Miten sähköisesti ladattu partikkeli käyttäytyy sähkö- ja magneettikentillä?

Sähköisesti varattu partikkeli on partikkeli,joka on positiivinen tai negatiivinen. Se voi olla sekä atomeja, molekyylejä että alkuainehiukkasia. Kun sähköllä varattu partikkeli on sähkökentässä, Coulomb-voima vaikuttaa siihen. Tämän voiman arvo, jos tietyn pisteessä olevan kentänvoimakkuuden arvo tunnetaan, lasketaan seuraavalla kaavalla: F = qE.

Ja niin,

olemme päättäneet, että sähkökäyttöinen hiukkanen, joka on sähkökentässä liikkuu Coulombin voiman vaikutuksen alaisena.

Nyt harkitse Hall-vaikutusta. Todettiin kokeellisesti, että magneettikenttä vaikuttaa varautuneiden hiukkasten liikkeeseen. Magneettinen induktio on suurin voima, joka vaikuttaa nopeuteen tällaisen hiukkasen magneettikentän. Varattu partikkeli liikkuu yksikön nopeudella. Jos sähköisesti varautuneet hiukkaset lentää magneettikentässä ennalta määrätyllä nopeudella, voima, joka vaikuttaa osaan kenttä on kohtisuorassa nopeus hiukkasen ja magneettinen induktio vektorin vastaavasti: F = q [v, B]. Koska voima, joka vaikuttaa hiukkasen liike on kohtisuorassa nopeus ja kiihtyvyys, kuten on annettu tämä voima kohtisuoraan liikkeen kiihtyvyys on normaali. Näin ollen suoraviivaisen liikkeen liikerataa taivutetaan, kun varattu partikkeli osuu magneettikenttään. Jos hiukkanen siirtyy yhdensuuntaisesti linjat magneettinen induktio, magneettikenttä ei vaikuttavat varattujen hiukkasten. Jos hän saapuu kohtisuorassa linjat magneettinen induktio, vaikuttava voima hiukkasen on maksimissaan.

Nyt kirjoitetaan II Newtonin laki: qvB = mv²/ R tai R = mv / qB, missä m on ladattu massahiukkanen, ja R on kulkureitin säde. Tästä yhtälöstä seuraa, että partikkeli liikkuu tasaisella kentällä säteen ympärysmitta. Näin ollen varattua partikkelia pyörii ympäri ympyrää riippuen liikkeen nopeudesta. On huomattava, että magneettikentässä loukussa oleva sähköisesti varattu partikkeli kineettinen energia on muuttumaton. Koska voima on kohtisuorassa hiukkasen liikkeen suhteen missä tahansa reittipisteen pisteissä, hiukkaselle vaikuttava magneettikenttävoima ei tee työtä, joka liittyy varatun hiukkasen liikkeeseen.

Liikkeeseen vaikuttavan voiman suuntavaratun hiukkasen magneettikentän voidaan määrittää "säännöt vasemman käden". Tämän vuoksi on tarpeen sijoittaa vasemmalta, niin että neljä sormet osoittavat suunnan nopeuden varatun hiukkasen, hyvin ja magneettinen induktio rivit on suunnattu palmu keskustassa, tässä tapauksessa taivuttaa 90 astetta peukalo näyttää voiman suuntaan, joka vaikuttaa positiivisesti varatun hiukkasen. Siinä tapauksessa, jos hiukkasella on negatiivinen varaus, voima suunta on päinvastainen.

Jos sähköisesti varautunut partikkeli putoaa sisäänMagneettisten ja sähköisten kenttien yhteistoiminta-alue, silloin Lorentz-voima toimii voimalla: F = qE + q [v, B]. Ensimmäinen termi tässä tapauksessa viittaa sähkökomponenttiin ja toinen magneettiseen komponenttiin.