Bagaimanakah zarah bercas elektrik berkelakuan dalam medan elektrik dan magnet?

Bagaimanakah zarah bercas elektrik berkelakuan dalam medan elektrik dan magnet?
Bagaimanakah zarah bercas elektrik berkelakuan dalam medan elektrik dan magnet?
Anonim

Zarah bercas elektrik ialah zarah yang mempunyai cas positif atau negatif. Ia boleh menjadi kedua-dua atom, molekul, dan zarah asas. Apabila zarah bercas elektrik berada dalam medan elektrik, daya Coulomb bertindak ke atasnya. Nilai daya ini, jika nilai kekuatan medan pada titik tertentu diketahui, dikira dengan formula berikut: F=qE.

Jadi,

zarah bercas elektrik
zarah bercas elektrik

kami menentukan bahawa zarah bercas elektrik, yang berada dalam medan elektrik, bergerak di bawah pengaruh daya Coulomb.

Sekarang pertimbangkan kesan Dewan. Secara eksperimen didapati bahawa medan magnet mempengaruhi pergerakan zarah bercas. Aruhan magnet adalah sama dengan daya maksimum yang mempengaruhi kelajuan pergerakan zarah tersebut dari medan magnet. Zarah bercas bergerak dengan kelajuan unit. Jika zarah bercas elektrik terbang ke medan magnet dengan kelajuan tertentu, maka daya yang bertindak pada sisi medan akanadalah berserenjang dengan halaju zarah dan, dengan itu, dengan vektor aruhan magnet: F=q[v, B]. Oleh kerana daya yang bertindak ke atas zarah itu berserenjang dengan kelajuan gerakan, maka pecutan yang diberikan oleh daya ini juga berserenjang dengan gerakan, adalah pecutan biasa. Sehubungan itu, lintasan gerakan rectilinear akan dibengkokkan apabila zarah bercas memasuki medan magnet. Jika zarah terbang selari dengan garis aruhan magnet, maka medan magnet tidak bertindak ke atas zarah bercas. Jika ia terbang secara berserenjang dengan garis aruhan magnet, maka daya yang bertindak ke atas zarah akan menjadi maksimum.

pergerakan zarah bercas
pergerakan zarah bercas

Sekarang mari kita tulis hukum Newton II: qvB=mv2/R, atau R=mv/qB, dengan m ialah jisim zarah bercas, dan R ialah jejari trajektori. Ia berikutan daripada persamaan ini bahawa zarah bergerak dalam medan seragam sepanjang bulatan jejari. Oleh itu, tempoh revolusi zarah bercas dalam bulatan tidak bergantung pada kelajuan pergerakan. Perlu diingatkan bahawa zarah bercas elektrik dalam medan magnet mempunyai tenaga kinetik yang tetap. Disebabkan oleh fakta bahawa daya adalah berserenjang dengan gerakan zarah pada mana-mana titik trajektori, daya medan magnet yang bertindak pada zarah tidak melakukan kerja yang berkaitan dengan menggerakkan gerakan zarah bercas.

pergerakan zarah bercas dalam medan magnet
pergerakan zarah bercas dalam medan magnet

Arah daya yang bertindak ke atas pergerakan zarah bercas dalam medan magnet boleh ditentukan menggunakan "peraturan tangan kiri". Untuk melakukan ini, anda perlu meletakkan tapak tangan kiri andasupaya empat jari menunjukkan arah kelajuan pergerakan zarah bercas, dan garis aruhan magnet diarahkan ke tengah tapak tangan, dalam hal ini ibu jari dibengkokkan pada sudut 90 darjah akan menunjukkan arah daya yang bertindak ke atas zarah bercas positif. Sekiranya zarah mempunyai cas negatif, maka arah daya akan bertentangan.

Jika zarah bercas elektrik masuk ke dalam kawasan tindakan gabungan medan magnet dan elektrik, maka daya yang dipanggil daya Lorentz akan bertindak ke atasnya: F=qE + q[v, B]. Istilah pertama merujuk kepada komponen elektrik, dan yang kedua - kepada komponen magnetik.

Disyorkan: