Ինչպե՞ս է իրեն պահում էլեկտրական լիցքավորված մասնիկը էլեկտրական և մագնիսական դաշտերում:

Ինչպե՞ս է իրեն պահում էլեկտրական լիցքավորված մասնիկը էլեկտրական և մագնիսական դաշտերում:
Ինչպե՞ս է իրեն պահում էլեկտրական լիցքավորված մասնիկը էլեկտրական և մագնիսական դաշտերում:
Anonim

Էլեկտրական լիցքավորված մասնիկը այն մասնիկն է, որն ունի դրական կամ բացասական լիցք: Այն կարող է լինել և՛ ատոմներ, և՛ մոլեկուլներ, և՛ տարրական մասնիկներ: Երբ էլեկտրական լիցքավորված մասնիկը գտնվում է էլեկտրական դաշտում, դրա վրա գործում է Կուլոնյան ուժը։ Այս ուժի արժեքը, եթե որոշակի կետում դաշտի ուժգնության արժեքը հայտնի է, հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով. F=qE:

Այսպիսով,

էլեկտրական լիցքավորված մասնիկ
էլեկտրական լիցքավորված մասնիկ

մենք որոշեցինք, որ էլեկտրական լիցքավորված մասնիկը, որը գտնվում է էլեկտրական դաշտում, շարժվում է Կուլոնյան ուժի ազդեցությամբ:

Այժմ դիտարկեք Hall-ի էֆեկտը: Փորձնականորեն պարզվել է, որ մագնիսական դաշտն ազդում է լիցքավորված մասնիկների շարժման վրա։ Մագնիսական ինդուկցիան հավասար է առավելագույն ուժին, որն ազդում է մագնիսական դաշտից այդպիսի մասնիկի շարժման արագության վրա։ Լիցքավորված մասնիկը շարժվում է միավոր արագությամբ։ Եթե էլեկտրական լիցքավորված մասնիկը որոշակի արագությամբ թռչում է մագնիսական դաշտի մեջ, ապա դաշտի կողմում ազդող ուժը կլինի.ուղղահայաց է մասնիկների արագությանը և, համապատասխանաբար, մագնիսական ինդուկցիայի վեկտորին՝ F=q[v, B]: Քանի որ մասնիկի վրա ազդող ուժը ուղղահայաց է շարժման արագությանը, ապա այս ուժի կողմից տրված արագացումը նույնպես ուղղահայաց է շարժմանը, նորմալ արագացում է։ Համապատասխանաբար, շարժման ուղղագիծ հետագիծը կճռվի, երբ լիցքավորված մասնիկը մտնի մագնիսական դաշտ: Եթե մասնիկը թռչում է մագնիսական ինդուկցիայի գծերին զուգահեռ, ապա մագնիսական դաշտը չի գործում լիցքավորված մասնիկի վրա։ Եթե այն թռչում է մագնիսական ինդուկցիայի գծերին ուղղահայաց, ապա մասնիկի վրա ազդող ուժը կլինի առավելագույնը։

լիցքավորված մասնիկների շարժում
լիցքավորված մասնիկների շարժում

Հիմա գրենք Նյուտոնի II օրենքը. qvB=mv2/R, կամ R=mv/qB, որտեղ m-ը լիցքավորված մասնիկի զանգվածն է, իսկ R-ն՝ հետագծի շառավիղը. Այս հավասարումից բխում է, որ մասնիկը շարժվում է միատեսակ դաշտում շառավղով շրջանագծի երկայնքով։ Այսպիսով, շրջանի մեջ լիցքավորված մասնիկի պտտման շրջանը կախված չէ շարժման արագությունից։ Պետք է նշել, որ էլեկտրական լիցքավորված մասնիկը մագնիսական դաշտում ունի մշտական կինետիկ էներգիա։ Շնորհիվ այն բանի, որ ուժը ուղղահայաց է մասնիկի շարժմանը հետագծի ցանկացած կետում, մագնիսական դաշտի ուժը, որը գործում է մասնիկի վրա, չի կատարում լիցքավորված մասնիկի շարժման հետ կապված աշխատանքը:

լիցքավորված մասնիկի շարժումը մագնիսական դաշտում
լիցքավորված մասնիկի շարժումը մագնիսական դաշտում

մագնիսական դաշտում լիցքավորված մասնիկի շարժման վրա ազդող ուժի ուղղությունը կարելի է որոշել «ձախ ձեռքի կանոնի» միջոցով։ Դա անելու համար հարկավոր է այնպես դնել ձեր ձախ ափըայնպես, որ չորս մատները ցույց են տալիս լիցքավորված մասնիկի շարժման արագության ուղղությունը, իսկ մագնիսական ինդուկցիայի գծերն ուղղված են դեպի ափի կենտրոն, որի դեպքում 90 աստիճան անկյան տակ թեքված բութ մատը ցույց կտա ուղղությունը: ուժ, որը գործում է դրական լիցքավորված մասնիկի վրա։ Այն դեպքում, երբ մասնիկը բացասական լիցք ունի, ապա ուժի ուղղությունը հակառակ կլինի։

Եթե էլեկտրական լիցքավորված մասնիկը հայտնվի մագնիսական և էլեկտրական դաշտերի համատեղ գործողության շրջան, ապա դրա վրա կգործի մի ուժ, որը կոչվում է Լորենցի ուժ՝ F=qE + q[v, B]: Առաջին տերմինը վերաբերում է էլեկտրական բաղադրիչին, իսկ երկրորդը՝ մագնիսականին։

Խորհուրդ ենք տալիս: