Студопедия

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)

Основные теоретические положения





Исходные данные.

Формулировка задания

Расчетно-графическая работа

 

 

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: Физика

 

ТЕМА: Движение заряженной частицы в электрическом поле

 

 

АВТОР: студент гр. ЭГ-00 ________________ /Мухина Е.М./

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

 

 

ОЦЕНКА: _____________

 

 

ПРОВЕРИЛ: ассистент ________________ / Фицак В.В./

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

 

 

Санкт-Петербург

2001 год

 

 

Заряженная частица влетает в плоский конденсатор под углом a+ к положительно заряженной пластине или под углом a- к отрицательно заряженной пластине на расстоянии h0 от отрицательно заряженной пластины.

 

Параметры частицы:

q – заряд;

m – масса;

V0 – начальная скорость;

E0 - начальная энергия.

Параметры конденсатора:

d - расстояние между пластинами;

l - длина пластины(пластина имеет форму квадрата);

Q- заряд;

U- разность потенциалов между пластинами;

C- емкость;

W- энергия.

Численные значения параметров частицы и конденсатора приведены в таблицах 1 и 2.

Требуется:

Определить недостающие величины в таблицах 1 и 2. Построить графики зависимостей:

R(t)- зависимость радиуса кривизны траектории частицы от времени полета в конденсаторе;

E(t) - зависимость кинетической энергии частицы от времени полета в конденсаторе.

Таблица 1

Параметры частицы

Частица a+, град. a-, град. V0, км/с h0, мм Е0, кэВ
10B3+ - ?

Условные обозначения иона:

mXn, где m-атомная масса, X-символ иона, n-заряд иона единицах элементарного заряда (положительный, если знак “+”, отрицательный – “-”).

 

Таблица 2

Параметры конденсатора

d, мм l, см Q, мкКл U, кВ C, нФ W, мДж
? 0,3 ? ?

 

На практике бывает потребность в устройствах, которые при относительно небольшом потенциале окружающих тел накапливали бы на себе («конденсировали») заметные по величине заряды. В основу таких устройств, которые называются конденсаторами, положен тот факт, что электроемкость проводника возрастает при приближении к нему других тел.

Это вызвано тем, что под действием поля, создаваемого заряженным проводником, на поднесенном к нему теле возникают индуцированные (на проводнике) или связанные (на диэлектрике) заряды. Заряды, противоположные по знаку заряду проводника q, располагаются ближе к проводнику, чем одноименные с q, и, следовательно, оказывают большое внимание на его потенциал. Поэтому, при поднесении к заряженному проводнику какого-либо тела, потенциал проводника уменьшается по абсолютной величине, что означает увеличение емкости проводника.



Конденсаторы делают в виде двух проводников, помещенных близко друг к другу. Образующие конденсатор проводники называют его обкладками. Чтобы внешние тела не оказывали влияния на емкость конденсатора, обкладкам придают такую форму и так располагают их друг относительно друга, чтобы поле, создаваемое накапливаемыми на них зарядами, было сосредоточено внутри конденсатора. Этому условию удовлетворяют две пластинки, расположенные близко друг к другу, два коаксиальных цилиндра и две концентрические сферы. Соответственно бывают плоские, цилиндрические и сферические конденсаторы. Поскольку поле заключено внутри конденсатора, линии электрического смещения начинаются на одной обкладке и заканчиваются на другой. Следовательно, сторонние заряды, возникающие на обкладках, имеют одинаковую величину и различны по знаку.

Основной характеристикой конденсатора является его емкость, под которой понимают величину, пропорциональную заряду q и обратно пропорциональную разности потенциалов между обкладками:

;

Разность потенциалов называют напряжением между соответствующими точками и обозначают U.

Воспользовавшись этим обозначением, можно придать этой формуле следующий вид:

; где U- напряжение между обкладками.

Рассмотрим заряженную частицу, попадающую в электрическое поле заряженного конденсатора, (рис. 2). Определим смещение частицы, вызываемое перпендикулярным к ней однородным электрическим полем, действующим на пути длиной l1.

Рис.2

 

 

Пусть первоначально скорость частицы равна V0. Войдя в область поля, она будет двигаться с постоянным по величине и направлению, перпендикулярным к V0 ускорением w^=(е'/т)*Е (е'/т удельный заряд частицы).

Движение под действием поля продолжается время t= l1/V0. За это время частицы сместятся на расстояние.

^

и приобретут перпендикулярную к V0 составляющую скорости:

V^=w^t=

В дальнейшем частица летит прямолинейно в направлении, которое образует с вектором V0 угол а, определяемый соотношением:

tga=

Таким образом, смещение частицы относительно точки О равно

Приняв во внимание формулу tga=, выражению для смещения можно придать вид:

При неравномерном движении частицы по кри­волинейной траектории ускорение распадается на два слагаемых. Одно из них коллинеарно скорости и, следовательно, направлено по касатель­ной к траектории. Поэтому его называют тангенциальным (т. е. касательным) ускорением и обозначают аt. Второе слагаемое определяется формулой и является нор­мальным ускорением.

Итак, Первое слагаемое характеризует быстроту изменения модуля скорости, второе слагае­мое — быстроту изменения направления скорости.

Составляющиеаt и ап перпендикулярны друг к другу. Поэтому квадрат модуля ускорения равен сум­ме квадратов модулей составляющих:Отсюда следует, что

 

 





Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 630; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.004 сек.