Kā elektriski uzlādēts daļiņas izturas elektriskajos un magnētiskajos laukos?

Elektriski uzlādēta daļiņa ir daļiņa,kam ir pozitīva vai negatīva maksa. Tas var būt gan atomi, gan molekulas un elementārās daļiņas. Kad elektriski uzlādēta daļiņa atrodas elektriskā laukā, uz tā iedarbojas Coulomb spēks. Šī spēka vērtība, ja lauka intensitātes vērtība konkrētā punktā ir zināma, tiek aprēķināta pēc šādas formulas: F = qE.

Un tā

mēs noskaidrojām, ka elektriski uzlādēta daļiņa, kas atrodas elektriskā laukā, pārvietojas Coulomb spēka ietekmē.

Tagad skatiet Hall efektu. Eksperimentāli tika konstatēts, ka magnētiskais lauks ietekmē lādētu daļiņu kustību. Magnētiskā indukcija ir vienāda ar maksimālo spēku, kas ietekmē šādas daļiņas ātrumu no magnētiskā lauka puses. Uzlādētā daļiņa pārvietojas uz vienības ātrumu. Ja elektriskā uzlādētā daļiņa ar noteiktu ātrumu nokļūst magnētiskajā laukā, tad spēks, kas darbojas lauka pusē, būs perpendikulārs daļiņas ātrumam un attiecīgi arī magnētiskās indukcijas vektorei: F = q [v, B]. Tā kā spēks, kas iedarbojas uz daļiņu, ir perpendikulārs kustības ātrumam, tad paātrinājums, ko dod šis spēks, ir arī perpendikulārs kustībai, ir normāls paātrinājums. Attiecīgi, taisnleņķa kustības trajektorija būs saliekta, kad uzlādētā daļiņa nokļūst magnētiskajā laukā. Ja daļiņa lido paralēli magnētiskās indukcijas līnijām, tad magnētiskais lauks nedarbojas uz lādētas daļiņas. Ja tas lido perpendikulāri magnētiskās indukcijas līnijām, tad spēks, kas iedarbojas uz daļiņu, būs maksimālais.

Tagad mēs pierakstām II Ņūtona likumu: qvB = mv²/ R vai R = mv / qB, kur m ir uzlādētā masadaļiņu, un R ir trajektorijas rādiuss. No šī vienādojuma izriet, ka daļiņas pārvietojas vienmērīgā laukā pa rādiusa apkārtmēru. Tādējādi uzlādētā daļiņas apļa apļa rotācijas periods nav atkarīgs no kustības ātruma. Jāatzīmē, ka elektriski uzlādētajai daļiņai, kas ir notverta magnētiskajā laukā, kinētiskā enerģija nemainās. Sakarā ar to, ka spēks ir perpendikulārs daļiņas kustībai jebkurā trajektorijas punktā, magneto lauka spēks, kas iedarbojas uz daļiņu, neveic darbu, kas saistīts ar uzlādētās daļiņas kustību.

Spēka virziens, kas iedarbojas uz kustībulādētu daļiņu magnētiskajā laukā, var noteikt, ka "noteikumiem kreiso roku." Šā iemesla dēļ ir nepieciešams, lai novietotu kreiso roku tā, ka četri pirksti, norādot virzienu ātruma uzlādētu daļiņu, labi un magnētiskās indukcijas līnijas ir vērsti uz palmu centrā, šajā gadījumā ieskrējienu 90 grādiem īkšķis rādīs virzienu spēku, kas darbojas uz pozitīvi lādētas daļiņas. Šajā gadījumā, ja daļiņu ir negatīvs lādiņš, spēks virziens būs pretējs.

Ja iekrīt elektriski uzlādējamā daļiņaMagnētisko un elektrisko lauku kopīgās darbības reģions, tad uz to iedarbojas spēks, ko sauc par Lorentca spēku: F = qE + q [v, B]. Pirmais termins šajā gadījumā attiecas uz elektrisko komponentu, bet otrais - uz magnētisko komponentu.