Электрдик заряддуу бөлүкчө электрдик жана магниттик талааларда өзүн кандай аткарат?

Электрдик заряддуу бөлүкчө электрдик жана магниттик талааларда өзүн кандай аткарат?
Электрдик заряддуу бөлүкчө электрдик жана магниттик талааларда өзүн кандай аткарат?
Anonim

Электрдик заряддуу бөлүкчө оң же терс зарядга ээ болгон бөлүкчө. Бул атомдор да, молекулалар да, элементардык бөлүкчөлөр да болушу мүмкүн. Электрдик заряддуу бөлүкчө электр талаасында болгондо, ага Кулон күчү таасир этет. Бул күчтүн мааниси, эгерде белгилүү бир чекиттеги талаанын күчүнүн мааниси белгилүү болсо, төмөнкү формула менен эсептелет: F=qE.

Демек,

электрдик заряддуу бөлүкчө
электрдик заряддуу бөлүкчө

биз электр талаасында болгон электрдик заряддуу бөлүкчө Кулон күчүнүн таасири астында кыймылдаарын аныктадык.

Эми Холл эффектин карап көрөлү. Магнит талаасы заряддалган бөлүкчөлөрдүн кыймылына таасир этээри эксперименталдык түрдө аныкталган. Магниттик индукция мындай бөлүкчөнүн магнит талаасынан кыймылынын ылдамдыгына таасир этүүчү максималдуу күчкө барабар. Заряддалган бөлүкчө бирдик ылдамдыкта кыймылдайт. Эгерде электрдик заряддуу бөлүкчө берилген ылдамдык менен магнит талаасына учуп кетсе, анда талаанын капталына таасир этүүчү күч болот.бөлүкчөлөрдүн ылдамдыгына жана ошого жараша магниттик индукция векторуна перпендикуляр: F=q[v, B]. Бөлүкчөгө таасир этүүчү күч кыймылдын ылдамдыгына перпендикуляр болгондуктан, бул күч берген ылдамдануу да кыймылга перпендикуляр, нормалдуу ылдамдоо болот. Демек, заряддуу бөлүкчө магнит талаасына киргенде кыймылдын түз сызыктуу траекториясы ийилет. Эгерде бөлүкчө магнит индукциясынын сызыктарына параллель учса, анда магнит талаасы заряддалган бөлүкчөгө таасир этпейт. Эгерде ал магниттик индукция сызыктарына перпендикуляр учса, анда бөлүкчөгө таасир этүүчү күч максималдуу болот.

заряддалган бөлүкчөлөрдүн кыймылы
заряддалган бөлүкчөлөрдүн кыймылы

Эми Ньютондун II мыйзамын жазалы: qvB=mv2/R, же R=mv/qB, мында m – заряддалган бөлүкчөнүн массасы, ал эми R – траекториянын радиусу. Бул теңдемеден бөлүкчө радиустагы тегерек боюнча бир тектүү талаада кыймылдай тургандыгы келип чыгат. Ошентип, заряддуу бөлүкчөнүн айланадагы айлануу мезгили кыймылдын ылдамдыгына көз каранды эмес. Магнит талаасындагы электрдик заряддуу бөлүкчө туруктуу кинетикалык энергияга ээ экенин белгилей кетүү керек. Күч траекториянын каалаган чекитинде бөлүкчөнүн кыймылына перпендикуляр болгондуктан, бөлүкчөгө таасир этүүчү магнит талаасынын күчү заряддалган бөлүкчөнүн кыймылына байланыштуу ишти аткарбайт.

заряддуу бөлүкчөнүн магнит талаасындагы кыймылы
заряддуу бөлүкчөнүн магнит талаасындагы кыймылы

Магнит талаасында заряддалган бөлүкчөнүн кыймылына таасир этүүчү күчтүн багытын "сол кол эрежеси" аркылуу аныктоого болот. Бул үчүн, сол алаканыңызды ушундай жайгаштыруу керекОшентип, төрт манжа заряддалган бөлүкчөнүн кыймыл ылдамдыгынын багытын көрсөтүп турат, ал эми магниттик индукция сызыктары алакандын борборуна багытталган, мында 90 градус бурчта ийилген баш бармактын багытын көрсөтөт. оң заряддуу бөлүкчөлөргө таасир этүүчү күч. Эгерде бөлүкчө терс зарядга ээ болсо, анда күчтүн багыты карама-каршы болот.

Эгерде электрдик заряддуу бөлүкчө магнит жана электр талаасынын биргелешкен аракет аймагына кирсе, анда ага Лоренц күчү деп аталган күч таасир этет: F=qE + q[v, B]. Биринчи термин электрдик компонентке, ал эми экинчиси - магниттикке тиешелүү.

Сунушталууда: