\circ\), \(B_2=2B_1\), \(\frac{\nu_2}{\nu_1}-?\)

Решение задачи:

Под действием силы Лоренца заряженная частица в магнитном поле будет совершать равномерное движение по окружности. Очевидно, что если частица движется по окружности радиуса \(R\) со скоростью \(\upsilon\), то период обращения \(T\), то есть время, за которое частица сделает один оборот (или пройдет одну длину окружности, равную \(2\pi R\)), можно найти так:

\[T = \frac{{2\pi R}}{\upsilon }\]

Частоту вращения частицы \(\nu\) можно найти как величину, обратную периоду обращения \(T\):

\[\nu = \frac{1}{T}\]

\[\nu = \frac{\upsilon }{{2\pi R}}\;\;\;\;(1)\]

Силу Лоренца \(F_Л\) определяют по следующей формуле:

\[{F_Л} = B\upsilon q\sin \alpha \;\;\;\;(2)\]

Здесь \(B\) – индукция магнитного поля, \(\upsilon\) – скорость заряженной частицы, \(q\) – модуль заряда частицы, \(\alpha\) – угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции.

Направление действия силы Лоренца определяется правилом левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в нее, а четыре вытянутых пальца направить по направлению движения положительного заряда (или против направления отрицательного заряда), то большой палец, оставленный на 90°, покажет направление силы Лоренца.2}}}{R}\]

Имеем:

\[Bq\sin \alpha = \frac{{m\upsilon }}{R}\]

Откуда отношение \(\frac{\upsilon}{R}\), которое нам будет нужно в ходе дальнейшего решения, равно:

\[\frac{\upsilon }{R} = \frac{{Bq\sin \alpha }}{m}\]

Полученное выражение подставим в (1):

\[\nu = \frac{{Bq\sin \alpha }}{{2\pi m}}\]

Запишем полученную формулу дважды для двух случаев, описанных в условии задачи:

\[\left\{ \begin{gathered}
{\nu _1} = \frac{{{B_1}q\sin \alpha }}{{2\pi m}} \hfill \\
{\nu _2} = \frac{{{B_2}q\sin \alpha }}{{2\pi m}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]

Поделим нижнее равенство на верхнее, тогда искомое отношение \(\frac{\nu_2}{\nu_1}\) равно:

\[\frac{{{\nu _2}}}{{{\nu _1}}} = \frac{{{B_2}}}{{{B_1}}}\]

По условию величину индукции магнитного поля увеличивают в два раза, то есть \(B_2=2B_1\), поэтому:

\[\frac{{{\nu _2}}}{{{\nu _1}}} = \frac{{2{B_1}}}{{{B_1}}} = 2\]

Ответ: увеличится в 2 раза.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Задачи Сила Лоренца

23.1. Определить силу Лоренца F, действующую на электрон, влетевший со скоростью =4 Мм/с в однородное магнитное поле под углом =30° к линиям индукции. Магнитная индукция В поля равна 0,2 Тл.

23.2. Вычислить радиус R дуги окружности, которую описывает протон в магнитном поле с индукцией В=15 мТл, если скорость  протона равна 2 Мм/с.

23.3. Двукратно ионизированный атом гелия (-частица) дви­жется в однородном магнитном поле напряженностью H=100 кА/м по окружности радиусом R=\0 см. Найти скорость   -частицы.

23.4. Ион, несущий один элементарный заряд, движется в одно­родном магнитном поле с индукцией B=0,015 Тл по окружности радиусом R=\ 0 см. Определить импульс

р иона.

23.5. Частица, несущая один элементарный заряд, влетела в од­нородное магнитное поле с индукцией B=0,5 Тл. Определить момент импульса L, которым обладала частица при движении в магнитном поле, если ее траектория представляла дугу окружности радиусом R=0,2 см.

23.6. Электрон движется в магнитном поле с индукцией B =0,02 Тл по окружности радиусом R=1 см. Определить кинетиче­скую энергию Т электрона (в джоулях и электрон-вольтах).

23.7. Заряженная частица влетела перпендикулярно линиям ин­дукции в однородное магнитное поле, созданное в среде. В результа­те взаимодействия с веществом частица, находясь в поле, потеряла половину своей первоначальной энергии. Во сколько раз будут от­личаться радиусы кривизны

R траектории начала и конца пути?

23.8. Заряженная частица, двигаясь в магнитном поле по дуге окружности радиусом R₁ =2 см, прошла через свинцовую пластину, расположенную на пути частицы. Вследствие потери энергии части­цей радиус кривизны траектории изменился и стал равным R₂ =\ см. Определить относительное изменение энергии частицы.

23.9. Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов U=600 В, влетел в однородное магнитное поле с индукцией

B =0,3 Тл и начал двигаться по окружности. Вычислить ее радиус R..

23.10. Заряженная частица, обладающая скоростью =210⁶ м/с, влетела в однородное магнитное поле с индукцией B=0,52 Тл. Най­ти отношение Q/m заряда частицы к ее массе, если частица в поле описала дугу окружности радиусом R =4 см. По этому отношению определить, какая это частица.

23.11. Заряженная частица, прошедшая ускоряющую разность потенциалов U=2 кВ, движется в однородном магнитном поле с ин­дукцией B=15,1 мТл по окружности радиусом R

=l см. Определить отношение \е\/m заряда частицы к ее массе и скорость  частицы.

23.12. Заряженная частица с энергией T= 1 кэВ движется в одно­родном магнитном поле по окружности радиусом R=l мм. Найти силу F, действующую на частицу со стороны поля.

23.13. Электрон движется в однородном магнитном поле с индук­цией B=0,1 Тл перпендикулярно линиям индукции. Определить силу F, действующую на электрон со стороны поля, если радиус R кривизны траектории равен 0,5 см.

23.14. Электрон движется в однородном магнитном поле напря­женностью H=4 кА/м со скоростью =10 Мм/с. Вектор скорости направлен перпендикулярно линиям напряженности. Найти силу F, с которой поле действует на электрон, и радиус

R окружности, по которой он движется.

23.15. Протон с кинетической энергией Т=1 МэВ влетел водно-родное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции (B =1 Тл). Какова должна быть минимальная протяженность l поля в направлении, по которому летел протон, когда он находился вне поля, чтобы оно изменило направление движения протона на проти­воположное?

23.16. Электрон движется по окружности в однородном магнит­ном поле напряженностью H =10 кА/м. Вычислить период Т враще­ния электрона.

23.17. Определить частоту п вращения электрона по круговой орбите в магнитном поле, индукция В которого равна 0,2 Тл.

23.18. Электрон в однородном магнитном поле с индукцией B=0,1 Тл движется по окружности. Найти силу I эквивалентного кругового тока, создаваемого движением электрона.

23.19. Электрон, влетев в однородное магнитное поле с индук­цией B=0,2 Тл, стал двигаться по окружности радиусом R=5 см. Определить магнитный момент р_m эквивалентного кругового тока.

23.20. Два однозарядных иона, пройдя одинаковую ускоряющую разность потенциалов, влетели в однородное магнитное поле пер­пендикулярно линиям индукции. Один ион, масса

т₁ которого равна 12 а. е. м. *, описал дугу окружности радиусом R₁ =4 см. Опреде­лить массу m₂ другого иона, который описал дугу окружности радиу­сом R₂ =6 см.

__________________________________{______________________}

*А. е. м.— обозначение атомной единицы массы

23.21. Два иона, имеющие одинаковый заряд, но различные мас­сы, влетели в однородное магнитное поле. Первый ион начал дви­гаться по окружности радиусом R

1=5 см, второй ион — по окружности радиусом R₂ =2,5 см. Найти отношение m₁/m₂ масс ионов, если они прошли одинаковую ускоряющую разность потенциалов.

23.22. В однородном магнитном поле с индукцией В=100 мкТл движется электрон по винтовой линии. Определить скорость  электрона, если шаг h винтовой линии равен 20 см, а радиус R=5 см.

23.23. Электрон движется в однородном магнитном поле с индук­цией В =9 мТл по винтовой линии, радиус R которой равен 1 см и шаг h=7,8 см. Определить период Т обращения электрона и его скорость 

.

23.24. В однородном магнитном поле с индукцией В=2 Тл дви­жется протон. Траектория его движения представляет собой винто­вую линию с радиусом R =10 см и шагом h=60 см. Определить кине­тическую энергию Т протона.

23.25. Электрон влетает в однородное магнитное поле напря­женностью H =16 кА/м со скоростью =8 Мм/с. Вектор скорости составляет угол  =60° с направлением линий индукции. Определить радиус R и шаг h винтовой линии, по которой будет двигаться электрон в магнитном поле. Определить также шаг винтовой линии для электрона, летящего под малым углом к линиям индукции.

23.26. Определить энергию , которую приобретает протон, сде­лав N=40 оборотов в магнитном поле циклотрона, если максималь­ное значение U_max переменной разности потенциалов между дуантами равно 60 кВ. Определить также относительное увеличение m/m₀ массы протона в сравнении с массой покоя, а также скорость v про­тона.

23.27. Вычислить скорость v и кинетическую энергию Т -частиц, выходящих из циклотрона, если, подходя к выходному окну, ионы движутся по окружности радиусом R=50 см. Индукция В магнит­ного поля циклотрона равна 1,7 Тл.

23.28.

Индукция В магнитного поля циклотрона равна 1 Тл. Какова частота  ускоряющего поля между дуантами, если в цикло­троне ускоряются дейтоны?

23.29. В циклотроне требуется ускорять ионы гелия (Не⁺⁺ ). Частота  переменной разности потенциалов, приложенной к дуантам, равна 10 МГц. Какова должна быть индукция В магнитного поля, чтобы период Т обращения ионов совпадал с периодом измене­ния разности потенциалов?

23.30. Определить число N оборотов, которые должен сделать протон в магнитном поле циклотрона, чтобы приобрести кинетиче­скую энергию T=10МэВ, если при каждом обороте протон проходит между дуантами разность потенциалов

U=30 кВ.

23.31. Электрон движется по окружности в однородном магнит­ном поле со скоростью =0,8 с (с — скорость света в вакууме). Маг­нитная индукция В поля равна 0,01 Тл. Определить радиус окруж­ности в двух случаях: 1) не учитывая увеличение массы со скоростью; 2) учитывая это увеличение.

23.32. Электрон движется в магнитном поле по окружности ра­диусом R=2 см. Магнитная индукция В поля равна 0,1 Тл. Опреде­лить кинетическую энергию Т электрона *.

______________

*При решении задач 23.32—23.35 учесть изменение массы частицы от ее скорости.

23.33. Электрон, влетевший в камеру Вильсона, оставил след в виде дуги окружности радиусом R=10 см. Камера находится в однородном магнитном поле с индукцией В= 10 Тл. Определить кинетическую энергию Т электрона *.

23.34. Кинетическая энергия Т -частицы равна 500 МэВ. Части­ца движется в однородном магнитном поле по окружности радиусом R=80 см. Определить магнитную индукцию В поля *.

23.35. Электрон, имеющий кинетическую энергию Т=1,5 МэВ, движется в однородном магнитном поле по окружности. Магнитная индукция В поля равна 0,02 Тл. Определить период  обращения *.

Примеры решенных задач по физике на тему «Движение заряда в магнитном поле по спирали»

Ниже размещены условия задач и отсканированные решения. Если вам нужно решить задачу на эту тему, вы можете найти здесь  похожее условие и решить свою по аналогии.   Загрузка страницы может занять некоторое время в связи с большим количеством рисунков.  Если Вам понадобится решение задач или онлайн помощь по физике- обращайтесь, будем рады помочь.

Движение заряда в магнитном поле может происходить по прямой, по окружности и по спирали. Если угол между вектором скорости и силовыми линиями магнитного поля не равен нулю или 90 градусам, заряд движется по спирали — на него действует со стороны магнитного поля сила Лоренца, которое придает ему центростремительное ускорение. 

 

Частица, ускоренная разностью потенциалов 100В,  движется в магнитном поле с индукцией 0,1 Тл по спирали радиуса 6,5 см с шагом 1 см. Найти отношение заряда частицы к ее массе. 

Электрон влетает со скоростью 1 Мм/с в магнитное поле под углом 60 градусов к силовым линиям. Напряженность магнитного поля 1,5 кА/м. Найти радиус и шаг спирали, по которой будет двигаться электрон.

Электрон движется в магнитном поле с индукцией 100 мкТл по спирали с радиусом 5 см и шагом 20 см. Найти скорость электрона. 

Электрон, разогнанный разностью потенциалов 800В,  движется в магнитном поле с индукцией 4,7 мТл по спирали с  шагом 6 см. Найти радиус спирали.

Протон, разогнанный  разностью потенциалов 300В, влетает в магнитное поле под углом 30 градусов к силовым линиям. Индукция магнитного поля 20 мТл. Найти радиус и шаг спирали, по которой будет двигаться протон.

