Elektrik yüklü hissəcik elektrik və maqnit sahələrində necə davranır?

Elektrik yüklü hissəcik elektrik və maqnit sahələrində necə davranır?
Elektrik yüklü hissəcik elektrik və maqnit sahələrində necə davranır?
Anonim

Elektrik yüklü hissəcik müsbət və ya mənfi yüklü hissəcikdir. Həm atomlar, həm molekullar, həm də elementar hissəciklər ola bilər. Elektrik yüklü hissəcik elektrik sahəsində olduqda, ona Kulon qüvvəsi təsir edir. Bu qüvvənin dəyəri, əgər müəyyən bir nöqtədə sahənin gücünün dəyəri məlumdursa, aşağıdakı düsturla hesablanır: F=qE.

Beləliklə,

elektrik yüklü hissəcik
elektrik yüklü hissəcik

müəyyən etdik ki, elektrik sahəsində olan elektrik yüklü hissəcik Kulon qüvvəsinin təsiri altında hərəkət edir.

İndi Hall effektini nəzərdən keçirin. Eksperimental olaraq müəyyən edilmişdir ki, maqnit sahəsi yüklü hissəciklərin hərəkətinə təsir göstərir. Maqnit induksiyası belə bir hissəciyin maqnit sahəsindən hərəkət sürətinə təsir edən maksimum gücə bərabərdir. Yüklənmiş hissəcik vahid sürətlə hərəkət edir. Elektrik yüklü hissəcik müəyyən bir sürətlə maqnit sahəsinə uçarsa, sahənin tərəfinə təsir edən qüvvə belə olacaqdır.hissəcik sürətinə və müvafiq olaraq maqnit induksiya vektoruna perpendikulyardır: F=q[v, B]. Zərrəciyə təsir edən qüvvə hərəkət sürətinə perpendikulyar olduğundan, bu qüvvənin verdiyi sürət də hərəkətə perpendikulyardır, normal sürətlənmədir. Müvafiq olaraq, yüklü hissəcik maqnit sahəsinə daxil olduqda, hərəkətin düzxətti trayektoriyası əyiləcəkdir. Əgər hissəcik maqnit induksiyası xətlərinə paralel olaraq uçursa, onda maqnit sahəsi yüklənmiş hissəcikə təsir etmir. Əgər o, maqnit induksiyası xətlərinə perpendikulyar uçursa, onda hissəcikə təsir edən qüvvə maksimum olacaq.

yüklü hissəciklərin hərəkəti
yüklü hissəciklərin hərəkəti

İndi Nyutonun II qanununu yazaq: qvB=mv2/R, və ya R=mv/qB, burada m yüklənmiş hissəciyin kütləsidir, R isə trayektoriyanın radiusu. Bu tənlikdən belə çıxır ki, hissəcik radius dairəsi boyunca vahid sahədə hərəkət edir. Beləliklə, yüklü zərrəciyin çevrədə fırlanma müddəti hərəkət sürətindən asılı deyildir. Qeyd etmək lazımdır ki, maqnit sahəsindəki elektrik yüklü hissəcik sabit kinetik enerjiyə malikdir. Trayektoriyanın hər hansı bir nöqtəsində qüvvə zərrəciyin hərəkətinə perpendikulyar olduğuna görə, zərrəyə təsir edən maqnit sahəsinin qüvvəsi yüklü hissəciyin hərəkəti ilə bağlı işi görmür.

maqnit sahəsində yüklü hissəciyin hərəkəti
maqnit sahəsində yüklü hissəciyin hərəkəti

Maqnit sahəsində yüklü hissəciyin hərəkətinə təsir edən qüvvənin istiqaməti "sol əl qaydası"ndan istifadə etməklə müəyyən edilə bilər. Bunu etmək üçün sol ovucunuzu belə yerləşdirmək lazımdırbelə ki, dörd barmaq yüklənmiş hissəciyin hərəkət sürətinin istiqamətini göstərir və maqnit induksiyası xətləri ovucun mərkəzinə yönəldilmişdir, bu halda 90 dərəcə bucaq altında əyilmiş baş barmaq hərəkət istiqamətini göstərəcəkdir. müsbət yüklü hissəciklərə təsir edən qüvvə. Zərrəciyin mənfi yükü olduğu halda, qüvvənin istiqaməti əks olacaq.

Elektrik yüklü hissəcik maqnit və elektrik sahələrinin birgə təsir bölgəsinə daxil olarsa, ona Lorentz qüvvəsi adlanan qüvvə təsir edər: F=qE + q[v, B]. Birinci termin elektrik komponentinə, ikinci termin isə maqnit elementinə aiddir.

Tövsiyə: