آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
خطوط میدان الکتریکی از کجا می‌رن؟
خطوط میدان راهی برای دیدن جهت و قدرت میدانن، اما علامت بار مسیرشون رو عوض می‌کنه. سه آرایش رو انتخاب کن و ببین شکل و خروجی‌ها چه چیزی رو نشون می‌دن.
آزمایش رو شروع کننوع بار رو از انتخاب‌گر عوض کن و شدت بار رو روی درجه‌های نیم‌واحدی بذار. عدد ولت بر متر در این ابزار مقیاس نمایشی است، نه اندازه‌گیری واقعی یک بار با فاصلهٔ مشخص.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
با شدت بیشتر، خط‌ها متراکم‌تر می‌شن؟
نوع بار رو روی مثبت نگه دار. شدت رو یک بار ۱ و یک بار ۲ بذار؛ تعداد خط‌های تصویر و هر دو کارت عددی رو مقایسه کن.
حدست چیه؟ با دو برابر شدن تنظیم شدت، تعداد خط‌ها و عدد میدان در این مدل هرکدوم چه‌قدر تغییر می‌کنن؟
توضیح نتیجه رو ببین
تعداد خط‌ها از ۸ به ۱۶ می‌رسه. کارت ولت بر متر از ۱۰۰ به ۴۰۰ تغییر می‌کنه؛ این عدد در مدل از مربع تنظیم شدت به‌دست می‌آد و قانون فیزیکی میدان برای بار واقعی نیست. برای بار نقطه‌ای در فاصلهٔ ثابت، بزرگی میدان با اندازهٔ بار نسبت مستقیم داره.
علامت بار رو عوض کن
شدت رو روی ۲ ثابت نگه دار. یک بار بار مثبت و یک بار بار منفی رو انتخاب کن؛ تعداد خط‌ها و مقدار میدان رو در دو حالت بخون.
حدست چیه؟ اگر اندازهٔ بار ثابت بمونه و فقط علامتش عوض بشه، بزرگی میدان عوض می‌شه یا جهتش؟
توضیح نتیجه رو ببین
در هر دو انتخاب، کارت‌ها ۱۶ خط و ۴۰۰ ولت بر متر می‌دن؛ در فیزیک، بزرگی میدان دو بار هم‌اندازه در فاصلهٔ یکسان برابره، اما جهت میدان برعکس می‌شه. تصویر برای بار منفی پیکان نداره، پس وارونگی جهت رو از خط‌های بی‌جهت شکل نمی‌شه دید.
آرایش دوقطبی رو با یک بار مقایسه کن
شدت رو روی ۳ نگه دار. نوع بار رو یک بار مثبت و یک بار دوقطبی بذار و شکل و خروجی‌های دو حالت رو با هم مقایسه کن.
حدست چیه؟ با اضافه‌شدن بار منفی، کارت‌های عددی تغییر می‌کنن؟ در الگوی درست، خط‌های میدان دوقطبی از کجا به کجا می‌رن؟
توضیح نتیجه رو ببین
کارت‌ها در هر دو حالت ۲۴ خط و ۹۰۰ ولت بر متر نشون می‌دن؛ محاسبه عدد میدان رو به آرایش بار وابسته نمی‌کنه. از نظر فیزیکی، خط‌های دوقطبی از مثبت شروع می‌شن و به منفی می‌رسن، اما این شکل اتصال درست به بار منفی رو رسم نمی‌کنه؛ به خط‌های شکل تکیه نکن.
پشت این حرکت چه خبره؟
جهت میدان، جهت نیروی بار مثبت آزمایشی است
F_test = q_test*E
اگر یک بار مثبت خیلی کوچک رو جایی بذاری، جهت نیروی واردشده همون جهت میدان الکتریکیه. برای همین خط‌ها از بار مثبت بیرون میان و به بار منفی وارد می‌شن؛ جهت خط با پیکان مشخص می‌شه.
تراکم خط‌ها قدرت میدان رو نشان می‌ده
E = k*abs(q)/r^2
در یک تصویر میدانی، جایی که خط‌ها متراکم‌ترن میدان قوی‌تره. تعداد خط‌ها یک قرارداد برای رسم الگوست و به‌تنهایی مقدار فیزیکی میدان رو تعیین نمی‌کنه.
دوقطبی یک بار مثبت و یک بار منفی دارد
در دوقطبی، دو بار هم‌اندازه و با علامت مخالف کنار هم قرار می‌گیرن. خط‌های میدان از مثبت به منفی می‌رن و اطراف دو بار خم می‌شن؛ خط‌های میدان در یک الگوی درست همدیگه رو قطع نمی‌کنن.
عدد میدان این ابزار اندازه‌گیری واقعی نیست
لغزندهٔ شدت بار واحد کولن نداره و فاصله‌ای هم برای اندازه‌گیری میدان انتخاب نمی‌کنی. عدد ولت بر متر از یک قاعدهٔ ثابت در کد می‌آد؛ آن رو با مقدار واقعی قانون کولن یکی نگیر.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
خطوط میدان دوقطبی از کجا شروع می‌شن؟
در الگوی فیزیکی، خط‌ها از بار مثبت شروع می‌شن و به بار منفی می‌رسن؛ پیکان جهت نیروی بار مثبت آزمایشی رو نشون می‌ده. این ویجت جهت خط‌های دوقطبی رو با پیکان مشخص نمی‌کنه و مسیر اتصال به بار منفی رو هم درست رسم نمی‌کنه.
سؤال‌های رایج
پیکان خط میدان چه چیزی رو نشان می‌ده؟
جهت نیرویی رو نشان می‌ده که یک بار مثبت آزمایشی تجربه می‌کنه. خط‌ها از مثبت بیرون میان و به منفی وارد می‌شن.
خط‌های متراکم‌تر یعنی میدان قوی‌تره؟
در یک رسم درست، بله؛ تراکم خط‌ها راهی برای مقایسهٔ قدرت میدان در نقاط مختلفه. اما تعداد کل خط‌ها قراردادیه و این مدل عدد میدانش رو با واحد واقعی بار و فاصله محاسبه نمی‌کنه.
چرا برای بار منفی جهت خط‌ها رو نمی‌بینم؟
تصویر بار منفی پیکان نداره. از قانون میدان می‌دونیم جهت به‌سمت بار منفیه، اما خود شکل این جهت رو مشخص نمی‌کنه.
خط‌های دوقطبی باید به بار منفی برسن؟
بله؛ در الگوی میدان دوقطبی، خط‌ها از مثبت شروع می‌شن و به منفی می‌رسن. در تصویر این ابزار، خط‌ها همیشه به مرکز بار منفی ختم نمی‌شن، پس شکل رو نمونهٔ دقیق مسیرها حساب نکن.
عدد ولت بر متر رو برای محاسبهٔ واقعی به‌کار ببرم؟
نه؛ شدت لغزنده واحد کولن نداره و فاصلهٔ اندازه‌گیری هم انتخاب نمی‌شه. عدد کارت یک مقیاس نمایشی از همین مدل ساده‌ست، نه میدان واقعی در یک نقطه.