Электрон, разогнанный  разностью потенциалов 6 кВ, влетает в магнитное поле под углом 30 градусов к силовым линиям. Индукция магнитного поля 13 мТл. Найти радиус и шаг спирали, по которой будет двигаться электрон.

Альфа-частица, разогнанная  разностью потенциалов U, влетает в магнитное поле под углом  к силовым линиям. Индукция магнитного поля 50 мТл. Hадиус и шаг спирали — траектории частицы — соответственно 5 см и 1 см. Определить разность потенциалов U.

Электрон влетает со скоростью 1 Мм/с в магнитное поле под углом 30 градусов к силовым линиям. Индукция магнитного поля 1,2 мТл. Найти радиус и шаг спирали, по которой будет двигаться электрон.

Электрон влетает со скоростью 6 Мм/с в магнитное поле под углом 30 градусов к силовым линиям. Индукция магнитного поля 1,0 мТл. Найти радиус и шаг спирали, по которой будет двигаться электрон.

Электрон движется в магнитном поле индукцией 5 мТл по спирали шага 5 см и радиуса 2 см. Определить скорость и кинетическую энергию электрона и угол между векторами скорости электрона и магнитной индукции поля.

Сила Лоренца. Физика. 11 класс

Урок №8

Тема: «Решение задач: сила Лоренца».

Цели: развить навыки решения задач.

Ход урока.

1. Организационный момент.

2. Проверка домашнего задания.

Задача №1 Какая сила действует на протон, движущийся со скоростью 10 Мм/с в магнитном поле индукцией 0,2 Тл перпендикулярно линиям индукции?

Дано: Решение:

В=0,2Тл

v=10Мм/с

α=90^о

q=1,6·10⁻¹⁹ Кл

Fл-?

Ответ: .

Задача №2

В направлении, перпендикулярном линиям индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 10 Мм/с. Найти индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 1 см.

Дано: Решение:

v=10Мм/с

α=90^о

q=1,6·10⁻¹⁹ Кл

R=1см

В-?

Ответ:

Задача №3

Протон в магнитном поле индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найти скорость протона.

Дано: Решение:

В=0,01Тл

R=0,1м ,

α=90^о

v-?

Ответ: .

Задача №4

В однородное магнитное поле индукцией В = 10 мТл перпендикулярно линиям индукции влетает электрон с кинетической энергией Wк = 30 кэВ. Каков радиус кривизны траектории движения электрона в поле?

Дано: Решение:

В=0,01Тл

Wк = 30 кэВ= ,

=48*10^-16Дж

q=1,6·10⁻¹⁹ Кл

α=90^о

m=9,1*10^-31кг

R-?

Ответ:

1. Решение задач.

Задача №1

Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности со скоростью v = 10⁶ м/с. Индукция магнитного поля B = 0,3 Тл. Радиус окружности R = 4 см. Найти заряд q частицы, если известно, что ее энергия W =2*10^-15Дж.

Дано: Решение:

v = 10⁶ м/с На частицу, движущуюся в магнитном поле действует сила

B = 0,3 Тл Лоренца

R = 4 см = 0,04 м согласно 2-му закону Ньютона

W =2*10^-15Дж

q-?

массу найдем из формулы для кинетической энергии

Ответ:

Задача №2

Пройдя ускоряющую разность потенциалов U=3,52 кВ, электрон вылетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,01 Т. (перпендикулярно линиям магнитной индукции) и движется по окружности радиусом 2 см. Вычислите отношение заряда электрона к ее массе.

Дано: Решение:

U

B

R

Задача №3

Протон влетает в область однородного магнитного поля шириной h, индукция поля равна В. Скорость протона v перпендикулярна В и границе области. Под каким углом к первоначальному направлению движения вылетает протон.

Дано: h, v,B,q,m.

φ-?

Решение: на рисунке показана область поперечного

магнитного поля, высотой h. Вектор В магнитной индукции

перпендикулярен плоскости рисунка и направлен от

нас. Протон влетает в область магнитного поля

в точке А перпендикулярно силовым линиям поля

и далее движется в поле под действием силы Лоренца.

По условию задачи после вылета протона из области

с магнитном полем вектор скорости частицы отклонился от начального направления на угол φ. Так как вектор скорости частицы перпендикулярен радиусу дуги, по которой двигается частица, то угол R = h/sinφ,

для решения задачи нам необходимо определить R

Ответ:.

Задача №4

В область поперечного однородного магнитного поля с индукцией В = 0,1 Тл и размером h = 0,1 м по нормали влетает α-частица. Найти скорость частицы, если после прохождения магнитного поля она отклонится на угол φ = 30^о от первоначального направления. Для α-частицы отношение заряда частицы к её массе (удельный заряд) q/m = 0,5·10⁸ Кл/кг.

Дано: Решение:

В = 0.1 Тл см. чертеж предыдущей задачи

h = 0,1 м рассмотрим треугольник ΔОСD, он прямоугольный, в этом

φ = 30^о треугольнике гипотенуза ОС = СD/sinφ = R = h/sinφ

q/m = 0,5·10⁸ Кл/кг Если заряженная частица движется по дуге окружности, то.

V — ? формула расчета радиуса окружности имеет вид: R = mV/qB, где m — масса частицы, V- линейная скорость частицы на траектории, q — заряд частицы

Ответ:

Задача №5 (3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы_2000)

Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией В. В начальный момент времени электрон находился в точке А и его скорость была перпендикулярна вектору В. Найти перемещение электрона за время t. Массу и заряд электрона считать известными.

Дано: Решение:

B Из рисунка геометрически ясно, что

m , где — угол поворота

q радиус-вектора электрона, его

v угловая скорость. Поскольку

t и , то

s-?

Ответ:

— формула для равнобедренного треугольника, α – угол образованный равными сторонами; или формула для нахождения хорды окружности, α – угол образованный радиусами окружности.

Задача №6 (3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы_2000)

В магнитном поле, индукция которого 2мТл, по винтовой линии радиусом 2см и шагом 5 см движется электрон. Определить его скорость.

Дано: Решение:

В=2мТл т.к. электрон движется по винтовой линии, значит мы можем разбить

R=2см его скорость на две проекции: v1 перпендикулярна B v2 параллельна

h=5см B. Тогда , за то время пока

m,q электрон совершает один виток он смещается на шаг

v-?

Задача №7 (3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы_2000)

В однородном магнитном поле с индукцией В=2Тл движется протон. Траектория его движения представляет собой винтовую линию радиусом R=10см. кинетическая энергия протона 3,6 МэВ. Определите шаг винтовой линии.

Дано: Решение:

В=2Тл т.к. протон движется по винтовой линии, значит мы можем разбить

R=10см его скорость на две проекции: v1 перпендикулярна B v2 параллельна

Е_к=3,6 МэВ B. Тогда , за то время пока

m, q электрон совершает один виток он смещается на шаг

h-?

задача сводится к нахождению . Нам известно, что

Найдем :

Ответ: 0,6м.

Задача №8 (3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы_2000)

Какова кинетическая энергия протона, если его траектория в магнитном поле с индукцией В=2Тл представляет собой винтовую линию радиусом R=10см и с шагом h=60см.

Дано: Решение:

В=2Тл , для вычисления кинетической энергии необходимо найти

R=10см скорость: ,

m, q ;

h=60см

Е_к-?

Задача №9 (3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы_2000)

Электрон ускоряется постоянным электрическим полем напряженностью Е. через время t=10^-2с он влетает в область, где есть ещё магнитное поле. Во сколько раз нормальное ускорение больше тангенциального ускорения в этот момент времени, если В=10^-5Тл и v₀=0.

Дано: Решение:

t=10^-2с

В=10^-5Тл

v₀=0 когда частица находилась в электрическом поле

-?

нормальное ускорение сообщает электрону сила Лоренца (магнитное поле)

.

1. Подведение итогов урока.

2. Домашнее задание: §6, Рым.(№ 851, 852), упр.1 (з.4).

Используемые материалы:

• Универсальные поурочные разработки по физике 11 класс. – М.: Вако, 2009. – 464 с. – (В помощь школьному учителю), Волков В.А.

• Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 19-е изд. — М.: Просвещение, 2010. — 399 с.

• Физика. Задачник . 10-11 класс. : пособие для общеобразовательных учреждений/ А.П. Рымкевич. – 10-е изд., стереотип. – М. : Дрофа, 2006. – 188, [4] с.: ил. – (Задачники «Дрофы»).

• 3800 задач для школьников и поступающих в вузы. Физика. Турчина Н.В., Рудакова Л.И., Суров О.И. и др.

• http://egefizika5.com/egef13.htm

22,5 Сила на движущийся заряд в магнитном поле: примеры и приложения — College Physics

Магнитная сила может заставить заряженную частицу двигаться по круговой или спиральной траектории. Космические лучи — это энергичные заряженные частицы в космическом пространстве, некоторые из которых приближаются к Земле. Магнитное поле Земли может заставить их двигаться по спирали. Протоны в гигантских ускорителях удерживаются на круговом пути под действием магнитной силы. На фотографии пузырьковой камеры на рис. 22.19 показаны заряженные частицы, движущиеся по таким изогнутым траекториям.Изогнутые траектории заряженных частиц в магнитных полях являются основой ряда явлений и даже могут использоваться аналитически, например, в масс-спектрометре.

Рис. 22.19. Следы пузырьков создаются заряженными частицами высокой энергии, движущимися через перегретый жидкий водород в изображении пузырьковой камеры этим художником. Существует сильное магнитное поле, перпендикулярное странице, которое вызывает искривленные траектории частиц. Радиус пути можно использовать для определения массы, заряда и энергии частицы.

Так вызывает ли магнитная сила круговое движение? Магнитная сила всегда перпендикулярна скорости, поэтому она не действует на заряженную частицу. Таким образом, кинетическая энергия и скорость частицы остаются постоянными. Это влияет на направление движения, но не на скорость. Это типично для равномерного кругового движения. В простейшем случае заряженная частица движется перпендикулярно однородному BB-полю размером 12 {B} {}, как показано на рисунке 22.20. (Если это происходит в вакууме, магнитное поле является доминирующим фактором, определяющим движение.) Здесь магнитная сила обеспечивает центростремительную силу Fc = mv2 / rFc = mv2 / r размер 12 {F rSub {размер 8 {c}} = ital «mv» rSup {размер 8 {2}} / r} {}. Отметив, что sinθ = 1sinθ = 1 размер 12 {«sin» θ = 1} {}, мы видим, что F = qvBF = qvB size 12 {F = ital «qvB»} {}.

Рис. 22.20. Отрицательно заряженная частица движется в плоскости страницы в области, где магнитное поле перпендикулярно странице (представлено маленькими кружками с крестиками, как хвосты стрелок). Магнитная сила перпендикулярна скорости, поэтому скорость изменяется по направлению, но не по величине.Результат равномерного кругового движения.

Поскольку магнитная сила FF размером 12 {F} {} обеспечивает центростремительную силу FcFc размером 12 {F rSub {размер 8 {c}}} {}, мы имеем

qvB = mv2r.qvB = mv2r. размер 12 {ital «qvB» = {{ital «mv» rSup {size 8 {2}}} больше {r}} «.» } {}

22,6

Решение для размера rr 12 {r} {} дает

r = mvqB.r = mvqB. размер 12 {r = {{ital «mv»} больше {ital «qB»}} «.» } {}

22,7

Здесь rr размер 12 {r} {} — это радиус кривизны пути заряженной частицы с массой в мм размером 12 {m} {} и размером заряда qq 12 {q} {}, движется со скоростью vv размером 12 {v} {} перпендикулярно магнитному полю силой BB размером 12 {B} {}.Если скорость не перпендикулярна магнитному полю, то vv размер 12 {v} {} является составляющей скорости, перпендикулярной полю. Компонент скорости, параллельный полю, не изменяется, поскольку магнитная сила равна нулю для движения, параллельного полю. Это производит спиральное движение, а не круговое.

Пример 22.2

Расчет кривизны пути электрона, движущегося в магнитном поле: магнит на экране телевизора

Магнит, поднесенный к старомодному экрану телевизора, как на рисунке 22.21 (телевизоры с электронно-лучевыми трубками вместо ЖК-экранов) сильно искажает свое изображение, изменяя путь электронов, которые заставляют его люминофоры светиться. (Не пытайтесь делать это дома, так как это навсегда намагнитит и разрушит телевизор.) Чтобы проиллюстрировать это, вычислите радиус кривизны пути электрона, имеющего скорость 6,00 × 107 м / с 6,00 × 107 м / с размер 12 {6 «.» «00» умножить на «10» rSup {размер 8 {7}} «» м / с «} {} (соответствует ускоряющему напряжению около 10.0 кВ используется в некоторых телевизорах) перпендикулярно магнитному полю с напряженностью B = 0,500 ТБ = 0,500 Тл размером 12 {B = 0 «.» «500» T} {} (можно получить с постоянными магнитами).

Рис. 22.21 Вид сбоку, показывающий, что происходит, когда магнит соприкасается с монитором компьютера или экраном телевизора. Электроны движутся к экрану по спирали вокруг силовых линий магнитного поля, поддерживая компонент своей скорости, параллельный силовым линиям. Это искажает изображение на экране.

Стратегия

Найдем радиус кривизны rr прямо из уравнения r = mvqBr = mvqB, поскольку все остальные величины в нем даны или известны.

Решение

Использование известных значений массы и заряда электрона, а также данных значений размера vv 12 {v} {} и размера BB 12 {B} {} дает нам

r = mvqB = 9,11 × 10−31 кг 6,00 × 107 м / с 1,60 × 10−19C0.500T = 6,83 × 10−4mr = mvqB = 9,11 × 10−31 кг 6,00 × 107 м / с 1.60 × 10−19C0.500T = 6,83 × 10−4malignl {stack { размер 12 {r = {{ital «mv»} больше {ital «qB»}} = {{left (9 «.» «11» раз «10» rSup {size 8 {- «31»}} `» кг «right) left (6». «» 00 «умножить на» 10 «rSup {размер 8 {7}}» «m / s» right)} над {left (1 «.»» 60 «умножить на» 10 «rSup {size 8 {-» 19 «}}` C справа) влево (0 «.» «500» `T справа)}}} {} # = 6 «.» «83» умножить на «10» rSup {размер 8 {- 4}} `m {} }} {}

22,8

или

r = 0,683 мм. r = 0,683 мм. размер 12 {r = 0 «.» «683» «мм»} {}

22.9

Обсуждение

Маленький радиус указывает на большой эффект. Электроны в кинескопе телевизора движутся по очень узким кругам, сильно изменяя свой путь и искажая изображение.

Рисунок 22.22 показывает, как электроны, движущиеся не перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, следуют за силовыми линиями. Компонент скорости, параллельный линиям, не изменяется, поэтому заряды вращаются по спирали вдоль силовых линий. Если напряженность поля увеличивается в направлении движения, поле будет оказывать силу, замедляющую заряды, образуя своего рода магнитное зеркало, как показано ниже.

Рис. 22.22 Когда заряженная частица движется вдоль силовой линии магнитного поля в область, где поле становится сильнее, на частицу действует сила, уменьшающая составляющую скорости, параллельную полю.Эта сила замедляет движение вдоль силовой линии и переворачивает его, образуя «магнитное зеркало».

Свойства заряженных частиц в магнитных полях связаны с такими разными вещами, как Aurora Australis или Aurora Borealis и ускорителями частиц. Заряженные частицы, приближающиеся к линиям магнитного поля, могут быть захвачены спиральными орбитами вокруг линий, а не пересекать их. , как показано выше. Некоторые космические лучи, например, следуют за линиями магнитного поля Земли, проникая в атмосферу вблизи магнитных полюсов и вызывая южное или северное сияние за счет ионизации молекул в атмосфере.Это свечение возбужденных атомов и молекул показано на рисунке 22.1. Те частицы, которые приближаются к средним широтам, должны пересекать силовые линии магнитного поля, и многие из них не могут проникнуть в атмосферу. Космические лучи являются компонентом радиационного фона; следовательно, они дают более высокую дозу излучения на полюсах, чем на экваторе.

Рис. 22.23 Энергичные электроны и протоны, составляющие космических лучей, исходящие от Солнца и дальнего космоса, часто следуют за линиями магнитного поля Земли, а не пересекают их.(Напомним, что северный магнитный полюс Земли на самом деле является южным полюсом в смысле стержневого магнита.)

Некоторые входящие заряженные частицы попадают в ловушку магнитного поля Земли, образуя два пояса над атмосферой, известные как радиационные пояса Ван Аллена. первооткрыватель Джеймс А. Ван Аллен, американский астрофизик. (См. Рис. 22.24.) Частицы, захваченные этими поясами, образуют радиационные поля (похожие на ядерное излучение) настолько интенсивные, что пилотируемые космические полеты избегают их, а спутники с чувствительной электроникой не попадают в них.За несколько минут, которые потребовались лунным миссиям, чтобы пересечь радиационные пояса Ван Аллена, астронавты получили дозы радиации, более чем в два раза превышающие допустимые годовые дозы облучения работников. Другие планеты имеют аналогичные пояса, особенно те, которые имеют сильные магнитные поля, такие как Юпитер.

Рис. 22.24 Радиационные пояса Ван Аллена — это две области, в которых энергичные заряженные частицы удерживаются в магнитном поле Земли. Один пояс простирается примерно на 300 км над поверхностью Земли, другой — примерно на 16 000 км.Заряженные частицы в этих поясах мигрируют вдоль силовых линий магнитного поля и частично отражаются от полюсов более сильными полями. Заряженные частицы, попадающие в атмосферу, пополняются Солнцем и источниками в глубоком космосе.

Вернувшись на Землю, у нас есть устройства, которые используют магнитные поля для удержания заряженных частиц. Среди них гигантские ускорители частиц, которые использовались для исследования субструктуры материи. (См. Рис. 22.25.) Магнитные поля не только управляют направлением заряженных частиц, они также используются для фокусировки частиц в пучки и преодоления отталкивания одинаковых зарядов в этих пучках.

Рис. 22.25 На предприятии Fermilab в Иллинойсе есть большой ускоритель частиц (самый мощный в мире до 2008 года), который использует магнитные поля (магниты, обозначенные здесь оранжевым цветом), чтобы удерживать и направлять свой луч. Этот и другие ускорители используются в течение нескольких десятилетий и позволили нам открыть некоторые законы, лежащие в основе всей материи. (кредит: ammcrim, Flickr)

Термоядерный синтез (как на Солнце) — это надежда на будущий источник чистой энергии.Одним из наиболее многообещающих устройств является токамак , в котором магнитные поля используются для удержания (или улавливания) и направления реактивных заряженных частиц. (См. Рис. 22.26.) Менее экзотические, но более практичные усилители в микроволновых печах используют магнитное поле для сдерживания колеблющихся электронов. Эти колеблющиеся электроны генерируют микроволны, отправляемые в духовку.

Рис. 22.26. Токамаки, подобные показанному на рисунке, изучаются с целью экономичного производства энергии с помощью ядерного синтеза.Магнитные поля в устройстве в форме пончика содержат и направляют реактивные заряженные частицы. (Источник: Дэвид Меллис, Flickr)

Масс-спектрометры

имеют множество конструкций, и многие используют магнитные поля для измерения массы. Кривизна пути заряженной частицы в поле связана с ее массой и измеряется для получения информации о массе. (См. «Другие приложения магнетизма».) Исторически такие методы использовались при первых прямых наблюдениях за зарядом и массой электрона.Сегодня масс-спектрометры (иногда в сочетании с газовыми хроматографами) используются для определения состава и секвенирования больших биологических молекул.

Страница не найдена — Субхасиш Чандра

Это слово произносит средний человек в любых ситуациях от рождения до смерти.

(Я просто использую общее имя на английском языке. Вы можете использовать звук, который описывает его / ее на своем языке. Содержание этого блога останется прежним.)

Самый первый метод, которым мы учимся понимать Бога, — это религия. Каждая религия может иметь разные процессы понимания, процессы, которые передавались из поколения в поколение (с изменениями, производимыми людьми по мере необходимости) . Немногие религии имеют пантеон , в то время как немногие верят в « единственный ». Как бы то ни было, все религии согласны с тем, что Бог является высшей силой, контролирующей работу Вселенной.В то время как теисты полагают, что эта сила является сверхчеловеческой силой , атеисты сомневаются в самой правдивости этого аргумента. Но тем не менее все верят в существование сверхдержавы .

В детстве я всегда сталкивался с дилеммой выбора между Богами. Например, я, будучи бенгальцем, узнал кое-что о богине Дурге. Но я был удивлен, узнав, что пока «наша бенгальская Дурга» ехала на тигре, в Тумсаре ехали на льве! Меня смутила эта «дуальность Вагана».Как Дурга справилась с этой сменой «ваханов»? Правдоподобный ответ был таков, что она была богиней. И даже сейчас большинство вопросов, связанных с Богами, обычно заканчивается этим фантастическим аргументом.

В то время я прочитал в одной из книг о морали «Ананд Марг», сокращенно обозначенной БОГОМ,

G Энератор

О ператор

D эстроератор

Это показалось очень хорошим ответом. Я снова спросил значение этих слов в контексте.Мне сказали, что Бог создал все, что присутствует в этой вселенной, контролировал, как все эти творения должны были функционировать, а затем творения в конечном итоге были уничтожены. ( У моего дяди было фактически три имени, назначенных для каждой задачи: Генератор — Господь Брахма, Оператор — Господь Вишну и Разрушитель — Господь Шива. )

Мое понимание Богов продолжало оставаться в тумане. Чем больше я читал, видел, обсуждал и думал, тем больше сбивался с толку. В какой-то момент я фактически стал агностиком.Я нашел это занятие бесплодным. Но потом в жизни случилась «Пуна». Университет не только дал мне лучшее физическое образование, но и дал мне людей, которые были готовы обсуждать разные темы. Эти обсуждения могли показаться другим аргументами и спорами, но мы дорожили ими. Сумеру Гондане (в Яшада, Пуне) сказал мне позже, что первые ответы на все вопросы были даны религией, затем философией и, наконец, наукой.

Вы можете выбрать свой собственный метод, но в конечном итоге вы просто пытаетесь найти ответ на самый простой вопрос: « Какова причина того, что это происходит вот так? ».Я тоже прошел через эти обсуждения, чтобы узнать ответ. Что ж, невозможно получить конечный ответ на вопрос, имеющий бесконечное количество разветвлений. Но эти обсуждения в сочетании с изучением физики и особенно космологии заставляют меня поверить в Supreme Power .

Мы можем называть его любым именем; можем придать ему любую форму, какую захотим, но функция силы — это в конечном итоге то, что я прочитал в книге Ананда Марга. Исследования во всех науках показали, что эти процессы работают одинаково: Поколение → Операция → Разрушение → Генерация →… Круг продолжается и указывает на высшую силу, эффекты которой мы видим в наших соответствующих микрокосмосах.Если вы посмотрите на эти вещи в режиме от микро до макро, вы обнаружите бесконечную симметрию. Я думаю, эта симметрия побудила Эйнштейна сказать, что Бог не играет в кости.

Мы можем называть эту сверхдержаву Богом, अल्लाह, भगवान, Природа, Сингулярность, पूर्ण ब्रह्म, Ad Infinitum или как угодно. В конце концов, эта высшая сила является высшей истиной, и все, что изучается где-либо в этой вселенной, является пониманием проявления этой силы.

Итак, хотя мы не можем точно сказать точную форму или внешний вид Бога, его существование неоспоримо.

Как работают синхротроны?

Как работают синхротроны?

---

Как работают синхротроны?

---

Указатель материалов курса Указатель раздела Предыдущая страница Следующая Страница

---

Как работают синхротроны?

Это фундаментальный принцип физики: когда заряженные частицы при ускорении они испускают электромагнитное излучение.Повседневный пример этот эффект — радиопередатчик, в котором частицы ускоряются электроны в мачте передатчика; здесь ускорения таковы, что производимое излучение находится в радиочастотном диапазоне. Самый распространенный синхротроны также используют электроны, хотя их скорость и ускорение такие что они производят электромагнитное излучение, которое не только в радиочастотном диапазоне, но также в инфракрасном, видимом, ультрафиолетовом и Рентгеновская часть электромагнитного спектра.

Однако сначала мы должны обсудить «строительный блок» синхротронов, так называемый дипольный магнит, создающий вертикальное магнитное поле, H , в промежуток между его полюсами (см. ниже).

Дипольный магнит играет в синхротроне две жизненно важные роли. Прежде всего напомним еще один базовый принцип физики: если электрон, движущийся в направление v (горизонтально на диаграмме выше), пересекает магнитное поле H в направлении, перпендикулярном v ( H вертикально в на диаграмме выше), то на него будет воздействовать сила F (называемая сила Лоренца ) в направлении, перпендикулярном обоим v и H («внутрь», как показано в случае выше).Поскольку электрон движется со скоростью v , F производит центростремительное ускорение заставляя электрон двигаться по круговой орбите. Вторая важная особенность — это что, поскольку электрон ускоряется внутри дипольного магнита, он будет испускать электромагнитное излучение; однако мы вернемся ко второму важному ингредиент позже. Собрав серию таких дипольных магнитов по кругу подходящего радиуса, очевидно, можно заставить электрон двигаться вокруг замкнутого контура (см. ниже), состоящего из изогнутых (внутри диполя) магниты) и прямая (между дипольными магнитами) секции.

Это может быть простой синхротрон, который более правильно называть кольцо или накопительное кольцо , хотя есть несколько других аспектов и компоненты для рассмотрения. Сначала нам нужен источник энергичных электронов для питания в кольцо, и это делается с помощью линейного ускорителя ( linac ), который производит электроны с энергиями в диапазоне от сотен МэВ (10 ⁶ эВ) до нескольких ГэВ (10 ⁹ эВ).С некоторыми синхротроны (например, SRS ) небольшой «бустерный синхротрон», расположенный в между линейным ускорителем и основным синхротроном, временно используется во время «запуск» (именуемый , впрыск ) просто для того, чтобы перекрыть часть энергии разрыв между мощностью на выходе линейного ускорителя и потребляемой энергией на входе основной синхротронное кольцо. Однако ключевым аспектом инжекции является то, что электроны вводится дискретными импульсами , так что электроны существуют внутри накопительное кольцо в виде пучков , обычно одна или двести пучков распределены по всему кольцу.Это важно для эффективного действия другой компонент синхротрона, радиочастотный генератор / резонатор , из которых может быть несколько по кругу. Назначение этого устройства — синхронно (отсюда и название синхротрон ) подавать энергию на электрон сгустки, циркулирующие по кольцу, чтобы компенсировать потери энергии во время их излучение. Этот ток электронных сгустков медленно затухает. со временем из-за столкновений между электронами и любыми содержащимися молекулами внутри кольца; даже в условиях сверхвысокого вакуума (обычно 10 ^-10 мбар) в накопительном кольце балка накопителя обычно требует регенерировать примерно каждые 24 часа.Очень простой план синхротрона мог бы быть: Коричневыми линиями обозначены пути синхротронного излучения. испускается, когда сгустки электронов проходят через дипольные магниты; это производит «Екатерина Колесо «эффект. Свойства синхротронного излучения рассмотрены в следующая часть.

---

Указатель материалов курса Указатель раздела Предыдущая страница Следующая Страница

---

Сила на движущийся заряд в магнитном поле — College Physics: OpenStax

Каков механизм, с помощью которого один магнит воздействует на другой? Ответ связан с тем фактом, что весь магнетизм вызван током, потоком заряда. Магнитные поля действуют на движущиеся заряды , и поэтому они действуют на другие магниты, у всех из которых есть движущиеся заряды.

Магнитная сила, действующая на движущийся заряд, — одна из самых фундаментальных известных. Магнитная сила так же важна, как электростатическая или кулоновская сила. Однако магнитная сила более сложна как по количеству влияющих на нее факторов, так и по ее направлению, чем относительно простая кулоновская сила. Величина магнитной силы [латекс] \ boldsymbol {F} [/ latex] на заряде [латекс] \ boldsymbol {q} [/ latex], движущемся со скоростью [латекс] \ boldsymbol {v} [/ latex ] в магнитном поле напряженностью [латекс] \ boldsymbol {B} [/ latex] дается числом

[латекс] \ boldsymbol {F = qvB \; \ textbf {sin} \ theta}, [/ latex]

где [latex] \ boldsymbol {\ theta} [/ latex] — это угол между направлениями [latex] \ textbf {v} [/ latex] и [latex] \ textbf {B} [/ latex].Эту силу часто называют силой Лоренца . Фактически, именно так мы определяем напряженность магнитного поля [latex] \ boldsymbol {B} [/ latex] — в терминах силы, действующей на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле. Единица СИ для напряженности магнитного поля [латекс] \ boldsymbol {B} [/ latex] называется тесла (Тл) в честь эксцентричного, но блестящего изобретателя Николы Тесла (1856–1943). Чтобы определить, как тесла соотносится с другими единицами СИ, мы решаем [latex] \ boldsymbol {F = qvB \; \ textbf {sin} \ theta} [/ latex] для [latex] \ boldsymbol {B} [/ latex].

[латекс] \ boldsymbol {B =} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {F} {qv \; \ textbf {sin} \; \ theta}} [/ латекс]

Поскольку [latex] \ boldsymbol {\ textbf {sin} \; \ theta} [/ latex] не имеет единиц измерения, тесла составляет

[латекс] \ boldsymbol {1 \; \ textbf {T} =} [/ latex] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {1 \; \ textbf {N}} {\ textbf {C} \ cdot \; \ textbf {m / s}}} [/ латекс] [латекс] \ boldsymbol {=} [/ латекс] [латекс] \ boldsymbol {\ frac {1 \; \ textbf {N}} {\ textbf {A} \ cdot \; \ textbf {m}}} [/ латекс]

(обратите внимание, что C / s = A).

Еще одно устройство меньшего размера под названием gauss (G), где [latex] \ boldsymbol {1 \; \ textbf {G} = 10 ^ {- 4} \; \ textbf {T}} [/ latex] — это иногда используется.{-5} \; \ textbf {T}} [/ latex], или 0,5 г.

Направление магнитной силы [латекс] \ textbf {F} [/ latex] перпендикулярно плоскости, образованной [латексом] \ textbf {v} [/ latex] и [латексом] \ textbf {B} [ / latex], как определено правилом правой руки 1 (или RHR-1), которое проиллюстрировано на рисунке 1. RHR-1 утверждает, что для определения направления магнитной силы на положительный движущийся заряд вы указываете большой палец правой руки в направлении [латекс] \ textbf {v} [/ latex], пальцы в направлении [латекс] \ textbf {B} [/ latex], а перпендикуляр к ладони указывает в направление [латекс] \ textbf {F} [/ латекс].Один из способов запомнить это — это одна скорость, и поэтому большой палец представляет ее. Есть много линий поля, поэтому пальцы представляют их. Сила направлена ​​в том направлении, в котором вы толкаете ладонью. Сила, действующая на отрицательный заряд, прямо противоположна силе, действующей на положительный заряд.

Рис. 1. Магнитные поля действуют на движущиеся заряды. Эта сила — одна из самых основных известных. Направление магнитной силы на движущийся заряд перпендикулярно плоскости, образованной v и B , и следует правилу правой руки – 1 (RHR-1), как показано.Величина силы пропорциональна q , v , B и синусу угла между v и B .

Установление соединений: заряды и магниты

На статические заряды не действует магнитная сила. Однако на движущиеся заряды действует магнитная сила. Когда заряды неподвижны, их электрические поля не влияют на магниты. Но когда заряды движутся, они создают магнитные поля, которые действуют на другие магниты.Когда есть относительное движение, возникает связь между электрическим и магнитным полями — одно влияет на другое.

Пример 1. Расчет магнитной силы: магнитное поле Земли на заряженном стеклянном стержне

За исключением компасов, вы редко видите или лично испытываете силы из-за небольшого магнитного поля Земли. Чтобы проиллюстрировать это, предположим, что в физической лаборатории вы натираете стеклянный стержень шелком, помещая на него положительный заряд 20 нКл. Вычислите силу, действующую на стержень из-за магнитного поля Земли, если вы бросите его с горизонтальной скоростью 10 м / с на запад в место, где поле Земли направлено на север параллельно земле.(Направление силы определяется правилом правой руки 1, как показано на рисунке 2.)

Рис. 2. Положительно заряженный объект, движущийся строго на запад в области, где магнитное поле Земли направлено на север, испытывает силу, направленную прямо вниз, как показано. Отрицательный заряд, движущийся в том же направлении, почувствовал бы силу, направленную прямо вверх.

Стратегия

Нам дан заряд, его скорость, сила и направление магнитного поля. Таким образом, мы можем использовать уравнение [латекс] \ boldsymbol {F = qvB \; \ textbf {sin} \; \ theta} [/ latex], чтобы найти силу.{-11} \; \ textbf {N}} \ end {array}. [/ Latex]

Обсуждение

Эта сила совершенно незначительна для любого макроскопического объекта, что согласуется с опытом. (Он рассчитывается только с одной цифрой, поскольку поле Земли меняется в зависимости от местоположения и приводится только с одной цифрой.) Магнитное поле Земли, однако, оказывает очень важное влияние, особенно на субмикроскопические частицы. Некоторые из них рассматриваются в главе 22.5 «Сила движущегося заряда в магнитном поле: примеры и приложения».

Задачи и упражнения

1: Каково направление магнитной силы на положительный заряд, который движется, как показано в каждом из шести случаев, показанных на рисунке 3?

Рисунок 3.

2: Повторите главу 22.4 Проблемы и упражнения 1 для отрицательного заряда.

3: Каково направление скорости отрицательного заряда, который испытывает магнитную силу, показанную в каждом из трех случаев на рисунке 4, если предположить, что он движется перпендикулярно [латексу] \ boldsymbol {B} [/ latex]?

Рисунок 4.

4: Повторите главу 22.4 Проблемы и упражнения 3 для положительного заряда.

5: Каково направление магнитного поля, которое создает магнитную силу для положительного заряда, как показано в каждом из трех случаев на рисунке ниже, при условии, что [latex] \ textbf {B} [/ latex] перпендикулярно в [латекс] \ textbf {v} [/ латекс]?

Рисунок 5.

6: Повторите главу 22.4 Проблемы и упражнения 5 для отрицательного заряда.

7: Какое максимальное усилие действует на алюминиевый стержень с символом [латекс] \ bold {0.{-12} \; \ textbf {N}} [/ латекс]. Какой самый большой заряд может быть, если он движется с максимальной скоростью 30,0 м / с в поле Земли? (b) Обсудите, будет ли трудно ограничить заряд до значения, меньшего, чем значение, указанное в (a), сравнив его с типичным статическим электричеством и отметив, что статическое электричество часто отсутствует.

Решения

Задачи и упражнения

1: (a) Левый (Запад)

(б) На страницу

(в) Вверх (Север)

(d) Нет силы

(e) Правый (Восток)

(ж) Вниз (юг)

3: (а) Восток (справа)

(b) На страницу

(в) Юг (вниз)

5: (a) На страницу

(б) Запад (слева)

(c) Вне страницы

7: [латекс] \ boldsymbol {7.{-5} \; \ textbf {T}} [/ latex])
(b) Менее типичного статического, поэтому сложно

Векторный вид силы Лоренца. Сила Лоренца, определение, формула, физический смысл

Нигде школьный курс физики не имеет такого сходства с большой наукой, как электродинамика. В частности, его краеугольный камень — воздействие на заряженные частицы со стороны электромагнитного поля, нашло широкое применение в электротехнике.

Формула силы Лоренца

Формула описывает взаимосвязь между магнитным полем и основными характеристиками движущегося заряда.Но для начала нужно разобраться, что это такое.

Определение и формула силы Лоренца

В школе часто показывают опыт работы с магнитом и железными опилками на листе бумаги. Если поместить его под бумагу и слегка встряхнуть, то опилки выстроятся вдоль линий, которые обычно называют линиями магнитного натяжения. Проще говоря, это силовое поле магнита, окружающего его, как кокон. Он замкнут на себе, то есть не имеет ни начала, ни конца.Это векторная величина, направленная от южного полюса магнита на север.

Если в него влетит заряженная частица, поле поразит его очень любопытным образом. Она не сбавляла скорость и не ускорялась, а только отклонялась в сторону. Чем быстрее и сильнее поле, тем сильнее на него действует эта сила. Она была названа силой Лоренца в честь физика, который первым открыл это свойство магнитного поля.

Рассчитайте по специальной формуле:

здесь q — величина заряда в кулонах, v — скорость, с которой движется заряд, в м / с, а B — индукция магнитного поля в единицах измерения Т (Тесла).

Направление силы Лоренца

Ученые заметили, что существует определенная закономерность между тем, как частица летит в магнитное поле и где она ее отклоняет. Чтобы их было легче запомнить, они разработали специальное мнемоническое правило. Чтобы его запомнить, нужно совсем немного усилий, потому что он использует то, что всегда под рукой — руку. Точнее, левая рука, в честь которой она называется правилом левой руки.

Итак, ладонь должна быть раскрыта, четыре пальца смотрят вперед, большой выступает в сторону.Угол между ними равен 900. Теперь необходимо представить, что магнитный поток — это стрела, которая вонзается в ладонь изнутри и выходит сзади. В то же время пальцы смотрят в том же направлении, в котором летит воображаемая частица. В этом случае большой палец покажет, куда он отклонится.

Интересно!

Важно отметить, что правило левой руки применяется только к частицам со знаком плюс. Чтобы узнать, куда отклонится отрицательный заряд, нужно указать четырьмя пальцами в том направлении, откуда летит частица.Все остальные манипуляции остаются прежними.

Последствия свойства силы Лоренца

Тело летит в магнитном поле под определенным углом. Интуитивно понятно, что его значение имеет некоторое значение для характера воздействия поля на него, здесь вам нужно математическое выражение, чтобы сделать его более понятным. Вы должны знать, что и сила, и скорость — векторные величины, то есть у них есть направление. То же самое и с линиями магнитного натяжения. Тогда формулу можно записать так:

sin α здесь угол между двумя векторными величинами: скоростью и потоком магнитного поля.

Как известно, синус нулевого угла тоже равен нулю. Оказывается, если траектория частицы движется по силовым линиям магнитного поля, то она никуда не отклоняется.

В однородном магнитном поле силовые линии находятся на одинаковом и постоянном расстоянии друг от друга. Теперь представьте, что частица движется перпендикулярно этим линиям в таком поле. В этом случае сила Лоуренса заставит его двигаться по окружности в плоскости, перпендикулярной силовым линиям.Чтобы найти радиус этого круга, вам нужно знать массу частицы:

Величина заряда взята не случайно за модуль. Это означает, что не имеет значения, входит ли в магнитное поле отрицательная или положительная частица: радиус кривизны будет одинаковым. Изменится только направление, в котором он летит.

Во всех остальных случаях, когда заряд находится под определенным углом α с магнитным полем, он будет двигаться по траектории, напоминающей спираль с постоянным радиусом R и шагом h.Его можно найти по формуле:

Еще одним следствием свойств этого явления является то, что она не выполняет никакой работы. То есть он не отдает и не забирает энергию у частицы, а только меняет направление ее движения.

Наиболее яркой иллюстрацией этого эффекта взаимодействия магнитного поля и заряженных частиц является северное сияние. Магнитное поле, окружающее нашу планету, отклоняет заряженные частицы, приходящие от Солнца.Но поскольку он наиболее слаб на магнитных полюсах Земли, электрически заряженные частицы проникают туда, заставляя атмосферу светиться.

Центростремительное ускорение, придаваемое частицам, используется в электрических машинах — электродвигателях. Хотя здесь уместнее говорить о силе Ампера — частном проявлении силы Лоуренса, действующей на проводник.

Принцип работы ускорителей частиц также основан на этом свойстве электромагнитного поля.Сверхпроводящие электромагниты отклоняют частицы от линейного движения, заставляя их двигаться по кругу.

Самое любопытное то, что сила Лоренца не подчиняется третьему закону Ньютона, который гласит, что каждое действие имеет свою собственную оппозицию. Это связано с тем, что Исаак Ньютон считал, что любое взаимодействие на любом расстоянии происходит мгновенно, но это не так. На самом деле это происходит через поля. К счастью, затруднений удалось избежать, поскольку физикам удалось переработать третий закон в закон сохранения количества движения, что справедливо и для эффекта Лоуренса.

Формула силы Лоренца при наличии магнитного и электрического полей

Магнитное поле присутствует не только в постоянных магнитах, но и в любом проводнике электричества. Только в этом случае помимо магнитной составляющей в ней присутствует еще и электрическая составляющая. Однако даже в этом электромагнитном поле эффект Лоуренса продолжает испытывать влияние и определяется формулой:

где v — скорость электрически заряженной частицы, q — ее заряд, B и E — силы магнитного и электрического полей поля.

Единицы силы Лоренца

Как и большинство других физических величин, которые действуют на тело и изменяют его состояние, оно измеряется в ньютонах и обозначается буквой N.

Концепция напряженности электрического поля

Электромагнитное поле фактически состоит из двух половин — электрической и магнитной. Это точно близнецы, у которых все одинаково, но характер у них другой. А если присмотреться, можно заметить небольшие отличия во внешнем виде.

То же самое и с силовыми полями.Электрическое поле также имеет напряженность — векторную величину, которая является характеристикой мощности. Он воздействует на неподвижные в нем частицы. Сама по себе это не сила Лоренца, ее просто нужно учитывать при расчете воздействия на частицу в присутствии электрического и магнитного полей.

Напряженность электрического поля

Напряженность электрического поля влияет только на неподвижный заряд и определяется по формуле:

Единица измерения — Н / К или В / м.

Примеры задач

Проблема 1

На заряд 0,005 Кл, который движется в магнитном поле с индукцией 0,3 Тл, действует сила Лоренца. Вычислите это, если скорость заряда составляет 200 м / с, и он движется под углом 450 к линиям магнитной индукции.

Проблема 2

Определить скорость тела, которое имеет заряд и которое движется в магнитном поле с индукцией 2 Тл под углом 900. Величина, с которой поле действует на тело, составляет 32 Н, заряд тела равен 5 × 10-3 С.

Задача 3

Электрон движется в однородном магнитном поле под углом 900 к его силовым линиям. Величина, с которой поле действует на электрон, составляет 5 × 10-13 Н. Величина магнитной индукции составляет 0,05 Тл. Определите ускорение электрона.

ac = v2R = 6 × 10726,8 × 10-3 = 5 × 1017 мс2

Электродинамика оперирует понятиями, аналогию которым в обычном мире трудно найти. Но это вовсе не означает, что их невозможно постичь.С помощью различных визуальных экспериментов и природных явлений процесс познания мира электричества может стать поистине захватывающим.

Сила, действующая из магнитного поля на движущуюся электрически заряженную частицу.

где q — заряд частицы;

В — скорость заряда;

a — угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.

Направление силы Лоренца определяется согласно правилу левой руки:

Если положить левую руку так, чтобы составляющая вектора индукции, перпендикулярная скорости, попадала в ладонь, а четыре пальца располагались в направлении скорости движения положительного заряда (или против направления скорости движения положительного заряда) отрицательный заряд), то согнутый большой палец укажет направление силы Лоренца:

Поскольку сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости заряда, она не выполняет работу (т.е.е., не меняет величины скорости заряда и его кинетической энергии).

Если заряженная частица движется параллельно силовым линиям магнитного поля, то Fl = 0, и заряд в магнитном поле движется равномерно и прямолинейно.

Если заряженная частица движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, то сила Лоренца центростремительная:

и создает центростремительное ускорение, равное:

В этом случае частица движется по кругу.

Согласно второму закону Ньютона: сила Лоренца равна произведению массы частицы на центростремительное ускорение:

, тогда радиус круга равен:

и период обращения заряда в магнитном поле:

Поскольку электрический ток — это упорядоченное движение зарядов, действие магнитного поля на проводник с током является результатом его воздействия на отдельные движущиеся заряды. Если ввести проводник с током в магнитное поле (рис.96, а), то мы увидим, что в результате сложения магнитных полей магнита и проводника результирующее магнитное поле будет увеличиваться с одной стороны проводника (на рисунке выше) и ослаблять магнитное поле с другой стороны проводник (на рисунке ниже). В результате действия двух магнитных полей произойдет искривление магнитных линий, и они, пытаясь сжаться, будут толкать проводник вниз (рис. 96, б).

Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, можно определить по «правилу левой руки».Если левую руку поместить в магнитное поле так, что магнитные линии, выходящие из Северного полюса, кажутся входящими в ладонь, а четыре вытянутых пальца совпадают с направлением тока в проводнике, то большой палец, согнутый из руки покажет направление силы. Сила Ампера, действующая на элемент длины проводника, зависит от: величины магнитной индукции B, величины тока в проводнике I, элемента длины проводника и синуса угла а между направлением элемента длины проводника и направлением магнитного поля.

Эту зависимость можно выразить формулой:

Для прямого проводника конечной длины, расположенного перпендикулярно направлению однородного магнитного поля, сила, действующая на проводник, будет:

Из последней формулы определяем размерность магнитной индукции.

Т.к. размерность силы:

, то есть размерность индукции такая же, как полученная нами из закона Био и Савара.

Тесла (единица магнитной индукции)

тесла, единица магнитной индукции Международная система единиц, равно магнитной индукции, , при которой магнитный поток через поперечное сечение площадью 1 м 2 равен 1 Вебер. Назван в честь Н. Тесла. Условные обозначения: русский tl, международный T. 1 tl = 104 rs ( гаусс ) .

Магнитный момент , магнитный дипольный момент — основная величина, характеризующая магнитные свойства вещества.Магнитный момент измеряется в А · м 2 или Дж / Тл (СИ), или эрг / Г (СГС), 1 эрг / Г = 10 -3 Дж / Т. Конкретной единицей элементарного магнитного момента является магнетон Бора. . В случае плоской цепи с электрическим током магнитный момент рассчитывается как

где — ток в контуре, — площадь контура, — единичный вектор нормали к плоскости контура. Направление магнитного момента обычно определяется в соответствии с правилом подвеса: если повернуть ручку подвеса в направлении тока, направление магнитного момента будет совпадать с направлением поступательного движения подвеса.

Для произвольного замкнутого контура магнитный момент находится по формуле:

где — радиус-вектор, проведенный от начала координат до элемента длины контура

В общем случае произвольного распределения токов в среде:

где — плотность тока в элементе объема.

Итак, крутящий момент действует на цепь с током в магнитном поле. Контур ориентирован в заданной точке поля только одним способом. Возьмем положительное направление нормали за направление магнитного поля в данной точке.Крутящий момент прямо пропорционален величине тока I , площади контура S и синусу угла между направлением магнитного поля и нормалью.

здесь M — крутящий момент , или момент силы , — магнитный момент Схема (аналогично — электрический момент диполя).

В неоднородном поле () формула верна, если размер контура достаточно мал (тогда поле можно считать приблизительно однородным внутри контура).Следовательно, токовая петля все еще имеет тенденцию поворачиваться, так что ее магнитный момент направлен вдоль линий вектора.

Но, кроме того, результирующая сила действует на цепь (в случае однородного поля и. Эта сила действует на цепь с током или на постоянный магнит с моментом и втягивает их в область более сильного магнитного поля). поле.
Работа по перемещению цепи с током в магнитном поле.

Нетрудно доказать, что работа перемещения контура с током в магнитном поле равна, где и — магнитные потоки через площадь контура в конечном и начальном положениях.Эта формула справедлива, если ток контура постоянен , т.е. при перемещении контура явление электромагнитной индукции не учитывается.

Формула действительна также для больших контуров в сильно неоднородном магнитном поле (при условии, что I = const).

Наконец, если цепь с током не смещается, а изменяется магнитное поле, т.е. изменяется магнитный поток через поверхность, охватываемую контуром, от значения до, то для этого нужно проделать ту же работу.Эта работа называется работой по изменению магнитного потока, связанного с контуром. Поток вектора магнитной индукции (магнитного потока) через площадь dS называется скалярной физической величиной, равной

где B n = Вcosα — проекция вектора V на направление нормали к сайту dS (α — угол между векторами n и V ), d S = dS n — это вектор, модуль которого равен dS, а его направление совпадает с направлением нормали n к площадке.Векторный поток V может быть как положительным, так и отрицательным, в зависимости от знака cosα (задается выбором положительного направления нормали n ). Векторный поток В обычно связан с цепью, по которой протекает ток. В данном случае мы указали положительное направление нормали к контуру: оно связано с током по правилу правого винта. Это означает, что магнитный поток, создаваемый контуром через ограниченную им поверхность, всегда положительный.

Поток вектора магнитной индукции Ф B через произвольную заданную поверхность S равен

Для однородного поля и плоской поверхности, перпендикулярной вектору V , B n = B = const и

Из этой формулы устанавливается единица магнитного потока weber (Wb): 1 Wb — магнитный поток, который проходит через плоскую поверхность площадью 1 м 2, которая расположена перпендикулярно однородному магнитному полю и индукция которого равна 1 Тл (1 Вт = 1 Тл · м2).

Теорема Гаусса для поля B : поток вектора магнитной индукции через любую замкнутую поверхность равен нулю:

Эта теорема является отражением того факта, что нет магнитных зарядов , в результате чего линии магнитной индукции не имеют ни начала, ни конца и замкнуты.

Следовательно, для потоков векторов V и E получаются разные формулы через замкнутую поверхность в вихревом и потенциальном полях.

В качестве примера найдем поток вектора V через соленоид. Магнитная индукция однородного поля внутри соленоида с сердечником с магнитной проницаемостью μ равна

Магнитный поток через один виток соленоида площадью S равен

.

и полный магнитный поток, который связан со всеми витками соленоида и называется потокосцеплением ,

Почему история добавляет некоторых ученых на свои страницы золотыми буквами, а некоторых стирает без остатка? Каждый, кто приходит в науку, обязан оставить в ней свой след.История судит по размеру и глубине этого следа. Итак, Ампер и Лоренц внесли неоценимый вклад в развитие физики, что позволило не только развить научные теории, но и получило значительную практическую ценность. Как появился телеграф? Что такое электромагниты? На все эти вопросы мы ответим на сегодняшнем уроке.

Для науки огромную ценность имеют полученные знания, которые впоследствии могут найти свое практическое применение.Новые открытия не только расширяют горизонты исследований, но и ставят новые вопросы и проблемы.

Выделим основные открытия Ampere в области электромагнетизма.

Во-первых, это взаимодействие проводников с током. Два параллельных проводника с токами притягиваются друг к другу, если токи в них сонаправлены, и отталкиваются, если токи в них противоположно направлены (рис. 1).

Рис. 1. Проводники с током

Закон Ампера читает:

Сила взаимодействия двух параллельных проводников пропорциональна произведению токов в проводниках, пропорциональна длине этих проводников и обратно пропорциональна расстоянию между ними.

Сила взаимодействия двух параллельных проводников,

Значения токов в проводниках,

— длина жил,

Расстояние между проводниками,

Магнитная постоянная.

