Lực do từ trường tác dụng lên một hạt mang điện đang chuyển động.

trong đó q là điện tích của hạt;

V - tốc độ sạc;

a là góc giữa vectơ vận tốc điện tích và vectơ cảm ứng từ.

Hướng của lực Lorentz được xác định theo quy tắc bàn tay trái:

Nếu bạn đặt tay trái sao cho thành phần vectơ cảm ứng vuông góc với vận tốc đi vào lòng bàn tay, bốn ngón tay cùng chiều với vận tốc chuyển động của điện tích dương (hoặc ngược với vận tốc của điện tích âm) thì ngón tay cái cong sẽ chỉ hướng của lực Lorentz:

.

Vì lực Lorentz luôn vuông góc với tốc độ của điện tích nên nó không sinh công (nghĩa là nó không làm thay đổi giá trị của tốc độ điện tích và động năng của nó).

Nếu một hạt tích điện chuyển động song song với các đường sức từ thì Fl = 0 và điện tích trong từ trường chuyển động đều và thẳng.

Nếu một hạt tích điện chuyển động vuông góc với đường sức từ thì lực Lorentz là lực hướng tâm:

và tạo ra gia tốc hướng tâm bình đẳng:

Trong trường hợp này, hạt chuyển động theo một vòng tròn.

.

Theo định luật II Newton: lực Lorentz bằng tích của khối lượng hạt và gia tốc hướng tâm:

thì bán kính hình tròn:

và chu kì chuyển động của điện tích trong từ trường:

Vì dòng điện biểu thị sự chuyển động có trật tự của các điện tích nên tác dụng của từ trường lên dây dẫn mang dòng điện là kết quả tác động của nó lên từng điện tích chuyển động. Nếu chúng ta đưa một dây dẫn mang dòng điện vào một từ trường (Hình 96a), chúng ta sẽ thấy rằng do sự cộng thêm từ trường của nam châm và dây dẫn, nên từ trường sinh ra sẽ tăng lên ở một phía của dây dẫn (trong hình trên) và từ trường sẽ yếu đi ở dây dẫn phía bên kia (trong hình bên dưới). Do tác động của hai từ trường, các đường sức từ sẽ uốn cong và cố gắng co lại sẽ đẩy dây dẫn xuống (Hình 96, b).

Hướng của lực tác dụng lên dây dẫn mang dòng điện trong từ trường có thể được xác định bằng “quy tắc bàn tay trái”. Nếu đặt bàn tay trái trong từ trường sao cho các đường sức từ đi ra từ Cực Bắc, như thể chúng đi vào lòng bàn tay và bốn ngón tay duỗi thẳng trùng với chiều dòng điện trong dây dẫn thì ngón cái cong lại sẽ chỉ chiều của lực. Lực ampe tác dụng lên một phần chiều dài của dây dẫn phụ thuộc vào: độ lớn cảm ứng từ B, độ lớn của dòng điện trong dây dẫn I, tính từ phần tử chiều dài dây dẫn và từ sin của góc a giữa hướng của phần tử chiều dài dây dẫn và hướng của từ trường.

Sự phụ thuộc này có thể được biểu diễn bằng công thức:

Đối với một dây dẫn thẳng có chiều dài hữu hạn đặt vuông góc với hướng của từ trường đều thì lực tác dụng lên dây dẫn sẽ bằng:

Từ công thức cuối cùng, chúng tôi xác định thứ nguyên của cảm ứng từ.

Vì kích thước của lực là:

tức là chiều của cảm ứng giống với chiều mà chúng ta thu được từ định luật Biot và Savart.

Tesla (đơn vị cảm ứng từ)

Tesla,đơn vị cảm ứng từ Quốc tế hệ thống đơn vị, bình đẳng cảm ứng từ, tại đó từ thông đi qua tiết diện diện tích 1 tôi 2 bằng 1 Weber.Được đặt theo tên của N. Tesla. Chỉ định: tiếng Nga ừ, quốc tế T. 1 tl = 104 gs(gauss).

mô-men xoắn từ, mômen lưỡng cực từ- đặc tính đại lượng chính tính hấp dẫn vật liệu xây dựng. Mômen từ được đo bằng A⋅m 2 hoặc J/T (SI), hoặc erg/Gs (SGS), 1 erg/Gs = 10 -3 J/T. Đơn vị cụ thể của mômen từ cơ bản là magneton Bohr. Trong trường hợp mạch phẳng có dòng điện, mô men từ được tính bằng

đâu là cường độ dòng điện trong mạch, là diện tích của mạch, là vectơ đơn vị của pháp tuyến đối với mặt phẳng của mạch. Hướng của mô men từ thường được tìm theo quy tắc gimlet: nếu bạn xoay tay cầm của gimlet theo hướng của dòng điện thì hướng của mô men từ sẽ trùng với hướng chuyển động tịnh tiến của gimlet.

Đối với một vòng kín tùy ý, mômen từ được tìm từ:

,

đâu là vectơ bán kính được vẽ từ điểm gốc đến phần tử có chiều dài đường viền

Trong trường hợp tổng quát phân bố dòng điện tùy ý trong môi trường:

,

mật độ dòng điện trong phần tử khối ở đâu.

Vì vậy, một mômen quay tác dụng lên mạch điện mang dòng điện trong từ trường. Đường viền được định hướng tại một điểm nhất định trên trường chỉ theo một cách. Chúng ta hãy lấy hướng dương của pháp tuyến là hướng của từ trường tại một điểm cho trước. Mô-men xoắn tỉ lệ thuận với dòng điện TÔI, diện tích đường viền S và sin của góc giữa hướng của từ trường và pháp tuyến.

Đây M - mô-men xoắn , hoặc khoảnh khắc quyền lực , - khoảnh khắc từ tính mạch (tương tự - mômen điện của lưỡng cực).

Trong trường không đồng nhất (), công thức hợp lệ nếu kích thước phác thảo khá nhỏ(khi đó trường có thể được coi là gần như đồng đều trong đường bao). Do đó, mạch có dòng điện vẫn có xu hướng quay sao cho mô men từ của nó hướng dọc theo đường vectơ.

Tuy nhiên, ngoài ra, lực sinh ra tác dụng lên mạch (trong trường hợp từ trường đều và . Lực này tác dụng lên mạch có dòng điện hoặc bật Nam châm vĩnh cửu trong giây lát và kéo chúng vào vùng có từ trường mạnh hơn.
Thực hiện chuyển động của mạch điện có dòng điện trong từ trường.

Dễ dàng chứng minh rằng công thực hiện để làm dịch chuyển một mạch điện mang dòng điện trong từ trường bằng , trong đó và là các từ thông qua vùng đường viền ở vị trí cuối cùng và ban đầu. Công thức này đúng nếu dòng điện trong mạch không đổi, I E. Khi chuyển động mạch không tính đến hiện tượng cảm ứng điện từ.

Công thức này cũng đúng cho các mạch điện lớn trong từ trường không đồng nhất cao (với điều kiện tôi= hằng số).

Cuối cùng, nếu mạch có dòng điện không bị dịch chuyển nhưng từ trường bị thay đổi, tức là. thay đổi từ thông qua bề mặt được bao phủ bởi mạch từ giá trị này sang giá trị khác để làm điều này bạn cần thực hiện công việc tương tự . Công này gọi là công làm biến đổi từ thông của mạch điện. Từ thông vectơ cảm ứng từ (từ thông) qua diện tích dS là đại lượng vật lý vô hướng bằng

trong đó B n =Вcosα là hình chiếu của vectơ TRONG theo hướng pháp tuyến của vị trí dS (α là góc giữa các vectơ N Và TRONG), d S= dS N- một vectơ có môđun bằng dS và hướng của nó trùng với hướng của pháp tuyến N vào trang web. Vectơ dòng chảy TRONG có thể dương hoặc âm tùy thuộc vào dấu của cosα (được thiết lập bằng cách chọn hướng dương của pháp tuyến N). Vectơ dòng chảy TRONG thường gắn liền với một mạch có dòng điện chạy qua. Trong trường hợp này, chúng tôi đã chỉ định hướng dương của pháp tuyến cho đường viền: nó được liên kết với dòng điện theo quy tắc của vít bên phải. Điều này có nghĩa là từ thông được tạo ra bởi mạch điện xuyên qua bề mặt bị giới hạn bởi chính nó luôn dương.

Dòng của vectơ cảm ứng từ Ф B qua một bề mặt S tùy ý bằng

(2)

Đối với một trường đều và một mặt phẳng nằm vuông góc với vectơ TRONG, B n =B=const và

Công thức này cho đơn vị của từ thông weber(Wb): 1 Wb - từ thông đi qua một bề mặt phẳng có diện tích 1 m 2, nằm vuông góc với một bộ đồng nhất từ trường và cảm ứng của nó là 1 T (1 Wb = 1 T.m 2).

Định lý Gauss cho trường B: dòng của vectơ cảm ứng từ qua bất kỳ bề mặt kín nào bằng không:

(3)

Định lý này phản ánh thực tế rằng không có điện tích, do đó các đường cảm ứng từ không có điểm bắt đầu cũng như kết thúc và đóng lại.

Vì vậy, đối với các dòng vectơ TRONG Và E thông qua một bề mặt khép kín trong xoáy và trường thế, thu được các công thức khác nhau.

Ví dụ: hãy tìm luồng vectơ TRONG qua điện từ. Cảm ứng từ của một trường đều bên trong một cuộn dây điện từ có lõi có độ thấm từ μ bằng

Từ thông qua một vòng dây điện có diện tích S bằng

và từ thông tổng cộng, được liên kết với tất cả các vòng dây điện và được gọi là liên kết thông lượng,

BỘ GIÁO DỤC VÀ KHOA HỌC

LIÊN ĐOÀN NGA

NGÂN SÁCH NHÀ NƯỚC LIÊN BANG CƠ SỞ GIÁO DỤC CHUYÊN NGHIỆP CAO CẤP

"ĐẠI HỌC BANG KURGAN"

TRỪU TƯỢNG

Trong môn “Vật lý” Đề tài: “Ứng dụng của lực Lorentz”

Người hoàn thành: Sinh viên nhóm T-10915 Logunova M.V.

Giáo viên Vorontsov B.S.

Kurgan 2016

Giới thiệu 3

1. Sử dụng lực Lorentz 4

1.1. Thiết bị chùm tia điện tử 4

1.2 Khối phổ 5

Máy phát điện 1.3 MHD 7

1.4 Cyclotron 8

Kết luận 10

Tài liệu tham khảo 11

Giới thiệu

Lực Lorentz- lực mà trường điện từ, theo điện động lực học cổ điển (phi lượng tử), tác dụng lên một hạt tích điện điểm. Đôi khi lực Lorentz được gọi là lực tác dụng lên một vật chuyển động với tốc độ υ thù lao q chỉ từ phía của từ trường, thường có toàn bộ lực - từ phía trường điện từ nói chung, nói cách khác, từ phía điện E và từ tính B lĩnh vực.

Trong Hệ thống đơn vị quốc tế (SI), nó được biểu thị bằng:

F L = q υ B tội lỗi α

Nó được đặt theo tên của nhà vật lý người Hà Lan Hendrik Lorentz, người đã đưa ra biểu thức cho lực này vào năm 1892. Ba năm trước Lorenz, biểu thức chính xác đã được tìm ra bởi O. Heaviside.

Biểu hiện vĩ mô của lực Lorentz là lực Ampe.

1. Sử dụng lực Lorentz

Tác dụng của từ trường lên các hạt tích điện chuyển động được sử dụng rất rộng rãi trong công nghệ.

Ứng dụng chính của lực Lorentz (chính xác hơn là trường hợp đặc biệt của nó - lực Ampe) là máy điện (động cơ điện và máy phát điện). Lực Lorentz được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử để tác động lên các hạt tích điện (electron và đôi khi là các ion), ví dụ như trong tivi. ống tia âm cực, V khối phổ Và máy phát điện MHD.

Ngoài ra, trong các cơ sở thử nghiệm hiện đang được tạo ra để thực hiện phản ứng nhiệt hạch có kiểm soát, tác động của từ trường lên plasma được sử dụng để xoắn nó thành một sợi dây không chạm vào thành buồng làm việc. Chuyển động tròn của các hạt tích điện trong từ trường đều và sự độc lập của chu kỳ chuyển động đó với tốc độ hạt được sử dụng trong máy gia tốc tuần hoàn của các hạt tích điện - cyclotron.

1. 1. Thiết bị chùm tia điện tử

Thiết bị chùm tia điện tử (EBD) là một loại thiết bị điện tử chân không sử dụng dòng điện tử, tập trung ở dạng chùm tia đơn hoặc chùm tia, được điều khiển cả về cường độ (dòng điện) và vị trí trong không gian và tương tác với một mục tiêu không gian cố định (màn hình) của thiết bị. Lĩnh vực ứng dụng chính của ELP là chuyển đổi thông tin quang thành tín hiệu điện và chuyển đổi ngược tín hiệu điện thành tín hiệu quang - ví dụ: thành hình ảnh truyền hình nhìn thấy được.

Nhóm thiết bị tia âm cực không bao gồm ống tia X, tế bào quang điện, máy nhân quang, thiết bị phóng khí (dekatron) và ống điện tử thu và khuếch đại (chùm tia tetro, đèn chỉ báo chân không điện, đèn có phát xạ thứ cấp, v.v.) với một dạng chùm tia của dòng điện.

Thiết bị chùm tia điện tử bao gồm ít nhất ba phần chính:

Đèn chiếu điện tử (súng) tạo thành một chùm tia điện tử (hoặc một chùm tia, chẳng hạn như ba chùm tia trong ống hình màu) và điều khiển cường độ của nó (dòng điện);

Hệ thống làm lệch hướng điều khiển vị trí không gian của chùm tia (độ lệch của nó so với trục của đèn chiếu);

Mục tiêu (màn hình) của ELP nhận chuyển đổi năng lượng của chùm tia thành quang thông của hình ảnh nhìn thấy được; mục tiêu của ELP truyền hoặc lưu trữ tích lũy mức giảm tiềm năng không gian, được đọc bằng chùm tia điện tử quét

Cơm. 1 thiết bị CRT

Nguyên lý chung của thiết bị.

Một chân không sâu được tạo ra trong xi lanh CRT. Để tạo ra chùm tia điện tử, người ta sử dụng một thiết bị gọi là súng điện tử. Cực âm được đốt nóng bởi dây tóc sẽ phát ra các electron. Bằng cách thay đổi điện áp trên điện cực điều khiển (bộ điều biến), bạn có thể thay đổi cường độ của chùm tia điện tử và theo đó là độ sáng của hình ảnh. Sau khi rời súng, các electron được gia tốc bởi cực dương. Tiếp theo, chùm tia đi qua một hệ thống làm lệch hướng, hệ thống này có thể thay đổi hướng của chùm tia. TV CRT sử dụng hệ thống làm lệch từ trường vì nó cung cấp các góc lệch lớn. CRT dao động sử dụng hệ thống làm lệch tĩnh điện vì nó mang lại hiệu suất cao hơn. Chùm tia điện tử chạm vào một màn hình phủ phốt pho. Bị bắn phá bởi các electron, phốt pho phát sáng và một điểm chuyển động nhanh có độ sáng thay đổi sẽ tạo ra hình ảnh trên màn hình.

Mở lòng bàn tay trái và duỗi thẳng tất cả các ngón tay. Cong ngón tay cái của bạn một góc 90 độ so với tất cả các ngón tay khác, trong cùng mặt phẳng với lòng bàn tay của bạn.

Hãy tưởng tượng rằng bốn ngón tay trong lòng bàn tay mà bạn giữ lại với nhau sẽ chỉ hướng của tốc độ của điện tích nếu nó dương hoặc hướng ngược lại với tốc độ nếu điện tích âm.

Do đó, vectơ cảm ứng từ luôn hướng vuông góc với tốc độ sẽ đi vào lòng bàn tay. Bây giờ hãy nhìn xem ngón tay cái của bạn đang chỉ vào đâu - đây là hướng của lực Lorentz.

Lực Lorentz có thể bằng 0 và không có thành phần vectơ. Điều này xảy ra khi quỹ đạo của hạt tích điện song song với các đường sức từ. Trong trường hợp này, hạt có quỹ đạo chuyển động thẳng và tốc độ không đổi. Lực Lorentz không ảnh hưởng đến chuyển động của hạt theo bất kỳ cách nào, vì trong trường hợp này lực này hoàn toàn không có.

Trong trường hợp đơn giản nhất, một hạt tích điện có quỹ đạo chuyển động vuông góc với các đường sức từ. Sau đó lực Lorentz tạo ra gia tốc hướng tâm, buộc hạt tích điện chuyển động theo một vòng tròn.

ghi chú

Lực Lorentz được phát hiện vào năm 1892 bởi Hendrik Lorentz, một nhà vật lý người Hà Lan. Ngày nay, nó thường được sử dụng trong các thiết bị điện khác nhau, hoạt động của nó phụ thuộc vào quỹ đạo chuyển động của các electron. Ví dụ, đây là các ống tia âm cực trong tivi và màn hình. Tất cả các loại máy gia tốc đều có khả năng tăng tốc các hạt tích điện đến tốc độ cực lớn, sử dụng lực Lorentz, thiết lập quỹ đạo chuyển động của chúng.

Lời khuyên hữu ích

Trường hợp đặc biệt của lực Lorentz là lực Ampe. Hướng của nó được tính bằng quy tắc bàn tay trái.

Nguồn:

• Lực Lorentz
• Quy tắc bàn tay trái lực Lorentz

Tác dụng của từ trường lên dây dẫn mang dòng điện có nghĩa là từ trường ảnh hưởng đến các điện tích chuyển động. Lực tác dụng lên một hạt tích điện chuyển động từ từ trường được gọi là lực Lorentz để vinh danh nhà vật lý người Hà Lan H. Lorentz

Hướng dẫn

Lực - có nghĩa là bạn có thể xác định giá trị số (mô đun) và hướng (vectơ) của nó.

Mô đun của lực Lorentz (Fl) bằng tỉ số giữa mô đun lực F tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện chiều dài ∆l với số N hạt mang điện chuyển động có trật tự trên đoạn đó. dây dẫn: Fl = F/N ( 1). Do các phép biến đổi vật lý đơn giản, lực F có thể được biểu diễn dưới dạng: F= q*n*v*S*l*B*sina (công thức 2), trong đó q là điện tích của vật chuyển động, n là điện tích của vật chuyển động. Tiết diện dây dẫn, v là vận tốc của hạt, S là diện tích tiết diện dây dẫn, l là chiều dài tiết diện dây dẫn, B là cảm ứng từ, sin là sin của góc giữa vận tốc và vectơ cảm ứng. Và quy đổi số hạt chuyển động về dạng: N=n*S*l (công thức 3). Thay công thức 2 và 3 vào công thức 1, giảm các giá trị n, S, l thì lực Lorentz: Fл = q*v*B*sin a. Điều này có nghĩa là để giải các bài toán đơn giản tìm lực Lorentz, hãy xác định các điều sau trong điều kiện bài toán: đại lượng vật lý: điện tích của một hạt chuyển động, tốc độ của nó, cảm ứng từ trường trong đó hạt chuyển động và góc giữa tốc độ và cảm ứng.

