Introduktion (Föreläsning 1)

I den här kursen så kommer det inte att vara så svårt rent matematiskt, men det kommer att vara utmanande att förstå koncepten.
Elefanten i rummet: Många underkända på den här kursen. Det är mycket tolka och förstå vad som egentligen betyder.

Varför ska vi ha fysik?

Sverre har haft kollegor som på fullt allvar trott att om man vet 100% om hur kvarkar interagerar med varandra så vet vi allt. PW Anderson: "More is different" står sig emot detta, han menar att systemen har olika hierarkier.
Myror är simpla varelser, men en myrstack är mycket mer komplex än vad man kan förutsäga.

Alltså är fysiken mer som ett ramverk för andra naturvetenskapliga ämnen.
Det finns en teoretisk gräns för hur effektivt ett kylskåp kan vara. Vi kan inte få ut mer energi från ett system än vad vi tillför. Fysiker uppfann grunderna för transistorn, kärnfysik.

Vad för fysik är intressant för en ingenjör?

Enheter

Vi använder System Internationale enheter för fysikaliska storheter. SI är en av de få bra grejerna med franska revolutionen enligt Sverre.

Storhet Enhet Definition
Tid Sekund definieras atomärt
Längd Meter Sträcka som ljuset färdas på 1/299792458 sekunder
Massa Kilogram Vikten som står i Paris

Metrologi är läran om mätning. Snacka med en sån to learn more enligt Sverre.

Vektorer kan vi redan.

Vi använder basvektorerna hat i, hat j, hat k med alla längd 1.

vecE = hati*E_x * hatj*E_y * hatk*E_z = (E_x, E_y, E_z)

Elektrisk laddning

Givet en laddning q def från elektrisk ström i = q/t iff q=it => [q] = 1C = [it] = 1As

Minsta möjliga (fria) laddning (elementarladdningen): e ~= 1.6*10^-19 C
Elektroner har samma storhet i sin laddning som protoner.
Man har inte lyckats frigöra kvarkar.

Givet ett föremål med 10^24 atomer.
Detta ger en nettoladdning på föremålet: ~ 10^-6 C

Coulombs lag.

Givet två laddningar:
obrace(q_1 _ q_2 )^(r)
Kraft från q_1 q_2 : F_(12)
F_12 = F_21 = k*(q_1 * q_2)/r^2 = 1/(4 pi epsilon_0) * (q_1 q_2)/r^2
K ~= 9.0*10^9 [N] C^-2 m^2 Kilogrammeter per sekundkvadrat.
Där epsilon och K är givna konstanter.

F ~ 1/r^2, F ~ q_1, F ~ q_2, ~ betyder "proportionell mot"

Observation: Liknar Newtons gravitationslag.

F_g = gamma (m_e*m_e)/r^2; gamma ~= 7*10^-11 [N kg^-2 m^2]
F_gamma/F_e = (gamma*m_e^2)/(k*e^2) ~= 10^-42 (!)