Открытие этого закона позволило ввести в единицы измерения величину силы тока, которой до того времени не существовало. Итак, если исходить из определения силы тока как отношения количества заряда, переносимого через поперечное сечение проводника за единицу времени, то мы получим принципиально неизмеримую величину, а именно количество заряда, передаваемого через сечение проводника.Исходя из этого определения, мы не сможем ввести единицу измерения силы тока. Закон Ампера позволяет установить связь между значениями токов в проводниках и величинами, которые можно измерить эмпирически: механической силой и расстоянием. Таким образом, можно ввести в рассмотрение единицу силы тока — 1 А (1 ампер).

Ток в один ампер — это ток, при котором два однородных параллельных проводника, расположенные в вакууме на расстоянии одного метра от другого, взаимодействуют с силой Ньютона.

Закон взаимодействия токов — два параллельных проводника в вакууме, диаметры которых намного меньше расстояний между ними, взаимодействуют с силой, прямо пропорциональной произведению токов в этих проводниках и обратно пропорциональной расстоянию между ними.

Еще одно открытие Ампера — закон действия магнитного поля на проводник с током. Это выражается прежде всего в воздействии магнитного поля на катушку или рамку с током.Итак, момент силы действует на петлю с током в магнитном поле, который стремится развернуть эту петлю таким образом, что ее плоскость становится перпендикулярной линиям магнитного поля. Угол поворота прямо пропорционален величине тока в витке. Если внешнее магнитное поле в контуре постоянно, то значение модуля магнитной индукции также будет постоянным. Площадь петли при не очень больших токах также можно считать постоянной, поэтому верно, что сила тока равна произведению момента сил, разворачивающих петлю с током, на некоторую постоянную величину при постоянных условиях. .

— текущая сила,

— момент сил, разворачивающих катушку с током.

Следовательно, появляется возможность измерения силы тока по величине угла поворота рамки, которая реализована в измерительном приборе — амперметре (рис. 2).

Рис. 2. Амперметр

После открытия действия магнитного поля на проводник с током, Ампер понял, что это открытие можно использовать, чтобы заставить проводник двигаться в магнитном поле.Итак, магнетизм можно превратить в механическое движение — создать двигатель. Одним из первых, кто работал на постоянном токе, был электродвигатель (рис.3), созданный в 1834 году русским инженером-электриком Б.С. Якоби.

Рис. 3. Двигатель

Рассмотрим упрощенную модель двигателя, которая состоит из неподвижной части с прикрепленными к ней магнитами — статора. Внутри статора рама из проводящего материала, называемая ротором, может свободно вращаться. Чтобы электрический ток проходил через корпус, он подключается к клеммам с помощью скользящих контактов (рис.4). Если подключить двигатель к источнику постоянного тока в цепи с вольтметром, то при замыкании цепи рамка с током начнет вращаться.

Рис. 4. Принцип работы электродвигателя

В 1269 году французский натуралист Пьер де Марикур написал труд под названием «Письмо на магните». Основной целью Пьера де Марикура было создание вечного двигателя, в котором он собирался использовать удивительные свойства магнитов.Насколько успешными были его попытки, неизвестно, но точно известно, что Якоби использовал свой электродвигатель для приведения лодки в движение, в то время как он смог разогнать ее до скорости 4,5 км / ч.

Следует упомянуть еще об одном устройстве, которое работает по законам Ампера. Ампер показал, что катушка тока ведет себя как постоянный магнит. Это означает, что можно сконструировать электромагнит — устройство, мощность которого можно регулировать (рис. 5).

Рис. 5.Электромагнит

Именно Ампера пришла в голову идея, что, объединив проводники и магнитные стрелки, можно создать устройство, передающее информацию на расстояние.

Рис. 6. Электрический телеграф

Идея телеграфа (рис. 6) возникла в самые первые месяцы после открытия электромагнетизма.

Однако электромагнитный телеграф получил широкое распространение после того, как Сэмюэл Морзе создал более удобный аппарат и, самое главное, разработал двоичный алфавит, состоящий из точек и тире, который получил название кода Морзе.

От передающего телеграфного аппарата с помощью ключа Морзе, замыкающего электрическую цепь, в линии связи формируются короткие или длинные электрические сигналы, соответствующие точкам или тире кода Морзе. На приемном телеграфном аппарате (пишущем устройстве) на время прохождения сигнала (электрического тока) электромагнит притягивает якорь, с которым жестко связано пишущее металлическое колесо или писец, оставляющий чернильный след на бумаге. лента (рис.7).

Рис. 7. Схема телеграфа

Математик Гаусс, познакомившись с исследованиями Ампера, предложил создать оригинальную пушку (рис. 8), работающую по принципу действия магнитного поля на железный шар — a снаряд.

Рис. 8. Пушка Гаусса

Следует обратить внимание на то, в какую историческую эпоху были сделаны эти открытия. В первой половине XIX века Европа семимильными шагами шла по пути промышленной революции — это было благодатное время для научных открытий и их быстрого внедрения на практике.Ампер, несомненно, внес значительный вклад в этот процесс, дав цивилизации электромагниты, электродвигатели и телеграф, которые широко используются до сих пор.

Выделим основные открытия Лоренца.

Лоренц установил, что магнитное поле действует на движущуюся в нем частицу, заставляя ее двигаться по дуге окружности:

Сила Лоренца — это центростремительная сила, перпендикулярная направлению скорости. Прежде всего, закон, открытый Лоренцем, позволяет определить такую ​​важную характеристику, как отношение заряда к массе — , удельный заряд .

Удельное значение заряда — это значение, уникальное для каждой заряженной частицы, что позволяет идентифицировать их, будь то электрон, протон или любая другая частица. Таким образом, ученые получили мощный исследовательский инструмент. Например, Резерфорд смог проанализировать радиоактивное излучение и идентифицировать его компоненты, среди которых есть альфа-частицы — ядро ​​атома гелия — и бета-частицы — электроны.

В ХХ веке появились ускорители, работа которых основана на том, что заряженные частицы ускоряются в магнитном поле.Магнитное поле искривляет траектории частиц (рис. 9). Направление изгиба следа позволяет судить о знаке заряда частицы; Измеряя радиус траектории, можно определить скорость частицы, если известны ее масса и заряд.

Рис. 9. Кривизна траектории частиц в магнитном поле

Большой адронный коллайдер был разработан на этом принципе (рис. 10). Благодаря открытиям Лоренца наука получила принципиально новый инструмент для физических исследований, открывший путь в мир элементарных частиц.

Рис. 10. Большой адронный коллайдер

.

Чтобы охарактеризовать влияние ученого на технический прогресс, напомним, что выражение для силы Лоренца подразумевает возможность вычисления радиуса кривизны траектории частицы, движущейся в постоянном магнитном поле. При постоянных внешних условиях этот радиус зависит от массы частицы, ее скорости и заряда. Таким образом, мы получаем возможность классифицировать заряженные частицы по этим параметрам, а значит, мы можем анализировать любую смесь.Если смесь веществ в газообразном состоянии ионизируется, ускоряется и направляется в магнитное поле, то частицы начнут двигаться по дугам окружностей с разным радиусом — частицы покинут поле в разных точках, и все, что останется, — это Для фиксации этих точек отправления используется экран, покрытый люминофором, который светится при попадании в него заряженных частиц. Именно по этой схеме работает масс-анализатор (рис. 11) . Масс-анализаторы широко используются в физике и химии для анализа состава смесей.

Рис. 11. Масс-анализатор

Это далеко не все технические устройства, которые работают на основе разработок и открытий Ампера и Лоренца, потому что научные знания рано или поздно перестают быть исключительной собственностью ученых и становятся достоянием цивилизации, при этом воплощаясь в различных технические устройства, делающие нашу жизнь более комфортной.

Библиография

1. Касьянов В.А., Физика 11 класс: Учебное пособие.для общего образования. учреждения. — 4-е изд., Стереотип. — М .: Дрофа, 2004. — 416с .: ил., 8 с. цвет вкл.
2. Генденштейн Л.Е., Дик Ю.И., Физика 11. — М .: Мнемозина.
3. Тихомирова С.А., Яворский Б.М., Физика 11. — М .: Мнемозина.

1. Интернет-портал «Чип и Дип» ().
2. Интернет-портал «Киевская городская библиотека» ().
3. Интернет-портал «Институт дистанционного образования» ().

Домашнее задание

1.Касьянов В.А., Физика 11 класс: Учеб. для общего образования. учреждения. — 4-е изд., Стереотип. — М .: Дрофа, 2004. — 416с .: ил., 8 с. цвет вкл., арт. 88, с. 1-5.

2. В камере Вильсона, помещенной в однородное магнитное поле с индукцией 1,5 Тл, альфа-частица, летя перпендикулярно линиям индукции, оставляет след в виде дуги окружности с радиус 2,7 см. Определите импульс и кинетическую энергию частицы. Масса альфа-частицы равна 6.7 ∙ 10-27 кг, а заряд 3,2 ∙ 10-19 кл.

3. Масс-спектрограф. Пучок ионов, ускоренный разностью потенциалов 4 кВ, летит в однородное магнитное поле с магнитной индукцией 80 мТл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Пучок состоит из двух типов ионов с молекулярной массой 0,02 кг / моль и 0,022 кг / моль. Все ионы имеют заряд 1,6 ∙ 10 -19 Кл. Ионы вылетают из поля двумя пучками (рис. 5). Найдите расстояние между испускаемыми пучками ионов.

4. * С помощью электродвигателя постоянного тока поднимают груз на веревке. Если двигатель отключен от источника напряжения и ротор закорочен, нагрузка будет снижаться с постоянной скоростью. Объясните этот феномен. Какую форму принимает потенциальная энергия нагрузки?

но нынешнее существо, то

Потому что nS d l — количество зарядов на том S d l , , затем за один заряд

или

Сила Лоренца — сила, действующая из магнитного поля на положительный заряд, движущийся со скоростью ( здесь — скорость упорядоченного движения носителей положительного заряда ) . Модуль силы Лоренца:

, где α — угол между и.

Из (2.5.4) видно, что сила () не действует на заряд, движущийся по линии.

Лоренц Хендрик Антон (1853–1928) — голландский физик-теоретик, создатель классической электронной теории, член Нидерландской академии наук. Получил формулу, связывающую диэлектрическую проницаемость с плотностью диэлектрика, дал выражение для силы, действующей на движущийся заряд в электромагнитном поле (сила Лоренца), объяснил зависимость электропроводности вещества от теплопроводности, разработал теория рассеивания света.Разработал электродинамику движущихся тел. В 1904 году он вывел формулы, связывающие координаты и время одного и того же события в двух разных инерциальных системах отсчета (преобразования Лоренца).

Сила Лоренца направлена ​​перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы и. К движущемуся положительному заряду применяется правило левой руки, или « правило буравчика » (рис. 2.6).

Направление действия силы для отрицательного заряда противоположно, поэтому к электронам применяется правило правой руки .

Поскольку сила Лоренца направлена ​​перпендикулярно движущемуся заряду, т.е. перпендикулярно , , работа этой силы всегда равна нулю . Следовательно, действуя на заряженную частицу, сила Лоренца не может изменить кинетическую энергию частицы.

Часто Сила Лоренца представляет собой сумму электрических и магнитных сил :

,

(2.5.4)

здесь электрическая сила ускоряет частицу, изменяет ее энергию.

Ежедневно мы наблюдаем действие магнитной силы на движущийся заряд на экране телевизора (рис. 2.7).

Движение электронного луча вдоль плоскости экрана стимулируется магнитным полем отклоняющей катушки. Если поднести постоянный магнит к плоскости экрана, то его влияние на электронный пучок легко заметить по возникающим на изображении искажениям.

Действие силы Лоренца в ускорителях заряженных частиц подробно описано в разделе 4.3.

« Физика — 11 класс»

Магнитное поле действует с силой на движущиеся заряженные частицы, в том числе проводники с током.
Какая сила действует на одну частицу?

1.
Сила, действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля, называется силой Лоренца в честь великого голландского физика Х. Лоренца, создавшего электронную теорию строения материи.
Сила Лоренца может быть найдена с помощью закона Ампера.

Модуль силы Лоренца равен отношению модуля силы F, действующей на участок проводника длиной Δl, к количеству N заряженных частиц, движущихся упорядоченно в этом участке проводника:

Так как сила (сила Ампера), действующая на сечение проводника со стороны магнитного поля
, равна F = | Я | BΔl sin α ,
и ток в проводнике I = qnvS
, где
q — заряд частицы,
n — концентрация частиц (т.е.е., количество зарядов в единице объема)
v — скорость частицы
S — поперечное сечение проводника.

Тогда получаем:
На каждый движущийся заряд со стороны магнитного поля действует сила Лоренца , равная:

где α — угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции.

Сила Лоренца перпендикулярна векторам и.

2.
Направление силы Лоренца

Направление силы Лоренца определяется с использованием тех же правил левой руки , что и направление силы Ампера:

Если левая рука расположена так, что составляющая магнитной индукции, перпендикулярная скорости заряда, входит в ладонь, а четыре вытянутых пальца направлены вдоль движения положительного заряда (против движения отрицательного), то большой палец, согнутый на 90 °, будет указывать направление силы Лоренца, действующей на заряд F l

3.
Если в пространстве, где движется заряженная частица, есть и электрическое поле, и магнитное поле, то полная сила, действующая на заряд, равна: = el + l, где сила, с которой электрическое поле действует на заряд q равно F el = q …

4.
Сила Лоренца не работает , поскольку она перпендикулярна вектору скорости частицы.
Это означает, что сила Лоренца не изменяет кинетическую энергию частицы и, следовательно, модуль ее скорости.
Под действием силы Лоренца изменяется только направление скорости частицы.

5.
Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле

Имеется однородное магнитное поле , направленное перпендикулярно начальной скорости частицы.

Сила Лоренца зависит от модулей векторов скорости частиц и индукции магнитного поля.
Магнитное поле не изменяет модуль скорости движущейся частицы, а это означает, что модуль силы Лоренца остается неизменным.
Сила Лоренца перпендикулярна скорости и, следовательно, определяет центростремительное ускорение частицы.
Инвариантность по абсолютной величине центростремительного ускорения частицы, движущейся с постоянной скоростью по модулю, означает, что

В однородном магнитном поле заряженная частица движется равномерно по окружности радиуса r .

По второму закону Ньютона

Тогда радиус круга, по которому движется частица, равен:

Время, за которое частица совершает полный оборот (период обращения), равно:

6.
Использование действия магнитного поля на движущийся заряд.

Действие магнитного поля на движущийся заряд применяется в телевизионных трубках-кинескопах, в которых летящие к экрану электроны отклоняются магнитным полем, создаваемым специальными катушками.

Сила Лоренца используется в циклотроне, ускорителе заряженных частиц, для производства частиц высоких энергий.

Устройство масс-спектрографов также основано на действии магнитного поля, что позволяет точно определять массы частиц.