Trước khi giải bài toán, hãy đảm bảo rằng tất cả các đại lượng được đo bằng đơn vị tương ứng với nhau hoặc theo hệ thống quốc tế. Để có được câu trả lời bằng newton (N - đơn vị lực), điện tích phải được đo bằng coulomb (K), tốc độ - tính bằng mét trên giây (m/s), cảm ứng - tính bằng tesla (T), sin alpha - không đo được con số.
Ví dụ 1. Trong một từ trường có cường độ cảm ứng là 49 mT, một hạt tích điện 1 nC chuyển động với tốc độ 1 m/s. Các vectơ vận tốc và cảm ứng từ vuông góc với nhau.
Giải pháp. B = 49 mT = 0,049 T, q = 1 nC = 10 ^ (-9) C, v = 1 m/s, sin a = 1, Fl = ?

Fl = q*v*B*sin a = 0,049 T * 10 ^ (-9) C * 1 m/s * 1 =49* 10 ^(12).

Chiều của lực Lorentz được xác định theo quy tắc bàn tay trái. Để áp dụng nó, hãy tưởng tượng mối quan hệ sau đây của ba vectơ vuông góc với nhau. Đặt bàn tay trái sao cho vectơ cảm ứng từ đi vào lòng bàn tay, bốn ngón tay hướng về chuyển động của hạt dương (ngược lại với chuyển động của hạt âm), khi đó ngón cái cong 90 độ sẽ chỉ hướng của lực Lorentz (xem nhân vật).
Lực Lorentz được tác dụng vào các ống truyền hình của màn hình và tivi.

Nguồn:

• G. Ya Myakishev, B.B. Bukhovtsev. Sách giáo khoa vật lý. Lớp 11. Mátxcơva. "Giáo dục". 2003
• giải bài toán về lực Lorentz

Hướng thực sự của dòng điện là hướng chuyển động của các hạt tích điện. Ngược lại, nó phụ thuộc vào dấu hiệu điện tích của chúng. Ngoài ra, các kỹ thuật viên sử dụng hướng chuyển động có điều kiện của điện tích, không phụ thuộc vào tính chất của dây dẫn.

Hướng dẫn

Để xác định chiều chuyển động thực sự của các hạt tích điện, hãy tuân theo quy tắc sau. Bên trong nguồn, chúng bay ra khỏi điện cực, điện cực được tích điện trái dấu, và di chuyển về phía điện cực, vì lý do này mà điện tích thu được điện tích cùng dấu với các hạt. Ở mạch ngoài chúng thoát ra điện trường từ một điện cực có điện tích trùng với điện tích của các hạt và bị hút vào điện tích trái dấu.

Trong kim loại, hạt tải điện là các electron tự do chuyển động giữa các nút tinh thể. Vì các hạt này mang điện tích âm nên hãy xem chúng chuyển động từ điện cực dương sang điện cực âm bên trong nguồn và từ âm sang dương ở mạch ngoài.

Trong các dây dẫn phi kim loại, điện tích cũng được mang theo bởi các electron, nhưng cơ chế chuyển động của chúng thì khác. Một electron rời khỏi nguyên tử và do đó biến nó thành ion dương khiến nó bắt giữ một electron từ nguyên tử trước đó. Cùng một electron rời khỏi nguyên tử sẽ ion hóa nguyên tử tiếp theo. Quá trình được lặp lại liên tục miễn là có dòng điện trong mạch. Hướng chuyển động của các hạt tích điện trong trường hợp này được coi là giống như trong trường hợp trước.

Có hai loại chất bán dẫn: có độ dẫn điện tử và lỗ trống. Đầu tiên, các chất mang là electron, và do đó hướng chuyển động của các hạt trong chúng có thể được coi là giống như trong kim loại và chất dẫn phi kim loại. Trong trường hợp thứ hai, điện tích được mang bởi các hạt ảo - lỗ trống. Nói một cách đơn giản, có thể nói đây là một loại ghế trống, trong đó không có electron. Do sự dịch chuyển xen kẽ của các electron nên các lỗ trống chuyển động theo hướng ngược lại. Nếu bạn kết hợp hai chất bán dẫn, một trong số đó có tính dẫn điện và chất kia có tính dẫn điện lỗ trống, thì một thiết bị như vậy, được gọi là điốt, sẽ có đặc tính chỉnh lưu.

Trong chân không, điện tích được mang bởi các electron di chuyển từ điện cực nóng (cực âm) sang điện cực lạnh (cực dương). Lưu ý rằng khi diode chỉnh lưu, cực âm so với cực dương, nhưng so với dây chung mà cực cuộn thứ cấp của máy biến áp đối diện với cực dương được nối vào thì cực âm được tích điện dương. Không có mâu thuẫn nào ở đây, vì có sự sụt giảm điện áp trên bất kỳ diode nào (cả chân không và bán dẫn).

Trong chất khí, điện tích được mang bởi các ion dương. Coi hướng chuyển động của các điện tích trong chúng ngược lại với hướng chuyển động của chúng trong kim loại, chất rắn phi kim loại, chân không, cũng như chất bán dẫn có tính dẫn điện và tương tự như hướng chuyển động của chúng trong chất bán dẫn có độ dẫn điện lỗ trống. . Các ion nặng hơn nhiều so với electron, đó là lý do tại sao các thiết bị phóng khí có quán tính cao. Các thiết bị ion có điện cực đối xứng không có độ dẫn điện một chiều, nhưng những thiết bị có điện cực không đối xứng lại có độ dẫn điện ở một phạm vi chênh lệch điện thế nhất định.

Trong chất lỏng, điện tích luôn được mang theo bởi các ion nặng. Tùy thuộc vào thành phần của chất điện phân, chúng có thể âm hoặc dương. Trong trường hợp đầu tiên, hãy coi chúng hành xử tương tự như các electron, và trong trường hợp thứ hai, tương tự như các ion dương trong chất khí hoặc lỗ trống trong chất bán dẫn.

Khi xác định chiều dòng điện trong sơ đồ mạch điện, bất kể các hạt tích điện thực sự di chuyển đến đâu, hãy xem chúng chuyển động trong nguồn từ âm sang dương và trong mạch ngoài từ dương sang âm. Hướng được chỉ ra được coi là có điều kiện và nó đã được chấp nhận trước khi khám phá ra cấu trúc của nguyên tử.

Nguồn:

• hướng của dòng điện

Ampe điện, tác dụng lên đoạn dây dẫn có chiều dài Δ tôi với sức mạnh hiện tại TÔI, nằm trong từ trường B,

Biểu thức của lực Ampe có thể được viết là:

Lực này được gọi là Lực Lorentz . Góc α trong biểu thức này bằng góc giữa vận tốc và vectơ cảm ứng từ Hướng của lực Lorentz tác dụng lên một hạt tích điện dương, cũng như hướng của lực Ampe, có thể tìm được bằng cách quy tắc bàn tay trái hoặc bằng cách quy tắc gimlet. Vị trí tương đối của các vectơ và đối với hạt tích điện dương được thể hiện trong hình. 1.18.1.

Hình 1.18.1. Vị trí tương đối của các vectơ và mô đun của lực Lorentz bằng số với diện tích hình bình hành dựng trên các vectơ và nhân với điện tích q

Lực Lorentz có phương vuông góc với vectơ và

Khi một hạt tích điện chuyển động trong từ trường thì lực Lorentz không tác dụng. Do đó, độ lớn của vectơ vận tốc không thay đổi khi hạt chuyển động.

Nếu một hạt tích điện chuyển động trong từ trường đều dưới tác dụng của lực Lorentz và vận tốc của nó nằm trong mặt phẳng vuông góc với vectơ thì hạt sẽ chuyển động theo một đường tròn bán kính

Chu kì chuyển động của một hạt trong từ trường đều bằng

gọi điện tần số cyclotron . Tần số cyclotron không phụ thuộc vào tốc độ (và do đó phụ thuộc vào động năng) của hạt. Tình huống này được sử dụng trong cyclotron – máy gia tốc của các hạt nặng (proton, ion). Sơ đồ cyclotron được thể hiện trong hình. 1.18.3.

Một buồng chân không được đặt giữa hai cực của một nam châm điện cực mạnh, trong đó có hai điện cực dạng nửa hình trụ bằng kim loại rỗng ( dees ). Một điện áp xoay chiều được đưa vào các thiết bị, tần số của nó bằng tần số cyclotron. Các hạt tích điện được bơm vào trung tâm buồng chân không. Các hạt được gia tốc bởi điện trường trong khoảng cách giữa các hạt. Bên trong dees, các hạt chuyển động dưới tác dụng của lực Lorentz theo hình bán nguyệt, bán kính tăng khi năng lượng của các hạt tăng. Mỗi khi một hạt bay qua khe hở giữa các dee, nó sẽ được gia tốc bởi điện trường. Do đó, trong cyclotron, cũng như trong tất cả các máy gia tốc khác, một hạt tích điện được gia tốc bởi một điện trường và được giữ trên quỹ đạo của nó bởi một từ trường. Cyclotron có thể gia tốc proton lên mức năng lượng cỡ 20 MeV.

Từ trường đồng nhất được sử dụng trong nhiều thiết bị và đặc biệt là trong khối phổ kế – các thiết bị giúp bạn có thể đo khối lượng của các hạt tích điện – các ion hoặc hạt nhân của các nguyên tử khác nhau. Máy quang phổ khối được sử dụng để tách đồng vị, nghĩa là hạt nhân nguyên tử có cùng điện tích nhưng có khối lượng khác nhau (ví dụ: 20 Ne và 22 Ne). Máy quang phổ khối đơn giản nhất được thể hiện trong hình. 1.18.4. Các ion thoát ra khỏi nguồn S, xuyên qua nhiều lỗ nhỏ, tạo thành một chùm tia hẹp. Sau đó họ vào bộ chọn tốc độ , trong đó các hạt di chuyển vào điện trường và từ trường đồng nhất xuyên qua. Một điện trường được tạo ra giữa các bản của một tụ điện phẳng, một từ trường được tạo ra trong khe hở giữa các cực của nam châm điện. Vận tốc ban đầu của các hạt tích điện có hướng vuông góc với vectơ và

Một hạt chuyển động trong điện trường và từ trường chéo sẽ chịu tác dụng của một lực điện và lực Lorentz từ tính. Cho rằng E = υ B những lực này cân bằng chính xác với nhau. Nếu điều kiện này được đáp ứng, hạt sẽ chuyển động đều và thẳng và sau khi bay qua tụ điện, sẽ đi qua lỗ trên màn chắn. Với các giá trị điện trường và từ trường cho trước, bộ chọn sẽ chọn các hạt chuyển động với vận tốc υ = E / B.

Tiếp theo, các hạt có cùng giá trị tốc độ đi vào buồng khối phổ, trong đó tạo ra một từ trường đều. Các hạt chuyển động trong buồng theo mặt phẳng vuông góc với từ trường dưới tác dụng của lực Lorentz. Quỹ đạo của hạt là những vòng tròn có bán kính R = tôiυ / qB". Đo bán kính quỹ đạo cho các giá trị đã biết của υ và B" có thể xác định được mối quan hệ q / tôi. Trong trường hợp đồng vị ( q 1 = q 2) máy quang phổ khối cho phép bạn tách các hạt có khối lượng khác nhau.

Máy quang phổ khối hiện đại có thể đo khối lượng của các hạt tích điện với độ chính xác cao hơn 10–4.

Nếu vận tốc của một hạt có một thành phần dọc theo hướng của từ trường thì hạt đó sẽ chuyển động trong từ trường đều theo hình xoắn ốc. Trong trường hợp này, bán kính của đường xoắn ốc R phụ thuộc vào mô đun của thành phần vuông góc với từ trường υ ┴ của vectơ và độ cao của đường xoắn ốc P– từ mô đun của thành phần dọc υ || (Hình 1.18.5).

Do đó, quỹ đạo của hạt tích điện dường như quấn quanh đường cảm ứng từ. Hiện tượng này được ứng dụng trong công nghệ cách nhiệt từ tính của plasma nhiệt độ cao, nghĩa là, một loại khí bị ion hóa hoàn toàn ở nhiệt độ khoảng 10 6 K. Một chất ở trạng thái này thu được trong các cơ sở lắp đặt kiểu Tokamak khi nghiên cứu các phản ứng nhiệt hạch có kiểm soát. Plasma không được tiếp xúc với thành buồng. Cách nhiệt đạt được bằng cách tạo ra một từ trường có cấu hình đặc biệt. Như một ví dụ trong hình. 1.18.6 cho thấy quỹ đạo của một hạt tích điện trong “chai” từ tính(hoặc bị mắc kẹt ).

Một hiện tượng tương tự cũng xảy ra trong từ trường Trái đất, đây là sự bảo vệ cho mọi sinh vật khỏi dòng hạt tích điện từ ngoài vũ trụ. Các hạt tích điện nhanh từ không gian (chủ yếu từ Mặt trời) bị từ trường Trái đất “bắt giữ” và tạo thành cái gọi là vành đai bức xạ (Hình 1.18.7), trong đó các hạt, giống như trong bẫy từ, di chuyển tới lui dọc theo quỹ đạo xoắn ốc giữa cực bắc và cực nam trong khoảng thời gian cỡ vài phần của giây. Chỉ ở các vùng cực, một số hạt mới xâm nhập vào tầng khí quyển phía trên, gây ra cực quang. Các vành đai bức xạ của Trái đất trải dài từ khoảng cách khoảng 500 km đến hàng chục bán kính Trái đất. Cần nhớ rằng cực từ phía nam của Trái đất nằm gần cực địa lý phía bắc (ở phía tây bắc Greenland). Bản chất của từ trường mặt đất vẫn chưa được nghiên cứu.

Câu hỏi kiểm soát

1.Mô tả các thí nghiệm của Oersted và Ampere.

2. Nguồn gốc của từ trường là gì?

3. Giả thuyết Ampere giải thích sự tồn tại từ trường của nam châm vĩnh cửu là gì?

4.Sự khác biệt cơ bản giữa từ trường và điện trường là gì?

5. Xây dựng định nghĩa vectơ cảm ứng từ.

6. Tại sao từ trường gọi là xoáy?

7. Xây dựng pháp luật:

A) Ampe;

B) Bio-Savart-Laplace.

8. Độ lớn của vectơ cảm ứng từ của trường dòng điện thuận là bao nhiêu?

9. Nêu định nghĩa về đơn vị dòng điện (ampe) trong Hệ đơn vị quốc tế.

10. Viết công thức biểu thị số lượng:

A) môđun vectơ cảm ứng từ;

B) Lực ampe;

B) Lực Lorentz;

D) chu kì quay của một hạt trong từ trường đều;

D) bán kính cong của hình tròn khi một hạt tích điện chuyển động trong từ trường;

Kiểm tra khả năng tự kiểm soát

Điều gì đã được quan sát thấy trong thí nghiệm của Oersted?

1) Tương tác của hai dây dẫn song song với dòng điện.

2) Tương tác của hai kim nam châm

3) Xoay kim nam châm gần vật dẫn khi có dòng điện chạy qua nó.

4) Sự xuất hiện dòng điện trong cuộn dây khi ta đẩy một nam châm vào trong nó.

Hai dây dẫn song song tương tác như thế nào nếu chúng mang dòng điện cùng chiều?

Thu hút;

Họ đẩy đi;

Lực và mô men của lực bằng không.

Lực bằng 0 nhưng mô men của lực không bằng 0.

Công thức nào xác định biểu thức mô đun của lực Ampe?

Công thức nào xác định biểu thức mô đun của lực Lorentz?

B)

TRONG)

G)

0,6N; 2) 1N; 3) 1,4N; 4) 2,4 N.

1) 0,5 T; 2) 1 T; 3) 2 T; 4) 0,8 T .

Một electron có vận tốc V bay vào từ trường có môđun cảm ứng B vuông góc với đường sức từ. Biểu thức nào tương ứng với bán kính quỹ đạo của electron?

Trả lời 1)
2)

4)

8. Chu kỳ quay của hạt tích điện trong cyclotron sẽ thay đổi như thế nào khi tốc độ của nó tăng gấp đôi? (V<< c).

1) Tăng gấp 2 lần; 2) Tăng gấp 2 lần;

3) Tăng 16 lần; 4) Sẽ không thay đổi.

9. Công thức nào xác định mô đun cảm ứng của từ trường tạo ra ở tâm dòng điện tròn có bán kính R?

1)
2)
3)
4)

10. Cường độ dòng điện trong cuộn dây bằng TÔI. Công thức nào xác định mô đun cảm ứng từ trường ở giữa cuộn dây có chiều dài tôi với số vòng N?

1)
2)
3)
4)

Công việc phòng thí nghiệm số

Xác định thành phần nằm ngang của cảm ứng từ trường Trái đất.

Lý thuyết ngắn gọn cho công việc trong phòng thí nghiệm.

Từ trường là một môi trường vật chất truyền cái gọi là tương tác từ. Từ trường là một trong những dạng biểu hiện của trường điện từ.

Nguồn tạo ra từ trường là các điện tích chuyển động, các vật dẫn mang dòng điện và điện trường xoay chiều. Được tạo ra bởi các điện tích chuyển động (dòng điện), từ trường lần lượt chỉ tác dụng lên các điện tích chuyển động (dòng điện), nhưng không ảnh hưởng đến các điện tích đứng yên.

Đặc tính chính của từ trường là vectơ cảm ứng từ :

Độ lớn của vectơ cảm ứng từ bằng số với lực cực đại tác dụng từ từ trường lên một dây dẫn có chiều dài đơn vị mà dòng điện có cường độ đơn vị chạy qua. Vectơ tạo thành bộ ba thuận tay phải với vectơ lực và hướng dòng điện. Như vậy, cảm ứng từ là đặc tính lực của từ trường.

Đơn vị đo cảm ứng từ trong hệ SI là Tesla (T).

Đường sức từ là đường ảo, tại mỗi điểm có tiếp tuyến trùng với hướng của vectơ cảm ứng từ. Các đường sức từ luôn đóng và không bao giờ cắt nhau.

Định luật Ampe xác định tác dụng lực của từ trường lên dây dẫn mang dòng điện.

Nếu trong từ trường có cảm ứng đặt một dây dẫn mang dòng điện thì mỗi phần tử định hướng dòng điện dây dẫn được tác dụng bởi lực Ampe, được xác định bởi mối quan hệ

.

Hướng của lực Ampe trùng với hướng của tích vectơ
, những thứ kia. nó vuông góc với mặt phẳng chứa các vectơ Và (Hình 1).

Cơm. 1. Để xác định hướng của lực Ampe

Nếu như vuông góc , thì có thể xác định hướng của lực Ampe theo quy tắc của bàn tay trái: hướng bốn ngón tay duỗi dọc theo dòng điện, đặt lòng bàn tay vuông góc với các đường sức thì ngón cái sẽ chỉ hướng của lực Ampe. Định luật Ampe là cơ sở cho định nghĩa về cảm ứng từ, tức là hệ thức (1) theo công thức (2), được viết dưới dạng vô hướng.

Lực Lorentz là lực do một trường điện từ tác dụng lên một hạt tích điện chuyển động trong trường này. Công thức lực Lorentz lần đầu tiên được G. Lorentz thu được nhờ tổng quát hóa kinh nghiệm và có dạng:

.

Ở đâu
- lực tác dụng lên hạt mang điện trong điện trường có cường độ ;
– lực tác dụng lên hạt mang điện trong từ trường.

