0,69 Mb. страница2/4Дата конвертации30.09.2011Размер0,69 Mb.Тип Смотрите также: 2 Движение заряженных частиц в постоянных электрическом и магнитном полях.^ 4.1. Силы, действующие на заряженную частицу в электромагнитном поле. Сила Лоренца. Мы уже знаем, что на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила Ампера. Но ток в проводнике есть направленное движение зарядов. Отсюда напрашивается вывод, что сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, обусловлена действием сил на отдельные движущиеся заряды, от которых это действие передается уже самому проводнику. Этот вывод подтверждается, в частности, еще и тем, что пучок свободно летящих заряженных частиц отклоняется магнитным полем. Сила Ампера, действующая на элемент тока в магнитном поле с индукцией : , где a угол между направлением тока в проводнике и вектором. Пусть скорость упорядоченного движения зарядов в проводнике; q заряд носителя тока (в металлах q = - e). Для элемента тока можем написать: dNq, где n = dN/dV концентрация зарядов, dN число зарядов в элементе объема dV = Sdl. Тогда, сила, действующая в магнитном поле на один заряд, будет: или в векторном виде .Эту силу называют силой Лоренца (Lorentz H., 1853-1928). Свойства силы Лоренца: сила Лоренца действует только на движущуюся заряженную частицу; и одновременно ; поскольку , то сила Лоренца не совершает работу, а следовательно, не может изменить энергию частицы. Если помимо магнитного поля присутствует еще и электрическое поле , то на частицу действует дополнительная сила: Полная сила, действующая на заряженную частицу в электромагнитном поле (которую также называют силой Лоренца) есть:^ 4.2. Движение заряженной частицы в однородном постоянном электрическом поле. В данном случае и сила Лоренца имеет только электрическую составляющую . Уравнением движения частицы в этом случае является: . Рассмотрим две ситуации: а) и б) . а) (рис.13.1). Рис.13.1. Движение заряженной частицы в электрическом поле ().Изменение кинетической энергии частицы на пути d происходит за счет работы силы : , откуда где - ускоряющее напряжение. В частности, если начальная скорость частицы , то . Время пролета частицы в электрическом поле и пройденный путь находим из уравнений: б) (рис.13.2).Рис.13.2. Движение заряженной частицы в электрическом поле ().В данном случае проекции уравнения движения частицы на координатные оси дают: . Координаты частицы в момент времени t составляют: ; . Исключая из этих уравнений параметр t , находим уравнение траектории частицы: Видим, что траекторией движения частицы является парабола. Определим смещение следа частицы на экране, отстоящем от конденсатора на расстоянии b (рис.13.2): , где - смещение частицы по вертикали, полученное ею в электрическом поле к моменту вылета из конденсатора ; - смещение частицы после вылета из конденсатора. Таким образом, имеем:
Лекция 11 Магнитное поле в веществе
Движение заряженных частиц в постоянных электрическом и магнитном полях - Лекция 11 Магнитное поле в веществе
Комментариев нет:
Отправить комментарий