может отклоняться электронами с помощью магнитного поля

Пучок электронов проходит через отверстие и затем отклоняется магнитным … Этот эффект Холла позволяет нам определить, заряжены ли носители заряда в проводнике положительно или отрицательно. Гарет Мерфи. C Частицы могут быть ускорены до скорости 3,2 × 108 м / с. Бета-частицы — это быстро движущиеся электроны с очень малой массой и, следовательно, с высокой плотностью заряда по отношению к массе. Второй пучок электронов (также v = 8 x 10 5 м / с) входит в поле под углом 45 ° к направлению потока.Сильное магнитное поле может повлиять на работу рентгеновской трубки, поскольку получение рентгеновских лучей связано с ускорением электронов через трубку. На электрически заряженные частицы действует магнитное поле, а на электрически нейтральные — нет. Последовательность следующая: Этап 1: Ионизация: атом ионизируется, выбивая один или несколько электронов с образованием положительного иона. Заряженная частица, движущаяся в магнитном поле, испытывает силу. В 1879 году Эдвин Х. Холл, тогда 24-летний аспирант Университета Джонса Хопкинса…. спин) с этим сильным магнитным полем b. однородное магнитное поле. РАССЕЯНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ: • Рассеяние электронов происходит, когда электроны уходят со своей первоначальной траектории. Как электрон отклоняется в магнитном поле во время движения. В этой демонстрации ток, протекающий через катушку, создает магнитное поле. v — скорость электрона. Путь электронов в электрическом поле представляет собой параболу. Когда заряженные частицы, такие как электроны, проходят через магнитное поле, они ощущают силу Лоренца из-за своего электрического заряда, который искривляет их траекторию вокруг силовых линий магнитного поля.Гамма-лучи в магнитном поле. Гамма-лучи не подвержены влиянию магнитного поля. Линии магнитного поля Предположим, что в некоторой области пространства существует магнитное поле. Мы можем представить магнитные поля с помощью силовых линий, как мы это делали для электрических полей (1) направление касательной к силовой линии магнитного поля в любой точке дает направление в этой точке (2) расстояние между линиями представляет величину B r B r B r Электроны отклоняются магнитными полями. Какие из следующих частиц не могут быть отклонены магнитным полем (A) электроны (B) нейтроны (C) α-частицы (D) протоны.Ниже приведен эскиз того, как выглядит магнитное поле вокруг провода, когда по нему течет ток. Магнитное поле на частицах все еще существует, потому что ток не зависит от системы отсчета. Сила взаимодействия магнитного поля с электроном должна быть намного больше, чем сила гравитационного взаимодействия электронов. Голубые стрелки представляют магнитное поле, а светло-зеленые стрелки — электрическое поле. Q3 Если заряженная частица движется по прямой линии через некоторую область пространства, можете ли вы сказать, что магнитное поле в этой области равно нулю ?.Пучок заряженных частиц может отклоняться: как магнитным полем, так и электрическим полем. Единицы измерения магнитного поля: NN N T (Tesla) mCA-m Cm ss == ≡ Другой единицей, основанной на метрической системе cgs, является гаусс, где 1 G = 10 T − 4. 6. РАЗУМ И РЕШЕНИЕ Три частицы имеют одинаковые заряды и массы. Они входят в постоянное магнитное поле и следуют указанным путем. Электромагнитные гамма-лучи не отклоняются. Степень, в которой любая заряженная частица отклоняется магнитом, зависит от силы поля и размера заряда частицы.1а — линии магнитного потока произвольно определены как проходящие от северного до южного полюсов магнита; (б) крестики обозначают поле, направленное сверху на страницу. Это поле может быть создано одним электроном, перемещающим окружающее электрическое поле относительно некоторой тестовой частицы, заставляя ее чувствовать магнитное поле. Отклонение электрона из-за магнитного поля — определение Сила, действующая на электрон, движущийся со скоростью v во внешнем магнитном поле, определяется выражением q (v X B), где q — заряд электрона, а B — магнитное поле.Бета-частицы отклоняются магнитным полем в направлении, противоположном альфа-частицам, что подтверждает, что они должны удерживать заряд, противоположный альфа-частицам. Вывод: электроны могут отклоняться электрическим полем, а при движении — магнитным полем. Бета-частицы — это электроны высоких энергий. Итак, электрическое поле определяется выражением. Здесь положительный заряд отклоняется на север магнитным полем, т.е., следовательно, рентгеновские лучи не отклоняются электрическим или магнитным полем. Следовательно, (а) … см. Полный ответ ниже.Однако, когда переменный ток проходит через конденсатор, он создает круговое магнитное поле между пластинами. Кэролайн Стюарт. Принимая эти идеи, мы можем затем измерить эффект этого стержневого магнита, стреляя электронами через магнитное поле. Это подтверждает, что они заряжены отрицательно. Пучок электронов проходит через магнитное поле, не отклоняясь. (Пренебрегайте любыми другими полями.) Используя ворота, вы можете затем установить барьеры напряжения, которые можно использовать для управления траекторией отдельных электронов, в том числе заставляя их отскакивать (и, тщательно регулируя высоту барьера, вы также можете создать ситуацию, когда 50 % электронов отклоняется… электрическое поле, v — скорость заряженной частицы, а B — магнитное поле.Путь, по которому движется пучок электронов, может быть изменен силой Лоренца. Он продемонстрировал, что катодные лучи могут отклоняться или искривляться магнитными или электрическими полями, что указывает на то, что катодные лучи состоят из заряженных частиц (рис. 1.17 «Отклонение катодных лучей электрическим полем»). 1.5к. Электронный луч может отклоняться магнитным полем, когда он движется вертикально, и это заставляет его отклоняться по круговой траектории. В демонстрации 60.03 магнитное поле создает стержневой магнит.Электроны, движущиеся в пространстве, отклоняются в магнитном поле! [1, 2] Всегда перпендикулярная зубчатая плоскость, содержащая векторы, вектор скорости и коэффициент магнитного поля. Если магнитное поле селектора скорости имеет величину 0,010 Тл, какая величина электрического поля требуется, если электроны не должны отклоняться при прохождении через селектор скорости? Эксперимент Штерна-Герлаха продемонстрировал, что пространственная ориентация углового момента квантована. Таким образом было показано, что система атомного масштаба обладает внутренне квантовыми свойствами.r F = «erv # r B () (2) Чтобы исследовать движение электрона в магнитном поле, мы будем использовать электронно-лучевую трубку. E — напряженность электрического поля. Магнитное поле электронных пучков не является результатом действия электронов. движение, но их собственный магнитный момент. Селектор скорости: пучок электронов ускоряется через разность потенциалов 1,0 кВ перед входом в селектор скорости. Электронно-лучевая трубка. Магнитное поле — это векторное поле, которое описывает магнитное влияние на движение электрические заряды, электрические токи: ч2 и магнитные материалы.Магнитное поле — это векторное поле, которое описывает магнитное влияние на движущиеся электрические заряды, электрические токи: ch2 и магнитные материалы. Этот эффект часто используется для измерения магнитных полей. Эти силы могут быть описаны в терминах магнитного поля точно так же, как и электрические … Когда электроны проходили через электрическое поле, они испытывали электрическую силу = — и, таким образом, отклонялись против направления поля (противоположного, поскольку электрон имеет Движущиеся электроны отклоняются в приложенном магнитном поле за счет создания собственного магнитного поля просто при движении, но они также отклоняются в другом направлении в зависимости от направления стержневого магнита.На рисунке ниже показана картина поля в плоскости, перпендикулярной петле, раскрытой железными опилками. Электрическое поле может действовать на заряженную частицу, а магнитное поле — нет. Магнитная сила (F m), действующая на заряженную частицу заряда q, движущуюся со скоростью v в магнитном поле (B), задается уравнением: F m = qvBsinΘ. Теперь можно удерживать стержневой магнит сбоку от трубки, и вы увидите, что пучок электронов отклоняется вверх или вниз в зависимости от того, в каком направлении вы держите магнит.Горячие катоды (которые являются отрицательными) производят пучки электронов. • Поток заряженных частиц может отклоняться как электрическим зарядом, так и магнитным полем. • Электрическое поле может использоваться для компенсации магнитного отклонения — результирующий луч, таким образом, ведет себя так, как если бы он был нейтральным. • Требуемый ток, необходимый для «нейтрализации» магнитное поле указывает заряд луча е = 1,6х10-19С. Гамма-лучи в электрическом поле Эффект Холла можно использовать для измерения магнитных полей. Скачать pdf.Какую информацию это дает о магнитном поле? Теперь мы хотим, чтобы электрон проходил между пластинами, не отклоняясь; это означает, что электрическая сила и магнитная сила, действующие на электрон, должны быть равны: где. Магнитное поле на частицах все еще существует, потому что ток не зависит от системы отсчета. Электроны будут: A. отклоняться влево (к полюсу N) B. отклоняться вправо (к полюсу S) Электрический ток отклоняется магнитным полем — в проводящих материалах это приводит к так называемому холлу. эффект.Бета-частицы притягиваются к положительно заряженной пластине. Это правило описывает, как заряженная частица (наш электрон), движущаяся в магнитном поле, будет отклоняться этим полем под прямым углом как к полю, так и к направлению частицы. Если заряженная частица движется вдоль магнитного поля — параллельно или антипараллельно магнитному полю — тогда на нее не будет силы. Во-вторых, обратное магнитное поле B прикладывалось снизу вверх. Если магнитное поле переключателя скорости имеет величину 0.010 Тл, какая величина электрического поля требуется, если электроны не должны отклоняться при прохождении через селектор скорости? Это потому, что магнитные поля действуют на любые частицы, несущие электрический заряд. Мы знаем это, правило пламенной левой руки: согласно правилу пламенной левой руки большой, указательный и средний пальцы перпендикулярны друг другу. Если магнитное поле покрывает достаточно большую площадь, электроны будут двигаться по полному кругу. Электромагнитные волны состоят из электрического и магнитного поля (его составляющих), но никогда не отклоняются электрическим или магнитным полем.Подскажите, пожалуйста, почему. Усиливающие клапаны управляют полетом электронов, создавая электрические поля, но электроны могут отклоняться магнитными полями. Для воздействия электромагнитных полей частица должна иметь чистый заряд. Электроны отклоняются по кривой к положительной пластине. B — магнитное поле … В первоначальном эксперименте атомы серебра проходили через пространственно изменяющееся магнитное поле, которое отклоняло их до того, как они попали в экран детектора, например, на предметное стекло.• Это происходит из-за электростатических сил во взаимодействии материи. Нет, это не так. Катодные лучи (электроны) исходят от отрицательной пластины слева и ускоряются к положительной пластине, в центре которой есть отверстие. Пока заряженная частица движется по спирали, она может попасть в область, где магнитное поле неоднородно. B Протоны и нейтроны можно ускорить в циклотроне. показали, что могут. Я нашел ответ во многих местах, но все они разные и запутанные, поэтому теперь я помещаю его в ответы Yahoo.Рентгеновские лучи — это фотоны, и у них нет заряда. Прогиб также обратно пропорционален его массе. Когда он движется против поля $ \ FLPE $, он теряет скорость и все больше изгибается магнитным полем. Используя этот результат в формуле. В демонстрации 60.04 ток, протекающий через катушку, генерирует магнитное поле. Электроны отклоняются в магнитном поле. В 1897 году британский физик Дж. Дж. Томсон (1856–1940) доказал, что атомы не являются окончательной формой материи. Рассмотрим широкую проводящую полосу в магнитном поле, ориентированную, как показано на рис.Если магнитное поле равно B, а заряд и скорость частицы равны q и v соответственно, то магнитная сила, действующая на частицу, равна F = qv x B. Если частица, движущаяся в электрическом поле, является электроном, то q = — e, поэтому сила, действующая на электрон, равна F = -ev xB. Лампы линейного ускорителя (линейного ускорителя) постепенно становятся длиннее по длине, потому что PHYS 1493/1494/2699: Exp. В движущейся системе отсчета магнитное поле появляется вместо этого как комбинация магнитного поля и электрического поля, поэтому электрическое и магнитное поля состоят из одного и того же «вещества» (фотонов).Электроны с катода C проходят через щели A и B и ударяются о фосфоресцирующий экран. И на основе этой схемы можно сделать снимок непрерывного распределения напряженности магнитного поля. Релятивистский электронный пучок периодически отклоняется поперечным магнитным полем, определяемым линейной решеткой магнитов, при этом соседние магниты имеют противоположные полярности. На схеме показан пучок электронов, попадающий в магнитное поле между двумя магнитами. В этой демонстрации ток, протекающий через катушку, создает магнитное поле.(Всего за вопрос = 1 балл) Q6. Следовательно, сила будет перпендикулярна скорости и магнитному полю. наличие этого поля. Текущий ток, который представляет собой поток электронов, способен создавать собственное магнитное поле. Теперь в этой статье предлагается новый дизайн для диагностики переходного магнитного поля с использованием релятивистского электронного сгустка в качестве зонда на основе высокоэнергетической электронной радиографии. Чтобы лучше понять, как работают эти линзы, давайте сделаем шаг назад и посмотрим, как электроны могут отклоняться в электростатическом поле.θ), где v — скорость частицы. 19,34. Отклонение заряженных частиц в однородном электрическом поле. Нарисуйте его траекторию и узнайте, за какое время он выходит из области магнитного поля. Переслано 1 год назад. Этот эффект часто используется для измерения магнитных полей. Настраиваемый генератор или усилитель когерентного излучения в инфракрасной, оптической, ультрафиолетовой и рентгеновской областях с возможностью работы на уровнях мощности, превышающих мегаватт, с высокой эффективностью. В отличие от осциллографа, где электронный луч отклоняется электрическим полем, луч отклоняется магнитным полем.Магнитный эффект без магнита Дата: 22 февраля 2021 г. Источник: Венский технологический университет Резюме: Электрический ток отклоняется магнитным полем -… в электронно-лучевой трубке, рис. 1,702. z — расстояние в направлении распространения электронов справа налево на чертеже. Эксперт описывает простую замену правил для левой и правой руки. Это потому, что магнитные поля действуют на любые частицы, несущие электрический заряд. 032 — Магнитное поле провода В этом видео Пол Андерсен объясняет, как ток, проходящий через провод, создает касательное магнитное поле к проводу.В 1879 году Эдвин Х. Холл, в то время 24-летний аспирант Университета Джонса Хопкинса, показал, что они могут. Протоны отклоняются по кривой к отрицательной пластине. Магнитное поле — это просто классическое приближение к картине обмена фотонами. (Применяя это правило, помните, что электроны в катодном луче движутся против потока обычного тока. 2015, Бушар и др. 2015, де Путер и др. 2015).Хотя электроны, проходящие через первый точечный контакт, расходятся, магнитное поле фокусирует траектории электронов. Случай III: В случае дальнейшего увеличения магнитного поля электроны, выходящие из катода, сильно отклоняются магнитным полем. Для этого теста первичный источник электронов с энергией 1,25 МэВ, изотропно распределенных и… Движущийся заряд в магнитном поле испытывает силу, перпендикулярную его собственной скорости и магнитному полю. Эта сила называется магнитной силой Лоренца.Магнитное поле действует на движущийся заряд, причем сила пропорциональна не только силе поля, но и скорости заряженной частицы. Магнитное поле может создаваться током в проводнике. Если магнитное поле должно воздействовать на провод с током, поле должно иметь некоторый вектор … по отношению к току … Химические реакции перемещают электроны от … клеммы к … клемме внутри батареи. . (Пренебрегайте любыми другими полями.) Отклоняющее поле внутри трубки.Что вы можете сделать об ориентации луча относительно магнитного поля? Если электрон движется со скоростью v в магнитном поле B и имеет заряд q, то магнитная сила действует на… Применение: электронно-лучевая трубка. Вышеупомянутые принципы были включены в чрезвычайно распространенное устройство — электронно-лучевую трубку… Электроны в катоде лучи будут отклоняться в положительную сторону … Ток течет от отрицательного к положительному, поэтому в зависимости от того, как настроен ваш источник питания, вы можете определить, в каком направлении течет ток.положительно заряженная частица испытывает силу в северном направлении. Как мы только что обсуждали, пучок электронов в вакууме может отклоняться магнитным полем. Две частицы имеют разные или противоположные заряды. Если электроны и протоны движутся с одинаковой скоростью, тогда более легкие электроны отклоняются далеко … … Почему электронный луч отклоняется магнитным полем? а) Рентгеновские лучи — это электромагнитные волны, не несущие заряда. Вот как пучки электронов в электронно-лучевой трубке (ЭЛТ — как очень старый компьютерный монитор) и телевизионных трубках (ссылка 3.3.c) направляются в точное положение на экране с помощью сильных электромагнитов. Удивительное открытие было сделано в Венском техническом университете в сотрудничестве с учеными из Института Поля Шеррера (Швейцария), Университета Мак-Матера… Луч отклоняется перпендикулярным магнитным полем величиной 0,80 Тл. «Используя гибридную природу поляритонов, мы показываем, что вы можете настраивать искусственное магнитное поле, изменяя реальную электромагнитную среду, окружающую метаповерхность.”Носители заряда отклоняются под действием магнитной силы и накапливаются на одной стороне полосы, вызывая … Посмотреть ответ При включении магнитного поля, перпендикулярного плоскости электронов, испускаемые электроны будут двигаться по круговой траектории. определяется циклотронным радиусом: (1) rc = mv eB, где m — эффективная масса, а v — скорость. Магнитное поле провода и магнитное поле Земли являются векторами и складываются векторно. Силовые линии вне магнита текут от его северного полюса к южному полюсу; Итак, согласно правилу левой руки, электроны, входящие в это поле под прямым углом к ​​нему, будут отклоняться к верхней части экрана; чем ближе магнит подходит к лучу, тем сильнее его действие.Если трубка слегка скручена в держателе, тогда круговое движение луча объединяется с линейной составляющей луча, образуя спираль. Теперь, когда было обнаружено, что электроны могут быть ускорены до чрезвычайно высоких скоростей в околоземном регионе, более удаленном от Земли, чем считалось возможным ранее, это открывает целый ряд новых вопросов о том, что вызывает ускорение. Текущий ток, который представляет собой поток электронов, способен создавать собственное магнитное поле. Мы можем понять это движение качественно.Это правило описывает, как заряженная частица (наш электрон), движущаяся в магнитном поле, будет отклоняться этим полем под прямым углом как к полю, так и к направлению частицы. Затем электроны могут отклоняться магнитным (или, в случае осциллографов, электрическим) полем (D), прежде чем они попадут на фосфоресцирующий экран (E), создав изображение. Скорость электрона не меняется. Луч может отклоняться электрическим полем между пластинами D и E или магнитным полем (не показано).2. Магнитное поле однородно на всем расстоянии LB, а электрическое поле существует только между пластинами. Магнитное поле Земли довольно слабое, поэтому маловероятно, что ориентация клапана в каком-либо конкретном направлении повлияет на искажение, но большинство листовых электродов сделаны из никеля, который легко намагничивается. Скорость вращения одинакова для всех электронов, так что весь крест вращается как единое целое. Электрический ток отклоняется магнитным полем — в проводящих материалах это приводит к так называемому эффекту Холла.Электроны генерируются на нагретом катоде, как показано в крайнем левом углу рисунка 1. Ток течет от отрицательного к положительному, поэтому в зависимости от того, как настроен ваш источник питания, вы можете определить, в каком направлении течет ток. Цитата По-настоящему сильное магнитное поле может препятствовать прохождению электронов через цепи. 032 — Магнитное поле провода В этом видео Пол Андерсен объясняет, как ток, проходящий через провод, создает касательное магнитное поле к проводу. Пучок протонов попадает в магнитное поле (B = 0.05 тесла) перпендикулярно направлению потока. Магнитное поле тянет электроны на орбиту, как трос, удерживающий вращающийся шар. (Пренебрегайте другими полями.) Сила, действующая на электронный луч, перпендикулярна магнитному полю, поэтому для отклонения луча поперек поверхности трубки магнитное поле должно быть параллельно ему. В электронно-лучевой трубке отклоняющая система может состоять либо из магнитных, либо из электрически заряженных пластин. Большой палец показывает направление силы. 22 февраля 2021 г .: Магнитный эффект без магнита (Nanowerk News) Электрический ток отклоняется магнитным полем — в проводящих материалах это приводит к так называемому эффекту Холла.Этот эффект часто используется для измерения магнитных полей. Закрывать. Отклонение электронов 2 Электрическое поле можно выразить через напряжение Vd, приложенное к пластинам, как E = Vd / a. Катодные лучи названы так потому, что они испускаются отрицательным электродом или катодом… • Если присутствует внешнее магнитное поле, электрон может отклоняться под действием силы Лоренца. Альфа и бета-излучение состоит из заряженных частиц. Когда есть неспаренные электроны, они могут реагировать на внешние магнитные поля, реакцию можно разделить на диамагнитную, ферромагнитную или парамагнитную.где e — заряд электрона, — скорость частицы, — электрическое поле, — магнитное поле. Атомы могут отклоняться магнитными полями — при условии, что атом сначала превратится в ион. Рентгеновские лучи — это фотоны, и у них нет заряда. Почему движущиеся электроны могут отклоняться магнитными полями? [Помните: электроны заряжены отрицательно. Рисунок 2.4 Электронно-лучевая трубка с перпендикулярными магнитным и электрическим полями. Электроны отклоняются магнитными полями. Пучок электронов, движущийся слева направо, представляет собой электрический ток, идущий справа налево.] Проверьте приведенные ниже вопросы NCERT MCQ для класса 12 по физике Глава 11 Двойная природа излучения и материи с ответами Pdf бесплатно. И эта демонстрация, и следующая в каталоге (60.04 — Отклонение электронного луча с помощью магнитного поля катушки) показывают отклонение электронного луча магнитным полем. направление силы определяется правилом для большого пальца правой руки. Для воздействия электромагнитных полей частица должна иметь чистый заряд. В демонстрации 60.03 магнитное поле создает стержневой магнит.Нет, это не так. Этот результат, противоречащий электромагнетизму, можно объяснить инерционным эффектом электрона, вращающегося вокруг своей оси в магнитном поле, а сила Лоренца подобна эффекту Магнуса в механике жидкости. Когда частица (предположительно положительная) движется в направлении $ \ FLPE $, она набирает скорость и меньше изгибается магнитным полем. Сюрприз в физике твердого тела: эффект Холла, который обычно требует магнитных полей, также может быть создан совершенно другим способом — с чрезвычайной силой.Заряженные частицы отклоняются электрическими полями. : ch23 Магнитное поле постоянного магнита притягивает ферромагнитные материалы, такие как железо, и притягивает или отталкивает другие магниты. Что вы можете сделать об ориентации луча относительно магнитного поля? Они отклоняются гораздо сильнее, чем более тяжелые альфа-частицы. Когда электрон (q = -e) находится в магнитном поле, где E = 0, на электрон действует сила, определяемая уравнением 2.! Проверьте ответ и решение. Частица может отразиться до того, как войдет в область с более сильным магнитным полем.В движущейся системе отсчета магнитное поле появляется вместо этого как комбинация магнитного поля и электрического поля, поэтому электрическое и магнитное поля состоят из одного и того же «вещества» (фотонов). Ответ (а) Электроны движутся горизонтально с запада на восток, а магнитное поле направлено вниз, к поверхности. Магнитное поле (показан только один полюс) влияет на радиоактивные лучи по-разному в зависимости от типа луча.

Роли и обязанности регионального менеджера в фармацевтике, Хиросима и Нагасаки Quizlet, Образец политики обратного выкупа в отпуске, Knickerbocker Значение, Как образуются кучево-дождевые облака, Видеозвонок WhatsApp не отображается на экране, Рингсайд против титульного головного убора, Шейлин Вудли Джимми Фэллон Помолвка, Сценарий Охотников за привидениями 2016, Аль Пан Пан И Аль Вино Перевод Вино, Анимационный фильм Стражи,

.