·ÓÙÈ΋ ÚÔÛ¤ÁÁÈÛË 8.5 ∂ÓÂÚÁÂȷΤ˜ ˙ÒÓ˜ ÛÙÂÚÂÒÓ 8.6 ∞ÁˆÁÔ›, ÌÔÓˆÙ¤˜ Î·È ËÌÈ·ÁˆÁÔ› 8.7 ∂Ó‰ÔÁÂÓ›˜ ËÌÈ·ÁˆÁÔ› 8.8 ∏ÌÈ·ÁˆÁÔ› ÚÔÛÌ›ÍÂˆÓ 8.9 ∏ Â·Ê‹ p-n 8.10 ºˆÙÔ‚ÔÏÙ·˚Îfi Ê·ÈÓfiÌÂÓÔ 8.11 ¢›Ô‰ÔÈ ÂÎÔÌ‹˜ ʈÙfi˜ (LED)

343 344 344 346 348 348 350 352 355 358 361 363 371 372

¶∂ƒπ∂Ã√ª∂¡∞ ◆ 9

8.12 Laser Â·Ê‹˜ p-n 8.13 ÀÂÚ·ÁˆÁÈÌfiÙËÙ·

373 374

∫ÂÊ¿Ï·ÈÔ 9: √ ·ÙÔÌÈÎfi˜ ˘Ú‹Ó·˜ 9.1 ™˘ÁÎÚfiÙËÛË ÙÔ˘ ˘Ú‹Ó· 9.2 ¶˘ÚËÓÈ΋ ‰‡Ó·ÌË 9.3 ¶˘ÚËÓÈ΋ Ì¿˙· – ∂Ó¤ÚÁÂÈ· Û˘Ó‰¤Ûˆ˜ 9.4 ƒ·‰ÈÂÓÂÚÁfi˜ ‰È¿Û·ÛË 9.4.1 ¡fiÌÔ˜ Ú·‰ÈÂÓÂÚÁÔ‡ ‰È·Û¿Ûˆ˜ 9.4.2 ¢È¿Û·ÛË ¿ÏÊ· 9.4.3 ¢È¿Û·ÛË ‚‹Ù· 9.4.4 ¢È¿Û·ÛË Á¿ÌÌ· 9.5 ∞Ó›¯Ó¢ÛË ˘ÚËÓÈÎÒÓ ·ÎÙÈÓÔ‚ÔÏÈÒÓ 9.5.1 ∞·ÚÈıÌËÙ‹˜ Geiger – Müller

387 388 389 390 391 392 395 396 397 398 398

9.5.2 ∞·ÚÈıÌËÙ‹˜ ÛÈÓıËÚÈÛÌÒÓ 9.5.3 ∏ÌÈ·ÁˆÁÈÎÔ› ·ÓȯÓÂ˘Ù¤˜ 9.6 ¶˘ÚËÓÈ΋ ÂÓ¤ÚÁÂÈ· 9.7 ƒ·‰ÈÂÓÂÚÁfi˜ ¤ÎıÂÛË Î·È ‰fiÛË ¶·Ú¿ÚÙËÌ· ∞’: ªÔÓ¿‰Â˜ ÛÙÔ ‰ÈÂıÓ¤˜ Û‡ÛÙËÌ· ( S I ) ¶·Ú¿ÚÙËÌ· µ’: º˘ÛÈο ÌÂÁ¤ıË – ™‡Ì‚ÔÏ· Î·È ÌÔÓ¿‰Â˜ ÛÙÔ SI ¶·Ú¿ÚÙËÌ· °’: º˘ÛÈΤ˜ ÛÙ·ıÂÚ¤˜ ¶·Ú¿ÚÙËÌ· ¢’: ª·ıËÌ·ÙÈΤ˜ Û¯¤ÛÂȘ µÈ‚ÏÈÔÁÚ·Ê›· ∞ÏÊ·‚ËÙÈÎfi ¢ÚÂÙ‹ÚÈÔ

404 411 417 419

442 445 447 449 453 455

∂Àƒ∂∆∏ƒπ√ ¶∂πƒ∞ª∞∆ø¡ ¶∂πƒ∞ª∞ 2-1. ªÔÓԉȿÛÙ·ÙË Î›ÓËÛË

45

¶∂πƒ∞ª∞ 4-7. ª¤ÙÚËÛË ıÂÚÌÔÎÚ·Û›·˜ Ì ÙË ‚Ô‹ıÂÈ· ıÂÚÌÔÛÙÔÈ¯Â›Ô˘ 158

¶∂πƒ∞ª∞ 3-1. ª¤ÙÚËÛË Ù˘ ¤ÓÙ·Û˘ ÙÔ˘ ‰›Ô˘ ‚·Ú‡ÙËÙ·˜

62

¶∂πƒ∞ª∞ 4-8. ¡fiÌÔ˜ ÙÔ˘ Joule

160

¶∂πƒ∞ª∞ 3-2. ¢‡Ó·ÌË Î·È ÂÈÙ¿¯˘ÓÛË (¢Â‡ÙÂÚÔ˜ ÓfiÌÔ˜ ÙÔ˘ ¡Â‡ÙˆÓ·)

¶∂πƒ∞ª∞ 4-9. ∏ÏÂÎÙÚÔÓÈÎfi˜ ·ÏÌÔÁÚ¿ÊÔ˜ 169 64

¶∂πƒ∞ª∞ 4-10. ∏ÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈ΋ Â·ÁˆÁ‹ 176

¶∂πƒ∞ª∞ 3-3. ¶Â›Ú·Ì· ÙÔ˘ Millikan

73

¶∂πƒ∞ª∞ 5-1. ¢È·Ù‹ÚËÛË Ù˘ ÔÚÌ‹˜

¶∂πƒ∞ª∞ 3-4. ª¤ÙÚËÛË ÙÔ˘ ÂȉÈÎÔ‡ ÊÔÚÙ›Ô˘ 87 ÙÔ˘ ËÏÂÎÙÚÔÓ›Ô˘ (e/m) ¶∂πƒ∞ª∞ 4-1. ¡fiÌÔ˜ ÙÔ˘ Boyle

129

¶∂πƒ∞ª∞ 4-2. ª¤ÙÚËÛË ÂȉÈ΋˜ ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘ 147 ¶∂πƒ∞ª∞ 4-3. ª¤ÙÚËÛË ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘ Ì ·ÌÂÚfiÌÂÙÚÔ Î·È ‚ÔÏÙfiÌÂÙÚÔ149 ¶∂πƒ∞ª∞ 4-4. ª¤ÙÚËÛË ·ÓÙ›ÛÙ·Û˘ Ì ÙË Á¤Ê˘Ú· Wheatstone

207

¶∂πƒ∞ª∞ 5-2. ª¤ÙÚËÛË ÚÔ‹˜ ·‰Ú¿ÓÂÈ·˜ 215 ¶∂πƒ∞ª∞ 5-3. πÛÔÚÚÔ›· ‰˘Ó¿ÌÂˆÓ Î·È ÚÔÒÓ

220

¶∂πƒ∞ª∞ 5-4. ª¤ÙÚËÛË ˘ÎÓfiÙËÙ·˜ ÛÙÂÚÂÔ‡ ÛÒÌ·ÙÔ˜ 227 ¶∂πƒ∞ª∞ 6-1. ∞ÚÌÔÓÈÎfi˜ Ù·Ï·Óوً˜

247

¶∂πƒ∞ª∞ 6-2. ¶ÂÚ›Ô‰Ô˜ ·ÏÔ‡ ÂÎÎÚÂÌÔ‡˜ 253 151

¶∂πƒ∞ª∞ 4-5. ª¤ÙÚËÛË ıÂÚÌÈÎÔ‡ Û˘ÓÙÂÏÂÛÙ‹ ·ÓÙÈÛÙ¿Ûˆ˜ 153 ¶∂πƒ∞ª∞ 4-6. ª¤ÙÚËÛË ¯·Ú·ÎÙËÚÈÛÙÈÎÒÓ ËÏÂÎÙÚÈ΋˜ ËÁ‹˜ 155

¶∂πƒ∞ª∞ 6-3. ∏ÏÂÎÙÚÔÌ·ÁÓËÙÈΤ˜ Ù·Ï·ÓÙÒÛÂȘ

258

¶∂πƒ∞ª∞ 7-1. √ÙÈ΋ Ê·ÛÌ·ÙÔÛÎÔ›·

310

¶∂πƒ∞ª∞ 8-1. ÷ڷÎÙËÚÈÛÙÈο ‰Èfi‰Ô˘ Â·Ê‹˜ p-n

367

10 ◆ ¶∂ƒπ∂Ã√ª∂¡∞

¶∂πƒ∞ª∞ 9-1. ÷ڷÎÙËÚÈÛÙÈο ÛÙÔȯ›· ··ÚÈıÌËÙ‹ Geiger – Müller 400

¶∂πƒ∞ª∞ 9-5. º·ÛÌ·ÙÔÛÎÔ›· ·ÎÙ›ÓˆÓ Á Ì ·ÓȯÓÂ˘Ù‹ Ge

¶∂πƒ∞ª∞ 9-2. ª¤ÙÚËÛË ÓÂÎÚÔ‡ ¯ÚfiÓÔ˘ ··ÚÈıÌËÙ‹ Geiger – Müller 401

¶∂πƒ∞ª∞ 9-6. ∫·Ù·Ì¤ÙÚËÛË ÙÔ˘ ÂÛˆÙÂÚÈÎÔ‡ Ú·‰ÔÓ›Ô˘ (Rn-222) 421

¶∂πƒ∞ª∞ 9-3. ∞ÔÚÚfiÊËÛË ÙˆÓ ·ÎÙ›ÓˆÓ Á 403

¶∂πƒ∞ª∞ 9-7. ŒÓÙ·ÛË Ù˘ ·ÎÙÈÓÔ‚ÔÏ›·˜ Á 425

¶∂πƒ∞ª∞ 9-4. º·ÛÌ·ÙÔÛÎÔ›· ·ÎÙ›ÓˆÓ Á Ì ·ÓȯÓÂ˘Ù‹ ÛÈÓıËÚÈÛÌÒÓ 405

¶∂πƒ∞ª∞ 9-8. ª¤ÙÚËÛË ÙÔ˘ ¯ÚfiÓÔ˘ ËÌÈ˙ˆ‹˜ ÙÔ˘ ıÔÚÔÓ›Ô˘ (Rn-220) 428

411