Сила Лоренца
Сила Лоренца – сила, с которой магнитное поле действует на движущиеся заряды. В случае однородного магнитного поля сила Лоренца равна: , , где - электрический заряд, движущийся со скоростью в магнитном поле с индукцией , - угол между и . Квадратными скобками обозначено векторное произведение. Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки (рис.4, 5): Если ладонь левой руки расположить так, в нее входил вектор магнитной индукции, а четыре вытянутых пальца направить вдоль вектора скорости, то отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на положительный заряд. Сила Лоренца перпендикулярна векторам и . Сила Лоренца не совершает работы.
5. Движение зарядов в электрических и магнитных полях. Считаем, что магнитное поле однородно и на частицу не действуют электрические поля. Рассмотрим три возможных случая: 1) – Заряженная частица движется в магнитном поле вдоль линий магниной индукции(угол между векторами и равен или ). Тогда сила Лоренца равна нулю, т.е. мегнитное поле на частицу не действует и она движется прямолинейно и равномерно; 2) – Заряженная частица движется в магнитном поле со скоростью , перпендикулярной вектору (угол ). Сила Лоренца : постоянна по модулю и нормальна к траектории частицы. Частица будет двигаться по окружности радиуса с центростремительным ускорением . Из второго закона Ньютона получаем радиус окружности и период вращения . 3) Заряженная частица движется под углом к линиям магнитной индукции. Движение частицы можно представить в виде суммы двух движений: 1. Равномерного прямолинейного движения вдоль поля со скоростью ; 2. Равномерного движения по окружности в плоскости перпендикулярной полю со скоростью со скоростью ; Суммарное движение будет движением по спирали, ось которой параллельна магнитному полю. Шаг винтовой линии: ( – период вращения частицы). Так как , то . Если магниное поле неоднородно и заряженная частица движется под углом к линиям магнитного поля в направлении возрастания поля, то величины и уменьшаются с ростом . На этом основана фокусировка заряженных частиц магнитным полем.
|