КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле. Закон Ампера.
На проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила Ампера. Закон Ампера: на отрезок проводника с током силы I и длиной l, помещенного в однородное магнитное поле с индукцией , действует сила , модуль которой равен , где а — угол между вектором и проводником с током (рис.7). Модуль силы зависит от составляющей вектора , перпендикулярной проводнику . Вектор перпендикулярен к проводнику с током и к вектору . Направление силы определяется по правилу левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали бы направление тока, то отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы, действующей со стороны поля на проводник с током (рис. 8). Опыты показывают, что между двумя параллельно расположенными бесконечно длинными проводниками, по которым протекают постоянные токи, возникает сила взаимодействия. Проводники с одинаково направленными токами притягиваются, с противоположно направленными токами — отталкиваются. На электрический заряд, движущийся в магнитном поле, действует сила Лоренца, модуль которой равен , где q — абсолютное значение движущегося заряда (q > 0 для положительного заряда, q < 0 для отрицательного), υ — скорость заряда, В — модуль индукции магнитного поля, α — угол между векторами и (рис. 9). Модуль силы Лоренца определяется составляющей скорости, перпендикулярной к вектору . Направление силы Лоренца, действующей на положительный заряд, определяется по правилу левой руки. На отрицательный заряд, движущийся с такой же скоростью и в таком же магнитном поле, сила Лоренца действует в противоположном направлении.
Сила взаимодействия параллельных токов , где r – расстояние между проводниками
В однородном магнитном поле, вектор индукции которого перпендикулярен к направлению скорости заряженной частицы, сила Лоренца искривляет траекторию движения, она представляет собой спираль, радиус которой определяется , где m — масса частицы, q — абсолютное значение ее заряда, υ — скорость частицы, В — индукция магнитного поля. Знак заряда частицы определяет направление ее отклонения в магнитном поле, линии индукции которого перпендикулярны к плоскости чертежа (рис. 10). Сила Лоренца является в этом случае центростремительной силой и не совершает работы при движении частицы по окружности. Время Т движения заряженной частицы по всей окружности (период обращения) в однородном магнитном поле , Время Т не зависит от радиуса окружности и не зависит от скорости частицы. Это положено в основу работы циклического ускорителя заряженных частиц — циклотрона.
Удельным зарядом частицы называется отношение ее заряда q к массе m, т.е. . Определение удельного заряда основано на отклонении заряженных частиц в магнитном и электрическом полях. Для измерения необходимо знать скорость частицы υ и радиус ее траектории R в магнитном поле. Скорость υ создается электрическим полем с известной разностью потенциалов и определяется по формуле . Радиус R определяется экспериментально. Для определения удельных зарядов и масс положительных ионов используется совместное действие на частицы электрического и магнитного полей. Приборы, с помощью которых производятся точные измерения относительных атомных масс изотопов химических элементов, называются масс спектрометрами. В этих приборах частицы разделяются по массам. Принцип действия всех этих устройств состоит в том, чтобы все частицы с определенным значением удельного заряда , независимо от их скоростей, были бы сфокусированы и отделены от частиц с другими значениями и т. д.
Рис.10 Рис.11 рис 12
рис.13 Рис. 14
Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 836; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |