Com es comporta una partícula carregada elèctricament en camps elèctrics i magnètics?

Com es comporta una partícula carregada elèctricament en camps elèctrics i magnètics?
Com es comporta una partícula carregada elèctricament en camps elèctrics i magnètics?
Anonim

Una partícula carregada elèctricament és una partícula que té una càrrega positiva o negativa. Pot ser tant àtoms, molècules com partícules elementals. Quan una partícula carregada elèctricament es troba en un camp elèctric, hi actua la força de Coulomb. El valor d'aquesta força, si es coneix el valor de la intensitat del camp en un punt concret, es calcula mitjançant la fórmula següent: F=qE.

Doncs,

partícula carregada elèctricament
partícula carregada elèctricament

hem determinat que una partícula carregada elèctricament, que es troba en un camp elèctric, es mou sota la influència de la força de Coulomb.

Ara considereu l'efecte Hall. Es va trobar experimentalment que el camp magnètic afecta el moviment de les partícules carregades. La inducció magnètica és igual a la força màxima que afecta la velocitat de moviment d'aquesta partícula des del camp magnètic. Una partícula carregada es mou amb velocitat unitària. Si una partícula carregada elèctricament vola cap a un camp magnètic amb una velocitat determinada, aleshores la força que actua al costat del camp seràés perpendicular a la velocitat de la partícula i, en conseqüència, al vector d'inducció magnètica: F=q[v, B]. Com que la força que actua sobre la partícula és perpendicular a la velocitat del moviment, aleshores l'acceleració donada per aquesta força també és perpendicular al moviment, és una acceleració normal. En conseqüència, una trajectòria de moviment rectilínia es doblegarà quan una partícula carregada entri en un camp magnètic. Si una partícula vola en paral·lel a les línies d'inducció magnètica, aleshores el camp magnètic no actua sobre la partícula carregada. Si vola perpendicularment a les línies d'inducció magnètica, aleshores la força que actua sobre la partícula serà màxima.

moviment de partícules carregades
moviment de partícules carregades

Ara escrivim la llei II de Newton: qvB=mv2/R, o R=mv/qB, on m és la massa de la partícula carregada i R és la radi de la trajectòria. D'aquesta equació es dedueix que la partícula es mou en un camp uniforme al llarg d'un cercle de radi. Així, el període de revolució d'una partícula carregada en un cercle no depèn de la velocitat de moviment. Cal tenir en compte que una partícula carregada elèctricament en un camp magnètic té una energia cinètica constant. A causa del fet que la força és perpendicular al moviment de la partícula en qualsevol dels punts de la trajectòria, la força del camp magnètic que actua sobre la partícula no fa el treball associat al moviment del moviment de la partícula carregada.

moviment d'una partícula carregada en un camp magnètic
moviment d'una partícula carregada en un camp magnètic

La direcció de la força que actua sobre el moviment d'una partícula carregada en un camp magnètic es pot determinar mitjançant la "regla de la mà esquerra". Per fer-ho, cal que col·loqueu el palmell esquerrede manera que quatre dits indiquen la direcció de la velocitat de moviment d'una partícula carregada i les línies d'inducció magnètica es dirigeixen al centre del palmell, en aquest cas el polze doblegat en un angle de 90 graus mostrarà la direcció de la partícula. força que actua sobre una partícula carregada positivament. En el cas que la partícula tingui una càrrega negativa, la direcció de la força serà oposada.

Si una partícula carregada elèctricament entra a la regió d'acció conjunta dels camps magnètic i elèctric, llavors actuarà sobre ella una força anomenada força de Lorentz: F=qE + q[v, B]. El primer terme fa referència al component elèctric i el segon al magnètic.

Recomanat: