Hvordan den oppfører seg elektrisk ladde partikler i elektriske og magnetiske felt?

Elektrisk ladet partikkel - en partikkel, som har en positiv eller negativ ladning. Dette kan være enten atomer, molekyler eller elementærpartikler. Når partikkelen er elektrisk ladet i et elektrisk felt, Coulomb kraft virker på den. Verdien av denne kraften, hvis du vet feltstyrken på et bestemt punkt, beregnes etter følgende formel: F = QE.

dermed vi fastslått at det elektrisk ladede partikler, som er i et elektrisk felt, beveges under påvirkning av den kraft Coulomb.

Nå vurderer Hall effekt. Eksperimentelt er det funnet at magnetfeltet påvirker bevegelse av ladete partikler. Magnetisk induksjon er den maksimale kraft som virker på hastigheten av en slik partikkel av det magnetiske felt. En ladet partikkel beveger seg med hastighet. Hvis de elektrisk ladede partikler vil fly i et magnetisk felt ved en forutbestemt hastighet, den kraft som virker på den del av feltet er perpendikulært på hastigheten av partikkelen og den magnetiske induksjon vektoren henholdsvis: F = Q [v, B]. Siden den kraft som virker på partikkelbevegelsen er perpendikulær til den hastighet, og akselerasjonen, som gitt ved denne kraft vinkelrett på bevegelsen, er akselerasjonen normal. Følgelig, den rette bevegelsesbane er bøyd i kontakt med en ladet partikkel i et magnetisk felt. Dersom partikkel kommer inn parallelt med linjene av magnetisk induksjon, det magnetiske feltet ikke virke på det ladede partikler. Hvis hun kommer inn vinkelrett på linjene av magnetisk induksjon, den kraft som virker på partikkelen er ved et maksimum.

Nå skriver vi II Newtons lov: QVB = mv ² / R, eller R = mv / qB, der m - er massen av en ladet partikkel, og R - radius av banen. Fra denne ligning følger at partikkelen beveger seg i den homogene felt av en sirkel med radius. Således er perioden for sirkulasjon av en ladet partikkel uavhengig av omkretsbevegelseshastighet. Det bør bemerkes at de elektrisk ladede partikler fanget i det magnetiske felt, er den kinetiske energi uendret. På grunn av at kraften er vinkelrett på den bevegelse av partikler i en hvilken som helst av nevnte banepunkter, ikke styrken av det magnetfelt som virker på partikkelen ikke utfører arbeidet i forbindelse med flytting av ladede partikler.

Retningen av den kraft som utøves på bevegelsen til en ladet partikkel i et magnetfelt kan bestemmes ved "reglene på venstre hånd." For dette er det nødvendig å posisjonere den venstre hånd, slik at fire fingre pekende retning av hastigheten til en ladet partikkel, godt og de magnetiske induksjonslinjene er rettet i håndflaten sentrum, i dette tilfellet bøyd i 90 graders vinkel tommelen vil vise retningen av den kraft som virker på den positivt ladet partikkel. I så fall, hvis den partikkel har en negativ ladning, vil den kraftretning være den motsatte.

Hvis de elektrisk ladede partikler som faller inn i området av skjøten virkning av magnetiske og elektriske felter, er det en kraft, kalt Lorentz-kraft: F = Qe + q [v, B]. Det første ledd i dette tilfellet angår en elektrisk komponent, og den andre - til det magnetiske feltet.