Cum se comportă o particulă încărcată electric în câmpuri electrice și magnetice?
O particulă încărcată electric este o particulăcare are o încărcătură pozitivă sau negativă. Poate fi atât atomi, molecule, cât și particule elementare. Când o particulă încărcată electric se află într-un câmp electric, forța Coulomb acționează asupra acesteia. Valoarea acestei forțe, dacă valoarea intensității câmpului la un anumit punct este cunoscută, se calculează după următoarea formulă: F = qE.
Și așa,
Acum, ia în considerare efectul Hall. Sa descoperit experimental că un câmp magnetic afectează mișcarea particulelor încărcate. Inducția magnetică este egală cu forța maximă care afectează viteza de mișcare a unei astfel de particule din partea câmpului magnetic. O particulă încărcată se mișcă la viteza unității. Dacă o particulă încărcată electric zboară într-un câmp magnetic la o anumită viteză, atunci forța care acționează pe partea laterală a câmpului va fi perpendiculară pe viteza particulei și, prin urmare, pe vectorul inducției magnetice: F = q [v, B]. Deoarece forța care acționează asupra particulei este perpendiculară pe viteza de mișcare, atunci accelerația dată de această forță și perpendiculară pe mișcare este o accelerație normală. În consecință, traiectoria rectilinie a mișcării va fi îndoită atunci când o particulă încărcată intră în câmpul magnetic. Dacă o particulă zboară paralel cu liniile de inducție magnetică, atunci câmpul magnetic nu acționează asupra particulelor încărcate. Dacă zboară perpendicular pe liniile inducției magnetice, atunci forța care acționează asupra particulei va fi maximă.
Acum scriem Legea lui Newton II: qvB = mv2/ R sau R = mv / qB, unde m este masa încărcatuluiparticule și R este raza traiectoriei. Din această ecuație rezultă că particula se mișcă într-un câmp uniform în jurul unui cerc de rază. Astfel, perioada de rotație a unei particule încărcate în jurul unui cerc nu depinde de viteza de mișcare. Trebuie remarcat faptul că pentru o particulă încărcată electric blocată într-un câmp magnetic, energia cinetică este neschimbată. Datorită faptului că forța este perpendiculară pe mișcarea particulei în orice punct al traiectoriei, forța câmpului magnetic care acționează asupra particulei nu face muncă asociată cu mișcarea de mișcare a unei particule încărcate.
Direcția forței care acționează asupra mișcăriio particulă încărcată într-un câmp magnetic poate fi determinată utilizând "regula stângii". Pentru a face acest lucru trebuie să poziționați palma stângă astfel încât patru degete să indice direcția vitezei particulei încărcate, liniile de inducție magnetică sunt direcționate spre centrul palmei, caz în care degetul mare îndoit la un unghi de 90 de grade va arăta direcția forței care acționează pozitiv încărcate particule. În cazul în care o particulă are o sarcină negativă, atunci direcția forței va fi opusă.
Dacă se prăbușește o particulă încărcată electricregiunea acțiunii comune a câmpurilor magnetice și electrice, atunci ea va fi afectată de o forță numită forța Lorentz: F = qE + q [v, B]. În acest caz, primul termen se referă la componenta electrică, iar cel de-al doilea la componenta magnetică.
