Действие магнитного поля на движущуюся заряженную частицу. Сила Лоренца

1. «Действие магнитного поля на движущуюся заряженную частицу. Сила Лоренца»

2.

Сила Лоренца
Силу, действующую на движущуюся заряженную
частицу со стороны магнитного поля, называют
силой Лоренца
Хеендрик Антоен Лоеренц (1853 - 1928)
выдающийся голландский физик и математик ,
развил электромагнитную теорию света и
электронную теорию материи, а также
сформулировал теорию электричества,
магнетизма и света, внёс большой вклад в
развитие теории относительности,
лауреат Нобелевской премии 1902г.

3.

F
FЛ
N
I qn S
F I B l sin
N nS l
F q n SB l sin q NB sin

4. Движущиеся заряженные частицы в магнитном поле

5.

Радиационные пояса Земли. Быстрые заряженные частицы
от Солнца (в основном электроны и протоны) попадают в
магнитные ловушки радиационных поясов. Частицы могут
покидать пояса в полярных областях и вторгаться в верхние
слои атмосферы, вызывая полярные сияния.

6.

Магнитная «бутылка». Заряженные частицы не выходят
за пределы «бутылки». Магнитное поле «бутылки»
может быть создано с помощью двух круглых катушек с
током.

7.

Движение заряженной частицы по спирали в
однородном магнитном поле.

8.

Селектор скоростей и массспектрометр

9.

Угловая скорость движения заряженной частицы по круговой
траектории называется циклотронной частотой. Циклотронная частота не 
зависит от скорости (следовательно, и от кинетической энергии) частицы. Это 
обстоятельство используется в циклотронах 

10. Использование действия магнитного поля на движущийся заряд

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Использование действия магнитного
поля на движущийся заряд
Телевизионные
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
трубки: летящие к экрану
электроны отклоняются с помощью
магнитного поля
Ускорители
заряженных частиц для
получения частиц с большими энергиями
(циклотрон)
Масс-спектрограф-прибор,
позволяющий
разделять заряженные частицы по их
удельным зарядам, т.е. по отношению
заряда частицы к ее массе

11.

Радиус
кривизны траектории является
величиной постоянной
Данная
траектория является окружностью
2 r 2 m
T
qB

12. Движение заряженных частиц в магнитном поле

F qB
a
m
m
2
a
r
qB 2
m
r
m
r
qB

13. Направление

14. Модуль силы Лоренца

15.

В
Сила, действующая на движущуюся
заряженную частицу со стороны
магнитного поля, называется силой
Лоренца
V
FЛ
Fл ↑↑
FA

16. Модуль силы Лоренца

FА
I
= ВIl sinα
V
Fл =
I=
V=
А
Л
ВIlFsinα
А
В
N
q
t
l
t
F
Fл =
Вql sinα
tN
; q0 =
Fл = Bq0V sinα
q
N

17.

Движение заряженной частицы под действием силы Лоренца, если α = 90°
F ┴ V
В
V
Сила, перпендикулярная скорости,
вызывает изменение направления
движения.
Центростремительное ускорение:
a=
v
2
По II закону Ньютона F = m a
r
FЛ
ВqV = mV
r=
r
mV
Bq
2

18.

Движение заряженной частицы под действием силы Лоренца, если α = 90°
Т.к движение равномерное, то
T=
В
т.к.
T=
2πr
V
r=
2πmV
BqV
mV
Bq
=
2πm
Bq

19. Применение силы Лоренца

Осциллограф
Кинескоп
Масс – спектрограф
Ускорители элементарных частиц (циклотрон, бетатрон,
синхрофазотрон)
B

20. Движение заряженной частицы под действием силы Лоренца, если α ≠ 90°

v =v
h=v T
cosα
v ┴= v
2πm
T = sinα
║
В
║
h
↔
Bq
V║
V
┴
V
2πm
h = v cosα
Bq