קורס מדיהפיסיקה 2ב - 2023ב
על הקורס - כללי
יחידות הוראה
הרצאות
כדי להפיק את המיטב מההרצאות אנו ממליצים לקרוא לפני ההרצאה את הרשימות המתאימות, ולהכיר באופן בסיסי את המושגים והרעיונות המרכזיים. מדובר ברעיונות מורכבים שלא תמיד מובנים בפעם ראשונה שנתקלים בהם. הקריאה המקדימה לצד ההשתתפות בשיעור תסייע לכם להבין יותר את החומר שנלמד במהלך ההרצאה.
סטודנטים שלא יעשו זאת יתקשו מאוד לעקוב בהרצאות מכיוון שבהרצאה נניח שכבר ראיתם את ההגדרות השונות. לא נניח שהבנתם אותן.
ההרצאות יתמקדו בחומר התאורטי/קונצפטואלי ויכללו אלמנטים פעילים של שאלת שאלות הבנה. שאלות דומות תופענה במבחן הסופי.
במידה ולאורך הסמסטר הנוכחות בהרצאות תיפול מתחת ל-50%, בהתייעצות עם הגורמים המתאימים באוניברסיטה, נשקול לנתב מחדש את משאבי ההוראה בקורס.שבוע 1 - המטען החשמלי וחוק קולון
שבוע 2 - השדה החשמלי
שבוע 3 - חוק גאוס
שבוע 4 - פוטנציאל ואנרגיה פוטנציאלית חשמליים
שבוע 5 - שדה חשמלי בחומרים, קיבול וקבלים
שבוע 6 - זרם, התנגדות ומוליכות
שבוע 7 - מעגלים חשמליים עם נגדים וקבלים
שבוע 8 - תנועת מטענים וזרמים בשדה מגנטי
שבוע 9 - שדה מגנטי כתוצאה מזרמים
שבוע 10 - השראות אלקטרומגנטית
שבוע 11 - שדות מגנטיים בחומר, משרנים והשראות עצמית
שבוע 12 - תנודות אלקטרומגנטיות, משוואות מקסוול וגלים אלקרטרומגנטיים
סדנאות
שימו לב שהסדנאות מגיעות בשבוע עיכוב מבחינת החומר יחסית להרצאות.
הדבר נעשה בכוונה, על-מנת (א) ליצור סנכרון בין כול קבוצות הסדנא (ב) על-מנת לתת/להזכיר לכם את הכלים המתמטיים הנדרשיםחשוב מאוד. הקורס דורש שליטה טכנית טובה בתכנים מתמטיים מתקדמים.
כדאי מאוד לעבור על החומר שלמדתם בקורסי הקדם לפני תחילת הסמסטר. אתם גם יכולים להיעזר בקורסים הבאים:שבוע 1 - מבוא מתמטי והתפלגויות מטען
שבוע 2 - חוק קולון
שבוע 3 - שדה חשמלי ודיפול חשמלי
שבוע 4 - שטף חשמלי וחוק גאוס
שבוע 5 - פוטנציאל חשמלי ואנרגיה פוטנציאלית חשמלית
שבוע 6 - שדה חשמלי בחומר, קיבול וקבלים
שבוע 7 - זרם חשמלי, צפיפות זרם, התנגדות ומוליכות
שבוע 8 - מעגלים חשמליים עם נגדים וקבלים
שבוע 9 - תנועת מטענים וזרמים בשדה מגנטי
שבוע 10 - שדות מגנטיים כתוצאה מזרם, חוק ביו-סבר וחוק אמפר
שבוע 11 - השראות אלקטרומגנטית
שבוע 12 - שדה מגנטי בחומר, השראות עצמית ומשרנים
תירגול עצמי
איך מדפיסים?
- הקלק על "המשך בצפייה המוקדמת האחרונה"
- תגיע/י לדף בוא רואים את כול השאלות
- תלחצו על
Ctrl+P - ביחרו את העמודים הרלוונטיים
- הדפיסו לקובץ PDF או למדפסת
חומרים לבחינות ותרגול נוסף
פרטי קשר
סגל הקורס
שם תפקיד דואר אלקטרוני נושאים לפניות בדוא"ל פרופ. יורי ליוברסקי מרצה אחראי lyub@bgu.ac.il אין לפנות למרצה באימייל פרופ. דגנית מידן מרצה dganit@bgu.ac.il אין לפנות למרצה באימייל גב' אושר שובל מתרגלת אחראית oshersho@post.bgu.ac.il קבוצות 11,22: פניות אישיות: מילואים, אירועים במשפחה, מחלות וכו' גב' תמר שמחון מתרגלת simhot@post.bgu.ac.il קבוצה 12: פניות אישיות: מילואים, אירועים במשפחה, מחלות וכו' גב׳ דביר כהן מתרגלת cdvir@post.bgu.ac.il קבוצה 21: פניות אישיות: מילואים, אירועים במשפחה, מחלות וכו' ועד הקורס
שם מחלקה דואר אלקטרוני
נושאי הקורס וספרי לימוד
(*) - הפרקים עוקבים אחרי הספר "Fundamentals of Physics"שבוע פרק (*) נושא קונצפטים טכניקות 1 21 מטען חשמלי, חוק קולון - שני סוגי מטענים
- מטען מקוונטת
- מטען נשמר
- מבודדים ומוליכים
- טעינת מוליכים
- חוק קולון
- עקרון הסופרפוזיציה
- עבודה עם וקטורים
- קואורדינטות: קרטזיות, גליליות וספריות
- אלמנט אורך, שטח ונפח בקואורדינטות השונות
- חישובי אורך ושטח בקואורדינטות שונות
- צפיפות מטען אורכית, משטחית ונפחית
- זיהוי סימטריה של הבעייה ושיוך למערכת קואורדינטות מתאימה
- חישוב סה"כ המטען של גופים
2 22 שדה חשמלי - שדה חשמלי
- קווי שדה חשמלי
- פילוגי מטען רציפים: צפיפות אורכית, משטחית ונפחית
- דיפול חשמלי
- מומנט סיבוב של דיפול חשמלי
- אינטגרל על וקטורים, פירוק לרכיבים
- זיהוי סמטרייה בחישובי שדה חשמלי
- זיהוי של אפשרויות שימוש בעקרון הסופרפוזיציה
- חישוב שדה חשמלי של פילוגי מטען: אורכי, שטחי , נפחי
3 23 שטף חשמלי וחוק גאוס - שטף חשמלי
- מעטפה גאוסית
- מטען מחוץ למעטפה גאוסית
- מטען בתוך מעטפה גאוסית = חוק גאוס
- קשר בין חוק גאוס לחוק קולון
- זיהוי סימטריות ומתכונים לבחירת מעטפה גאוסית
- מתכונים לבחירת מטפות גאוסיות נוחות (סימטריה, מאונך/מקביל לשדה החשמלי)
- חישוב שטף כללי ע"י פירוק מעטפה גאוסית לחלקים
- חישוב אינטגרל שיטחי
- חישוב שדה חשמלי באמצעות חוק גאוס: משטח, גליל, ספרה עם צפיפות מטען קבועה ומשתנה
4 24 הפוטנציאל החשמלי - כוח/שדה משמר
- עבודה של שדה חשמלי
- פוטנציאל חשמלי
- משטחים שווי פוטנציאל ויחס לשדה חשמלי
- קשר בין שדה חשמלי לפוטנציאל חשמלי
- פוטנציאל של פילוגי מטען רציפים
- אנרגיה פוטנציאלית בשדה חיצוני
- אנרגיה פוטנציאלית של הרכבת פילוג מטען (אנרגיה אגורה)
- חישובים באמצעות שימור אנרגיה
- חישוב עבודה חשמלית - אינטגל מסלולי
- חישובי פוטנציאל חשמלי של התפגות מטען רציפה
- גרדיאנט וחישוב שדה חשמלי מהפוטנציאל
- חישובי אנרגיה פוטנציאלית חשמלית
- שימוש בעקרון הסופרפוזיציה לפתרון בעיות מוליכים
5 25 שדה חשמלי בחומר
קיבול וקבלים- שדה ופונציאל חשמלי בתוך ומחוץ למוליכים
- הארקה
- שדה חשמלי בתוך חומר דיאלקטרי
- חוק גאוס בנוכחות חומר דיאלקטרי
- קיבול וקבל
- קיבול אפקטיבי: קבלים בטור ובמקביל
- אנרגיה חשמלית אגורה בקבל וצפיפות אנרגיה חשמלית
- פתרון בעיות עם מוליכים, כולל להארקה
- חישוב של הקיבול של זוגות מוליכים ושל מוליך בודד
- חישוב קבל אפקטיבי: חיבורים בטור ובמקביל
- חישוב עבודה לטעינת קבל
- חישוב קיבול בנוכחות חומר דיאלקטרי
- שימוש בשיקולי אנרגיה למצאית כוח הפועל על החומר הדיאלקטרי בין לוחות הקבל
6 26 זרם חשמלי והתנגדות - זרם חשמלי
- שימור זרם, התנהגות זרם בצמתים
- צפיפות זרם חשמלי
- חוק אוהם
- התנגדות ונגדים
- נגד אפקטיבי: חיבור נגדים בטור ובמקביל
- חימום ג'אול (Joule's heating)
- חישוב זרמים מתוך צפיפות זרם
- זיהוי צורות זרימה בנגדים על סמך הגאומטריה
- הסקת שדה חשמלי או צפיפות זרם במוליך תוך שימוש בחוק אוהם
- חישוב התנגדות באמצעות מפל מתח או שימור זרם עם התנגדות סגולית קבועה ומשתנה
- חישוב בזבוז אנרגיה על נגדים
7 27 מעגלים חשמליים עם קבלים ונגדים - כוח אלקטרו-מניע (כא"מ)
- הספק של הכא"מ
- מעגלים עם נגדים
- הארקה במעגלים
- מעגלים עם קבלים בזמנים קצרים וארוכים
- טעינה ופריקת קבל, קבוע הזמן
- התנהגות קבל בתחילת וסוף התהליך
- שימוש בשימור מטען וחוק הסירקולציה לפתרון מעגלים חשמליים עם נגדים
- חישוב מתח בין נקודות במעגל
- שימור אנרגיה במעגלים חשמליים פשוטים
- פתרון של חיבורי נגדים במקביל בטור ומשולבים
- זיהוי סמטריות ושימוש בהם לפישוט פתרון המעגל
- פתרון מעגלים עם קבלים במצב סטציונארי
8 28 תנועת חלקיקים וזרמים בשדה מגנטי - כוח לורנץ
- תנועת חלקיק טעון בשדה מגנטי אחיד
- תנועת חלקיק טעון בשדה מגנטי וחשמלי מאונכים
- כוח מגנטי על התפלגויות זרם
- דיפול מגנטי ומומנט דיפול מגנטי
- מומנט סיבוב על לולאת זרם
- דיפול מגנטי בשדה מגנטי משתנה
- אנרגיה פוטנציאלית של דיפול מגנטי בשדה מגנטי חיצוני
- פתרון תנועת חלקיק טעון בשדות מגנטיים/חשמליים קבועיים
- חישוב כוחות על תילים נושאי זרם בעלי צורה כלשהי
- חישוב מומנט סיבוב
- חישוב של מומנט דיפול מגנטי
9 29 שדות מגנטיים כתוצאה מזרמים - חוק גאוס לשדות מגנטיים
- זיהויי צורת השדה המגנטי מסימטריה
- שדה מגנטי כתוצאה מתייל נושא זרם
- חוק ביו-סבר לתיילים והתפלגויות זרם
- לולאה אמפרית וחוק אמפר
- חישוב שדה מגנטי באמצעות חוק ביו-סוור, תיל ישר, תיל מעוגל
- חישוב שדה מגנטי של פילוגי זרם רציפים
- מתכונים לבחירת לולאה אמפרית נוחה (סימטריה, מאונך/מקביל לשדה המגנטי)
- חישוב שדה מגנטי באמצעות חוק אמפר, לוח זרם, גליל זרם, סליל וטורואיד
- זיהויי אפשרויות שימוש בעקרון הסופרפוזיציה
10 30 השראות אלקטרומגנטית - כא"מ תנועתי
- שטף מגנטי וכא"מ מורשה
- חוק פרדי וחוק לנץ
- זרמי מערבולת (Eddy currents)
- חוק פאראדיי-מקסוול
- שדה חשמלי מושרה
- השראות הדדית
- חישוב שטף מגנטי
- חישוב כא"מ תנועתי
- חישוב כא"מ כתוצאה משינוי שטף
- חישוב שדה חשמלי מושרה בתוך ומחוץ למוליך
11 30+31 שדה מגנטי בחומר,
השראות עצמיחת ומשרנים- התנהגות של משרנים בזמנים קצרים וארוכים
- משרן שקול
- "טעינה" ו-"פריקה" של משרן
- אנרגיה וצפיפות אנרגיה מגנטית
- חומרים מגנטיים: פרמגנטים, דיאמגנטים ופרומגנטים, *על-מוליכים
- חוק אמפר בחומר מגנטי
- חישוב שדה מגנטי בחומרים מגנטיים במצבים סימטריים
- חישוב השראות עצמית עם ובלי חומרים מגנטיים
- חישוב השראות עצמית שקולה
- פתרון מעגלים עם נגדים, משרנים וקבלים במצבים סטציונאריים
- שיקולי שימור אנרגיה וששימור מטען במעגלים עם משרנים וקבלים
12 32
תנודות אלקטרומגנטיות, משוואות מקסוול וגלים אלקטרומגנטיים
- אוסצילציות של אנרגיה חשמלית-מגנטית במעגל LC
- זרם ההעתק
- שדות מגנטיים מושרים
- משוואות מקסוואל בצורה סופית
- גלים אלקטרומגנטיים
ספרי לימוד ראשיים
- Halliday, Resnick, Walker, Resnick, Robert, and Walker, Jearl. "Fundamentals of Physics". 7th Ed., Extended Ed., Wiley International ed. Hoboken, NJ: J. Wiley, 2005.
- Halliday, Resnick, Krane, Resnick, Robert, and Krane, Kenneth S. "Physics". 4th Ed. (1992), 5th ed (2002)
ספרים מאתגרים
- Purcell, Edward M. "Electricity and Magnetism". 3rd ed. (a more advanced version which includes differential Maxwell equations)
- Feynman, Leighton, Sands, Leighton, Robert B, and Sands, Matthew L. "The Feynman Lectures on Physics - Vol 2". Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1963 . (Advanced and original view of the subject by one of the greatest physicists who also knew how to explain in an unusual manner)
ספרים בעברית
- וגנר, אהוד, קמינגז, קרן, and מבינים פיזיקה : חשמל, מגנטיות ואופטיקה לקורס מבוא למהנדסים ומדענים. ירושלים: הוצאת ספרים ע"ש י"ל מאגנס, 2011. מגנס.
- פרסל, אדוארד מ., and מאור, אורה. חשמל ומגנטיות. תל-אביב: האוניברסיטה הפתוחה
מדיניות הקורס ושיטת הלימוד
שיטת הלימוד בקורס
“Spoon feeding in the long run teaches us nothing but the shape of the spoon.” ― E.M. Forster
- הקורס דוגל בגישה שלימוד הוא פעולה אקטיבית של הלומד.ת ולא פעולה אקטיבית של המרצה. אי אפשר להיות שחקני.יות כדורסל/שחמט/קולנוע רק מכך שמראים לכם.ן איך לשחק, חייבים לתרגל ולהיות שותפים פעילים בלמידה.
- כפועל יוצא, כל האלמנטים שדורשים הקשבה פסיבית מצידכם, הומרו למשימות קריאה/צפייה אסינכרוניות, שתוכלו לעשות בזמנכם החופשי ובקצב שלכם.
משימות הקריאה, כוללות את רוב החומר התאורטי של הקורס ומטרתם לתת חשיפה ראשונית לחומר, כמו-כן לעזור לנו להבין במה אתם מתקשים לפני ההרצאה. בהרצאות נעבוד בעיקר על הבהרה של החלקים המורכבים ממשימות הקריאה ונשאיר את החלקים הפשוטים למשימות הקריאה. יש על-כן חשיבות רבה לקרוא את משימות הקריאה לפני כל הרצאה. בצורה כזאת, תקבלו את המירב מהרשימות וההרצאות. כמו-כן הדיונים שלכם על-גבי משימות הקריאה בפלטפורמת הפריוזל, תעזורנה לנו להבין במה אתם מתקשים ונוכל לתת לכך דגש בהרצאות. בחלק מההרצאות נעשה שימוש בשאלות אינטרקטיביות, אשר אמורות לתרגל אינטואיציה ולהעמיק את ההבנה. שאלות דומות לשאלות אלו תופענה גם במבחן.
התרגולים הפסיביים הרגילים, בהם המתרגל.ת כותב.ת תרגילים על הלוח ואתם מעתיקים את הפתרון למחברת הומרו בסרטונים קצרים ואיכותיים של מרצה מצטיין. בנוסף לזה, תקבלו שעתיים עוקבות של סדנאות בהן תעבדו בקבוצות קטנות על תרגילים, שתפקידם לבנות בהדרגה את היכולות הטכניות שלכם ולהכין אותכם לקראת שעורי הבית ובטווח הרחוק יותר, המבחן. - הקורס דורש השקעה רבה בצידכם, שהכרחית לצורך הצלחתכם ולכן חשוב לנו לתת לכם הכוונה בנושא. תהיו מוכנים שהקורס יקח לכם כ-10 שעות שבועיות ברוטו (1 שעה קריאה רשימות לקראת הרצאה, 3 שעות הרצאה, 1 שעה צפייה בסרטונים, 2 שעות סדנא, 3 שעות לחזרה ותרגול עצמי). כלומר כ-120 שעות סה"כ לקורס, לא כולל חזרה לקראת מבחן.
יש חשיבות רבה ללמידה רציפה במהלך הסמסטר, מרתון של 12 שעות לפני המבחן, או צפייה במהירות כפולה בקורס בתשלום של כ-50 שעות, לא יכולים להחליף תהליך למידה ארוך פי 10.
חישוב הציון בקורס
סדנאות פעילותבמהלך הסדנאות תעבדו בקבוצות. החלוקה לקבוצות מתבצעת על ידיכם, לפי העדפותיכם האישיות לגודל הקבוצה וחבריה.
עבודה במהלך הסדנא משמעותית להצלחתכם בקורס. על-כן החל משבוע 3 לסמסטר תבדק נוכחות.נוכחות ממלאים על ידי סריקת קוד QR מתחלף מהנייד/לפטופ של המתרגל.ת באמצעות מכשיר הטלפון שלכם. צריכים ללחוץ על הלינק לפני שה-QR מתחלף אחרת הוא לא יעבוד.
* סטודנטים שיפריעו לעבודה של סטודנטים/קבוצות אחרות ו/או יעסקו בדברים שלא קשורים לסדנא יתבקשו לעזוב את הסדנא ונוכחותם בסדנא תבוטל.
* סטודנטים שרוצים לעזוב לפני תום הסדנא, או הגיעו באיחור רב, צריכים להראות למתרגל.ת שסיימו לעבוד על כל שאלות הסדנא.ציון סופי
ציון מבחן + 10% מגן על נוכחות בסדנאות כאשר 10/10 מגן ינתן למי שנכח בכל הסדנאות. 9/10 למי שהחסיר סדנה אחת, 8/10 למי שהחסיר שתי סדנאות. נוכחות בפחות מ-6 סדנאות אינה מזכה במגן.
דוגמא א: ציון מבחן =80, השתתפות בסנדאות=11, ציון סופי =82
דוגמא ב: ציון מבחן=60, השתתפות בסדנאות=8, ציון סופי =61המבחן יהיה מורכב משאלות רב-ברירה המבוססות על שאלות שנבחרות בצורה אקראית ממאגר שאלות גדול בצורה המכסה בצורה אחידה את כל הנושאים בקורס.
כמחצית מהשאלות במבחן מבוססות על השאלות מההרצאות ושאר השאלות תהיינה מבוססות על שאלות מהתרגול העצמי.שימו לב, בנינו בקורס מאגר שאלות רחב מאוד שנועד לאפשר לכם לתרגל וליישם את שאתם רוכשים בהדרגה וכדי להבטיח שכל הנושאים המרכזיים זוכים להתייחסות מקיפה. המאגר מקיף כ-240 שאלות (120 שאלות הבנה ההרצאות וכ-120 שאלות תרגול עצמי). לא ניתן להקיף אותו בלימוד מרתוני לקראת המבחן, אלא חשוב לנסות לפתור את התרגילים האלה לאורך הקורס. אתם מוזמנים לפנות לצוות הקורס במקומות שבהם אתם מתקשים להתמודד עם הבעיות.