Công thức tính thành phần từ của lực Lorentz có thể thu được từ định luật Ampe, có tính đến dòng điện là chuyển động có trật tự của các điện tích. Nếu từ trường không tác dụng lên các điện tích chuyển động thì nó sẽ không ảnh hưởng gì đến dây dẫn mang dòng điện. Thành phần từ của lực Lorentz được xác định bằng biểu thức:

.

Lực này có phương vuông góc với mặt phẳng chứa vectơ vận tốc và cảm ứng từ trường ; hướng của nó trùng với hướng của tích vectơ
Vì q > 0 và có hướng
Vì q>0 (Hình 2).

Cơm. 2. Xác định hướng thành phần từ của lực Lorentz

Nếu vectơ vuông góc với vectơ , thì có thể tìm được hướng của thành phần từ của lực Lorentz đối với các hạt tích điện dương bằng quy tắc bàn tay trái và đối với các hạt tích điện âm bằng quy tắc tay phải. Vì thành phần từ của lực Lorentz luôn vuông góc với vận tốc , thì nó không thực hiện công để làm hạt chuyển động. Nó chỉ có thể thay đổi hướng của tốc độ , bẻ cong quỹ đạo của một hạt, tức là đóng vai trò là lực hướng tâm.

Định luật Biot-Savart-Laplace được sử dụng để tính toán từ trường (định nghĩa ) được tạo ra bởi dây dẫn mang dòng điện.

Theo định luật Biot-Savart-Laplace, mỗi phần tử của dây dẫn có dòng điện định hướng tạo ra tại một điểm ở khoảng cách từ phần tử này tạo ra một từ trường, cảm ứng của nó được xác định bởi hệ thức:

.

Ở đâu
H/m - hằng số từ; µ - tính thấm từ của môi trường.

Cơm. 3. Hướng tới định luật Biot-Savart-Laplace

Phương hướng
trùng với hướng của tích vectơ
, I E.
vuông góc với mặt phẳng chứa vectơ Và . Đồng thời
tiếp tuyến với đường sức, hướng của lực này có thể được xác định bằng quy tắc gimlet: nếu chuyển động tịnh tiến của đầu mũi gimlet hướng dọc theo dòng điện thì hướng quay của tay cầm sẽ xác định hướng của đường sức từ (Hình 3).

Để tìm từ trường do toàn bộ dây dẫn tạo ra, bạn cần áp dụng nguyên lý chồng chất trường:

.

Ví dụ: hãy tính cảm ứng từ ở tâm của dòng điện tròn (Hình 4).

Cơm. 4. Hướng tới tính toán từ trường tại tâm dòng điện tròn

Đối với dòng điện tròn
Và
, do đó quan hệ (5) ở dạng vô hướng có dạng:

Định luật dòng điện tổng (định lý tuần hoàn cảm ứng từ) là một định luật khác để tính từ trường.

Định luật dòng điện tổng của từ trường trong chân không có dạng:

.

Ở đâu B tôi – phép chiếu mỗi phần tử dây dẫn , hướng dọc theo dòng điện.

Sự chuyển động của vectơ cảm ứng từ dọc theo bất kỳ mạch kín nào bằng tích của hằng số từ và tổng đại số của dòng điện chạy trong mạch này.

Định lý Ostrogradsky-Gauss cho từ trường như sau:

.

Ở đâu B N – phép chiếu vector để bình thường vào trang web dS.

Dòng của vectơ cảm ứng từ qua một bề mặt kín tùy ý bằng không.

Bản chất của từ trường tuân theo các công thức (9), (10).

Điều kiện để có điện thế của điện trường là độ tuần hoàn của vectơ cường độ bằng 0
.

Tiềm năng điện trườngđược tạo ra bởi các điện tích đứng yên; Các đường sức không đóng, chúng bắt đầu ở điện tích dương và kết thúc ở điện tích âm.

Từ công thức (9) ta thấy trong từ trường có sự hoàn lưu của vectơ cảm ứng từ khác 0 nên từ trường không có điện thế.

Từ hệ thức (10), suy ra rằng các điện tích từ có khả năng tạo ra từ trường tiềm năng không tồn tại. (Trong tĩnh điện, một định lý tương tự vẫn âm ỉ ở dạng
.

Các đường sức từ tự đóng lại. Trường như vậy được gọi là trường xoáy. Như vậy từ trường là một trường xoáy. Hướng của các đường sức được xác định theo quy tắc gimlet. Trong một dây dẫn thẳng dài vô hạn mang dòng điện, các đường sức có dạng đường tròn đồng tâm bao quanh dây dẫn (Hình 3).

Sự xuất hiện của lực tác dụng lên một điện tích chuyển động trong điện từ trường bên ngoài

Hoạt hình

Sự miêu tả

Lực Lorentz là lực tác dụng lên một hạt tích điện chuyển động trong trường điện từ bên ngoài.

Công thức tính lực Lorentz (F) lần đầu tiên thu được bằng cách khái quát hóa các sự kiện thực nghiệm của H.A. Lorentz vào năm 1892 và trình bày trong tác phẩm “Lý thuyết điện từ của Maxwell và ứng dụng của nó đối với các vật chuyển động”. Nó có vẻ như:

F = qE + q, (1)

trong đó q là hạt tích điện;

E - cường độ điện trường;

B là vectơ cảm ứng từ, không phụ thuộc vào kích thước của điện tích và tốc độ chuyển động của nó;

V là vectơ vận tốc của hạt tích điện so với hệ tọa độ trong đó tính các giá trị F và B.

Số hạng thứ nhất ở vế phải của phương trình (1) là lực tác dụng lên một hạt tích điện trong điện trường F E =qE, số hạng thứ hai là lực tác dụng lên một hạt tích điện trong điện trường:

F m = q. (2)

Công thức (1) là phổ quát. Nó có giá trị cho cả trường lực không đổi và lực thay đổi, cũng như cho bất kỳ giá trị nào về vận tốc của hạt tích điện. Đó là một mối quan hệ quan trọng của điện động lực học, vì nó cho phép chúng ta kết nối các phương trình của trường điện từ với các phương trình chuyển động của các hạt tích điện.

Trong phép tính gần đúng phi tương đối tính, lực F, giống như bất kỳ lực nào khác, không phụ thuộc vào việc lựa chọn hệ quy chiếu quán tính. Đồng thời, thành phần từ của lực Lorentz F m thay đổi khi chuyển từ hệ quy chiếu này sang hệ quy chiếu khác do tốc độ thay đổi nên thành phần điện F E cũng sẽ thay đổi. Về vấn đề này, việc chia lực F thành lực từ và lực điện chỉ có ý nghĩa khi có chỉ dẫn của hệ quy chiếu.

Ở dạng vô hướng, biểu thức (2) có dạng:

Fm = qVBsina, (3)

trong đó a là góc giữa vectơ vận tốc và vectơ cảm ứng từ.

Do đó, phần từ của lực Lorentz là cực đại nếu hướng chuyển động của hạt vuông góc với từ trường (a =p/2), và bằng 0 nếu hạt chuyển động dọc theo hướng của trường B (a = 0).

Lực từ F m tỷ lệ thuận với tích vectơ, tức là nó vuông góc với vectơ vận tốc của hạt tích điện và do đó không thực hiện công lên điện tích. Điều này có nghĩa là trong từ trường không đổi, dưới tác dụng của lực từ, chỉ có quỹ đạo của một hạt tích điện chuyển động bị bẻ cong nhưng năng lượng của nó luôn giữ nguyên cho dù hạt đó có chuyển động như thế nào.

Hướng của lực từ đối với điện tích dương được xác định theo tích vectơ (Hình 1).

Hướng của lực tác dụng lên điện tích dương trong từ trường

Cơm. 1

Đối với điện tích âm (electron), lực từ có hướng ngược lại (Hình 2).

Hướng của lực Lorentz tác dụng lên electron trong từ trường

Cơm. 2

Từ trường B hướng vào đầu đọc vuông góc với hình vẽ. Không có điện trường.

Nếu từ trường đều và hướng vuông góc với vận tốc thì một điện tích khối lượng m sẽ chuyển động theo một vòng tròn. Bán kính của đường tròn R được xác định theo công thức:

điện tích riêng của hạt ở đâu.

Chu kỳ chuyển động của hạt (thời gian của một vòng quay) không phụ thuộc vào tốc độ nếu tốc độ của hạt nhỏ hơn nhiều so với tốc độ ánh sáng trong chân không. Mặt khác, chu kỳ quỹ đạo của hạt tăng do khối lượng tương đối tính tăng.

Trong trường hợp hạt không tương đối tính:

điện tích riêng của hạt ở đâu.

Trong chân không, trong từ trường đều, nếu vectơ vận tốc không vuông góc với vectơ cảm ứng từ (a№p /2) thì một hạt tích điện dưới tác dụng của lực Lorentz (phần từ tính của nó) sẽ chuyển động dọc theo một đường xoắn ốc với vận tốc không đổi V Trong trường hợp này, chuyển động của nó bao gồm một chuyển động thẳng đều dọc theo hướng của từ trường B với tốc độ và đều. chuyển động quay trong mặt phẳng vuông góc với trường B với tốc độ (Hình 2).

Hình chiếu quỹ đạo của chất điểm lên mặt phẳng vuông góc với B là một đường tròn có bán kính:

Chu kỳ chuyển động của hạt:

Quãng đường h mà hạt di chuyển trong thời gian T dọc theo từ trường B (bước của quỹ đạo xoắn ốc) được xác định theo công thức:

h = Vcos a T . (6)

Trục của đường xoắn trùng với hướng của trường B, tâm của đường tròn di chuyển dọc theo đường sức (Hình 3).

Chuyển động của hạt tích điện bay theo một góc a№p /2 trong từ trường B

Cơm. 3

Không có điện trường.

Nếu điện trường E số 0 thì chuyển động phức tạp hơn.

Trong trường hợp cụ thể, nếu các vectơ E và B song song, thì trong quá trình chuyển động, thành phần vận tốc V 11, song song với từ trường, sẽ thay đổi, do đó cao độ của quỹ đạo xoắn ốc (6) thay đổi.

Trong trường hợp E và B không song song thì tâm quay của hạt chuyển động gọi là trôi, vuông góc với từ trường B. Hướng trôi được xác định bởi tích vectơ và không phụ thuộc vào dấu của điện tích.

Tác động của từ trường lên các hạt tích điện chuyển động dẫn đến sự phân bố lại dòng điện trên tiết diện của dây dẫn, biểu hiện ở hiện tượng nhiệt từ và điện từ.

Hiệu ứng này được phát hiện bởi nhà vật lý người Hà Lan H.A. Lorenz (1853-1928).

Đặc điểm thời gian

Thời gian bắt đầu (đăng nhập từ -15 đến -15);

Trọn đời (log tc từ 15 đến 15);

Thời gian phân hủy (log td từ -15 đến -15);

Thời gian phát triển tối ưu (log tk từ -12 đến 3).

Biểu đồ:

Kỹ thuật triển khai hiệu ứng

Kỹ thuật thực hiện lực Lorentz

Việc thực hiện kỹ thuật một thí nghiệm quan sát trực tiếp tác dụng của lực Lorentz lên một điện tích chuyển động thường khá phức tạp, vì các hạt tích điện tương ứng có kích thước phân tử đặc trưng. Do đó, việc quan sát quỹ đạo của chúng trong từ trường đòi hỏi phải sơ tán khối lượng làm việc để tránh va chạm làm biến dạng quỹ đạo. Vì vậy, theo quy định, các bản cài đặt trình diễn như vậy không được tạo cụ thể. Cách dễ nhất để chứng minh điều này là sử dụng máy phân tích khối lượng từ trường Nier tiêu chuẩn, xem Hiệu ứng 409005, hoạt động của nó hoàn toàn dựa trên lực Lorentz.

Áp dụng hiệu ứng

Một ứng dụng điển hình trong công nghệ là cảm biến Hall, được sử dụng rộng rãi trong công nghệ đo lường.

Một tấm kim loại hoặc chất bán dẫn đặt trong từ trường B. Khi một dòng điện có mật độ j truyền qua nó theo hướng vuông góc với từ trường, sẽ xuất hiện một điện trường ngang trong bản có cường độ E vuông góc với cả hai vectơ j và B. Theo dữ liệu đo đạc, B được tìm thấy.

Hiệu ứng này được giải thích bằng tác dụng của lực Lorentz lên một điện tích chuyển động.

Từ kế điện từ. Máy quang phổ khối. Máy gia tốc hạt tích điện. Máy phát điện từ thủy động lực.

Văn học

1. Sivukhin D.V. Giáo trình vật lý đại cương - M.: Nauka, 1977. - T.3. Điện.

2. Từ điển bách khoa vật lý - M., 1983.

3. Detlaf A.A., Yavorsky B.M. Khóa học vật lý.- M.: trường sau đại học, 1989.

Từ khóa

• sạc điện
• cảm ứng từ
• một từ trường
• cường độ điện trường
• Lực Lorentz
• tốc độ hạt
• bán kính hình tròn
• thời gian lưu hành
• đường xoắn ốc
• điện tử
• proton
• hạt dương Tử

Các môn khoa học tự nhiên: