Навигация:

Главная Случайная страница Обратная связь ТОП Интересно знать Избранные Новые материалы

Топ:

Динамика и детерминанты показателей газоанализа юных спортсменов в восстановительном периоде после лабораторных нагрузок до отказа...

Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...

Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...

Интересное:

Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...

Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...

Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...

Дисциплины:

Автоматизация Антропология Археология Архитектура Аудит Биология Бухгалтерия Военная наука Генетика География Геология Демография Журналистика Зоология Иностранные языки Информатика Искусство История Кинематография Компьютеризация Кораблестроение Кулинария Культура Лексикология Лингвистика Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлургия Метрология Механика Музыкология Науковедение Образование Охрана Труда Педагогика Политология Правоотношение Предпринимательство Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радиосвязь Религия Риторика Социология Спорт Стандартизация Статистика Строительство Теология Технологии Торговля Транспорт Фармакология Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Черчение Экология Экономика Электроника Энергетика Юриспунденкция

Движение заряженных частиц в магнитном поле

2017-09-10

501

0.00 из 5.00 0 оценок

Заказать работу

Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 6Следующая ⇒

Сила Лоренца

Т.к. , то;

Модуль силы Лоренца

где q - величина заряда;

V - скорость заряженной частицы;

B - индукция магнитного поля;

α - угол между направлением векторов скорости и индукции

Направление действия этой силы, может быть определено для положительных зарядов с помощью «правила левой руки»: если расположить левую руку так, чтобы силовые линии поля входили в ладонь, а четыре пальца указывали направление вектора скорости, то большой палец укажет направление действия силы. Для отрицательных зарядов направление действия силы противоположное.

По международным стандартам именно через силу Лоренца определяется единица индукции - тесла, равная магнитной индукции однородного магнитного поля, в котором на заряженную частицу с зарядом 1 Кл, движущуюся перпендикулярно линиям индукции со скоростью 1 м/с, действует сила 1 Н.

Полная сила Лоренца, действующая на носитель заряда в электромагнитном поле равна

Движение заряженных частиц в магнитном поле

1. При V = 0 F_л = 0 (на неподвижный заряд магнитное поле не действует).

2. При α = 0^о (заряд влетает в параллельное поле) sin α = 0 → F_л = 0.

3. При α = 90^о → sin α = 1 →

Если частица массой m с зарядом q влетает в однородное магнитное поле с индукцией перпендикулярно его силовым линиям, то под действием силы Лоренца она приобретает нормальное ускорение, перпендикулярное плоскости векторов скорости и индукции:

Модуль скорости частицы при этом меняться не будет, поскольку сила, перпендикулярная перемещению, работы не совершает.

Траекторией движения такой частицы будет окружность радиуса R:

Период обращения частицы не зависит от скорости движения

4. При 0⁰ < α < 90⁰

Если частица влетает в магнитное поле под углом a к силовым линиям, то составляющая скорости, перпендикулярная силовым линиям (V _^= V∙sin α), обеспечит движение по окружности радиуса R, а параллельная составляющая (V _׀׀= V∙cos α) – поступательное движение. В результате траектория частицы будет представлять собой винтовую линию с шагом h. Радиус винтовой линии рассчитаем на основании закона Ньютона

Шаг винтовой линии h равен пути, который проходит частица с параллельной составляющей скорости за время одного периода T:

Работа силы Лоренца равна нулю независимо от массы частицы, заряда и траектории движения, так как F_л всегда перпендикулярна направлению скорости

Применение силы Лоренца

1. Масс-спектрометры

На применении силы Лоренца основана работа масс-спектрометров, с помощью которых определяют массы заряженных частиц.

Пучок заряженных частиц, ускоренный разностью потенциалов, влетает в селектор, представляющий собой заряженный конденсатор, находящийся в магнитном поле, перпендикулярном силовым линиям электрического поля. Сквозь селектор могут прорваться только частицы, для которых сила Лоренца уравновешивает силу Кулона (остальные частицы отклоняются и оседают на пластины)

→

.Отобранные частицы равных скоростей попадают в магнитное поле индукцией , перпендикулярное направлению скорости частиц, и движутся по круговой траектории с радиусом

Удельный заряд частицы на фотографии её трека в магнитном поле определяется радиусом траектории

Если известен заряд частицы, рассчитывают её массу. Так, систематически измеряя массы атомных ядер, обнаружили существование изотопов.

2. Ускорители заряженных частиц:

a) Линейный ускоритель (ускорение частиц до энергии ≈ 10 МэВ);

b) Циклотрон ( ускорение протонов до энергии ≈ 20 МэВ );

c) Фазотрон ( ускорение протонов до энергии ≈ 1 ГэВ );

d) Синхротрон ( ускорение электронов до энергии ≈ 10 ГэВ );

e) Синхрофазотрон ( ускорение тяжелых заряженных частиц, например, протонов и ионов до энергии ≈ 500 ГэВ )

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 Следующая ⇒

Поделиться с друзьями:

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...

Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...

Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...

Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...