Kaip elektra įkrauta dalelė veikia elektriniame ir magnetiniame laukuose?

Kaip elektra įkrauta dalelė veikia elektriniame ir magnetiniame laukuose?
Kaip elektra įkrauta dalelė veikia elektriniame ir magnetiniame laukuose?
Anonim

Elektra įkrauta dalelė yra dalelė, turinti teigiamą arba neigiamą krūvį. Tai gali būti ir atomai, ir molekulės, ir elementarios dalelės. Kai elektra įkrauta dalelė yra elektriniame lauke, ją veikia Kulono jėga. Šios jėgos vertė, jei žinoma lauko stiprumo vertė tam tikrame taške, apskaičiuojama pagal šią formulę: F=qE.

Taigi,

elektra įkrauta dalelė
elektra įkrauta dalelė

nustatėme, kad elektra įkrauta dalelė, esanti elektriniame lauke, juda veikiama Kulono jėgos.

Dabar apsvarstykite Holo efektą. Eksperimentiškai buvo nustatyta, kad magnetinis laukas veikia įkrautų dalelių judėjimą. Magnetinė indukcija yra lygi didžiausiai jėgai, kuri turi įtakos tokios dalelės judėjimo iš magnetinio lauko greičiui. Įkrauta dalelė juda vieneto greičiu. Jei elektra įkrauta dalelė tam tikru greičiu įskrenda į magnetinį lauką, jėga, kuri veikia lauko pusę, busyra statmena dalelių greičiui ir atitinkamai magnetinės indukcijos vektoriui: F=q[v, B]. Kadangi jėga, kuri veikia dalelę, yra statmena judėjimo greičiui, tai šios jėgos suteikiamas pagreitis taip pat yra statmenas judesiui, yra normalus pagreitis. Atitinkamai, įelektrinta dalelė pateks į magnetinį lauką, tiesioji judėjimo trajektorija bus sulenkta. Jei dalelė skrenda lygiagrečiai magnetinės indukcijos linijoms, tai magnetinis laukas neveikia įkrautos dalelės. Jei ji skrieja statmenai magnetinės indukcijos linijoms, tada jėga, kuri veikia dalelę, bus didžiausia.

įkrautų dalelių judėjimas
įkrautų dalelių judėjimas

Dabar parašykime II Niutono dėsnį: qvB=mv2/R arba R=mv/qB, kur m yra įkrautos dalelės masė, o R yra trajektorijos spindulys. Iš šios lygties matyti, kad dalelė vienodame lauke juda spindulio apskritimu. Taigi įkrautos dalelės apsisukimo laikotarpis apskritime nepriklauso nuo judėjimo greičio. Reikia pažymėti, kad magnetiniame lauke esanti elektra įkrauta dalelė turi pastovią kinetinę energiją. Dėl to, kad jėga yra statmena dalelės judėjimui bet kuriame trajektorijos taške, magnetinio lauko jėga, kuri veikia dalelę, neatlieka darbo, susijusio su įkrautos dalelės judėjimo judėjimu.

įkrautos dalelės judėjimas magnetiniame lauke
įkrautos dalelės judėjimas magnetiniame lauke

Jėgos, veikiančios įkrautos dalelės judėjimą magnetiniame lauke, kryptį galima nustatyti naudojant „kairiosios rankos taisyklę“. Norėdami tai padaryti, turite taip padėti kairįjį delnątaip, kad keturi pirštai rodytų įelektrintos dalelės judėjimo greičio kryptį, o magnetinės indukcijos linijos būtų nukreiptos į delno centrą, tokiu atveju 90 laipsnių kampu sulenktas nykštys parodys dalelės judėjimo kryptį. jėga, kuri veikia teigiamai įkrautą dalelę. Jei dalelė turi neigiamą krūvį, jėgos kryptis bus priešinga.

Jei elektra įkrauta dalelė patenka į bendro magnetinio ir elektrinio laukų veikimo sritį, tada ją veiks jėga, vadinama Lorenco jėga: F=qE + q[v, B]. Pirmasis terminas reiškia elektrinį komponentą, o antrasis - magnetinį.

Rekomenduojamas: