Kako se električna nabijena čestica ponaša u električnim i magnetskim poljima?

Električki nabijen čestica je čestica,koji ima pozitivan ili negativan naboj. To može biti i atomi, molekule i elementarne čestice. Kada je električna napunjena čestica u električnom polju, Coulombova sila djeluje na njemu. Vrijednost ove sile, ako je poznata vrijednost snage polja u određenoj točki, izračunava se sljedećom formulom: F = qE.

I tako,

utvrdili smo da električna nabijena čestica koja se nalazi u električnom polju pomiče pod utjecajem Coulombove sile.

Sada razmotrite učinak Dvorane. Pronađeno je eksperimentalno da magnetsko polje utječe na gibanje nabijenih čestica. Magnetska indukcija je jednaka maksimalnoj sili koja utječe na brzinu takve čestice sa strane magnetskog polja. Napunjena čestica kreće se brzinom jedinice. Ako se električni naboj čestice leti u magnetsko polje pri određenoj brzini, sila koja djeluje na strani polja bit će okomita na brzinu čestica i, prema tome, na magnetni indukcijski vektor: F = q [v, B]. Budući da je sila koja djeluje na česticu okomita na brzinu kretanja, tada je ubrzanje koje daje ova sila također okomito na gibanje, to je normalno ubrzanje. Prema tome, pravocrtna putanja kretanja bit će savijena kada nabijena čestica udari magnetsko polje. Ako čestica leti paralelno s linijama magnetske indukcije, tada magnetsko polje ne djeluje na napunjenu česticu. Ako leti okomito na linije magnetske indukcije, tada će snaga koja djeluje na čestice biti maksimalna.

Sada pišemo II Newtonov zakon: qvB = mv²/ R, ili R = mv / qB, gdje m je masa napunjenečestice, a R je polumjer putanje. Iz ove jednadžbe slijedi da se čestica kreće u ravnom polju duž opsega radijusa. Dakle, razdoblje revolucije nabijenih čestica uz krug ne ovisi o brzini gibanja. Treba napomenuti da za električki nabijenu česticu zarobljenu u magnetskom polju, kinetička energija je nepromijenjena. S obzirom na činjenicu da je sila okomita na gibanje čestice u bilo kojoj točki putanje, sila magnetskog polja koje djeluje na čestice ne obavlja posao koji se odnosi na kretanje napunjene čestice.

Smjer sile koja djeluje na kretanjenabijene čestice u magnetskom polju može biti određena „pravila lijeve ruke.” Za to je potrebno da postavite lijevu ruku tako da četiri prsta pokazujući smjer brzine od nabijene čestice, pa i magnetske indukcije linije su usmjerene na dlanu centru, u ovom slučaju savijena pod kutom od 90 stupnjeva palac će pokazati smjer sile koja djeluje na pozitivno napunjena čestica. U tom slučaju, ako je čestica ima negativan naboj, smjer sila će biti upravo suprotno.

Ako ulazi čestica s električnim nabojempodručje djelovanja magnetskog i električnog polja, tada će djelovati sila koja se zove Lorentzova sila: F = qE + q [v, B]. Prvi izraz u ovom slučaju odnosi se na električnu komponentu, a drugu na magnetsku komponentu.