Hur den beter sig elektriskt laddade partiklar i elektriska och magnetiska fält?

click fraud protection

elektriskt laddade partiklar - en partikel som har en positiv eller negativ laddning.Detta kan vara antingen atomer, molekyler eller elementarpartiklar.När elektriskt laddade partiklar i ett elektriskt fält är, fungerar den Coulombkraften.Värdet av denna kraft, om du känner till fältstyrkan vid en viss punkt beräknas med följande formel: F = qE.

Så vi har fastställt att en elektriskt laddad partikel, som är i ett elektriskt fält, rör sig under inverkan av Coulomb-kraften.

Nu överväga Hall effekten.Experimentellt har det visat sig att magnetfältet verkar på rörelsen hos laddade partiklar.Magnetisk induktion är den största kraft som påverkar rörelsehastigheten hos en sådan partikel av magnetfältet.En laddad partikel rör sig med enhetshastigheten.Om en elektriskt laddad partikel kommer att flyga i det magnetiska fältet vid en given hastighet, är vinkelrät mot hastigheten hos partikeln och sålunda den magnetiska induktionen vektorn den kraft, som verkar på den del av fältet: F = q [v, B].Eftersom den kraft som verkar på partikeln är vinkelrät mot hastigheten hos rörelsen, och acceleration, såsom anges med denna kraft som är vinkelrät mot rörelsen, är accelerationen normalt.Följaktligen är den rätlinjiga banan för krökningen i kontakt med en laddad partikel i ett magnetiskt fält.Om partikeln flyger parallellt med rader av magnetisk induktion, inte magnetfältet inte agera på en laddad partikel.Om den kommer in vinkelrätt mot linjerna av magnetisk induktion, är den kraft som verkar på partikeln vid ett maximum.

Nu kan vi skriva Newtons lag II: QVB = mv2 / R, eller R = mv / QB, där m - är massan av den laddade partikeln, och R - radien hos banan.Denna ekvation förutsätter att en partikel som rör sig på ett enhetligt fält av en cirkel med radien.Således innebär den period rotationsyta runt omkretsen av de laddade partiklarna inte beroende av hastigheten.Det bör noteras att de elektriskt laddade partiklar fångade i det magnetiska fältet, är den kinetiska energin oförändrad.Beroende på det faktum att kraften är vinkelrät mot rörelsen hos en partikel i varje punkt av banan, styrkan av magnetfältet, som verkar på partikeln inte utför arbetet i samband med förflyttning av de laddade partiklarna.

riktningen för kraften som verkar på rörelsen hos en laddad partikel i ett magnetiskt fält kan bestämmas genom "reglerna på vänster hand."För detta är det nödvändigt att placera den vänstra handen, så att fyra fingrar pekar riktningen av hastigheten för de laddade partiklarna väl och de magnetiska induktionslinjerna är riktade mot centrum av handflatan, i detta fall böjda vid 90 grader tummen kommer att visa riktningen för den kraft som verkar på den positivtladdade partiklar.I så fall, om partikeln har en negativ laddning, kommer riktningen för kraften vara motsatta.

Om elektriskt laddade partiklar som faller in i området för gemensamma åtgärder av magnetiska och elektriska fält, är det en kraft, som kallas Lorentz kraften: F = qE + q [v, B].Den första termen i detta fall hänför sig till en elektrisk komponent, och den andra - till den magnetiska.