Hvordan oppfører seg en elektrisk ladet partikkel i elektriske og magnetiske felt?

av teknologi

En elektrisk ladet partikkel er en partikkelsom har en positiv eller negativ ladning. Det kan være både atomer, molekyler og elementære partikler. Når en elektrisk ladet partikkel er i et elektrisk felt, virker Coulomb force på den. Verdien av denne kraften, hvis verdien av feltstyrken ved et bestemt punkt er kjent, beregnes med følgende formel: F = qE.

Og så,

elektrisk ladet partikkel
vi fastslått at en elektrisk ladet partikkel som er i et elektrisk felt beveger seg under påvirkning av Coulomb force.

Nå vurder Hall-effekten. Det ble eksperimentelt oppdaget at et magnetfelt påvirker bevegelsen av ladede partikler. Magnetisk induksjon er lik maksimal kraft som påvirker bevegelseshastigheten av en slik partikkel fra magnetfeltets side. En ladet partikkel beveger seg ved enhetshastighet. Hvis en elektrisk ladet partikkel flyr inn i et magnetfelt ved en gitt hastighet, vil kraften som virker på siden av feltet være vinkelret på partikkelens hastighet og følgelig vektoren av magnetisk induksjon: F = q [v, B]. Siden kraften som virker på partikkelen er vinkelrett på bevegelseshastigheten, er akselerasjonen gitt av denne kraften også vinkelrett på bevegelsen normal akselerasjon. Følgelig vil den rettlinjede bevegelsesbane bli bøyd når en ladet partikkel kommer inn i magnetfeltet. Hvis en partikkel flyr parallelt med magnetiske induksjonslinjer, virker ikke magnetfeltet på den ladede partikkel. Hvis den flyr vinkelrett på linjene med magnetisk induksjon, vil kraften som virker på partikkelen være maksimal.

bevegelse av ladede partikler

Nå skriver vi Newtons II-lov: qvB = mv2/ R, eller R = mv / qB, hvor m er den ladede massenpartikler, og R er radius av banen. Fra denne ligningen følger det at partikkelen beveger seg i et ensartet felt rundt en radiuskrets. Dermed er rotasjonsperioden for en ladet partikkel rundt en sirkel ikke avhengig av bevegelseshastigheten. Det skal bemerkes at for en elektrisk ladet partikkel fanget i et magnetfelt, er den kinetiske energi uendret. På grunn av det faktum at kraften er vinkelrett på partikkelsens bevegelse på et hvilket som helst punkt i banen, gjør ikke magnetfeltstyrken som virker på partikkelen arbeid i forbindelse med bevegelsen av bevegelsen av en ladet partikkel.

bevegelse av en ladet partikkel i et magnetfelt

Kraftens retning som påvirker bevegelsenEn ladet partikkel i et magnetfelt kan bestemmes ved bruk av "venstrehåndsregel". For å gjøre dette må du plassere den venstre håndflaten slik at fire fingre angir retningen for hastigheten på den ladede partikkelen, vel, de magnetiske induksjonslinjene blir rettet til midten av håndflaten, i hvilket tilfelle tommelen bøyd i en vinkel på 90 grader vil vise retningen av kraften som virker positivt ladet partikkel. I tilfelle at en partikkel har en negativ ladning, vil retningen av kraften være motsatt.

Hvis en elektrisk ladet partikkel faller innregionen av fellesvirkningen av magnetiske og elektriske felt, så vil det bli påvirket av en kraft kalt Lorentz-kraften: F = qE + q [v, B]. I dette tilfellet angår den første termen den elektriske komponenten og den andre til den magnetiske komponenten.

Kommentarer (0)
Legg til en kommentar