In deze video met natuurkunde uitleg gaan we diep in op magnetische velden. We gaan als eerste kijken hoe magnetische velden ontstaan en wat voor verschillende soorten velden belangrijk zijn. Daarna gaan we nog formules behandelen die je voor je toetsen moet kennen.
2. Magneetvelden

Een magnetisch gepolariseerd materiaal dat andere magneten aantrekt/afstoot door haar magnetisch veld.
Magnetisch veld met dezelfde richting en sterkte.
Een permanente magneet in de vorm van een hoefijzer.
Het noordelijke/zuidelijke snijpunt van de omwentelingsas met het aardoppervlak.
Noord/zuidpool van het aardmagnetisch veld
Vuistregel waarbij je de rechterhand gebruikt om de richting van het magnetisch veld rondom een stroomdraad te bepalen. Als de duim in de richting van de stroom staat geven de vingers de richting van het magnetisch veld.
De magnetische inductie in punt “p” beschrijft de invloed van het magnetisch veld in dat punt. De richting is dezelfde als de richting die een kompasnaald zou aannemen in het punt p.
Magnetische flux van een bepaald oppervlak is een maat voor de hoeveelheid veldlijnen die er door dit oppervlak lopen
Een MRI-scanner kan 3D-beelden van het inwendige van een patiënt maken. Daarbij wordt gebruikgemaakt van een sterk magnetisch veld B en van radiogolven.
De waterstofkernen (protonen) in het lichaam van een patiënt gedragen zich als kleine magneetjes. Deze richten zich als er een magnetisch veld BMRI wordt aangelegd. De waterstofkernen kunnen dan in dezelfde richting als BMRI staan (parallel) of tegengesteld aan BMRI (antiparallel). De waterstofkernen parallel aan BMRI bevinden zich in een lager energieniveau dan de kernen antiparallel aan BMRI . In het lage energieniveau zitten meer waterstofkernen dan in het hoge energieniveau. Bij een sterker magnetisch veld is er een groter overschot aan waterstofkernen in het lage energienivea
Voor het energieverschil tussen de waterstofkernen die parallel aan BMRI en de waterstofkernen die antiparallel aan BMRI staan, geldt:
ΔE=γhBMRI
Hierin is:
γ een constante die voor waterstof gelijk is aan: 42,57 MHz T-2 ;
h de constante van Planck in Js;
BMRI is de sterkte van het magnetisch veld in T.
Er wordt nu een RF-puls (Radio Frequente puls, puls van radiostraling) naar de patiënt gezonden met fotonen die precies de energie ΔE hebben die nodig is om de waterstofkernen in het hoge energieniveau te brengen.
Bereken de frequentie die de RF-puls moet hebben bij een magnetisch veld van 5,0 T.
Het gaat in deze vraag over energie van fotonen. De formule voor fotonenergie is E=hf, of in dit geval ΔE=hf omdat het gaat over de energie die nodig is om een transitie te maken.
Als we dit invullen krijgen we hf=γBMRI . Hier kunnen we heel handig de h wegstrepen aan beide kanten (deze was anders ook te vinden in BiNaS.
Dan krijgen we f=γBMRI=5,0∗42,57=2.1∗108Hz Altijd goed opletten dat we de veldsterkte in twee significante cijfers weten. Dan moet ons eind antwoord ook in twee significante cijfers.